高中主要物理思想方法

楊海旺

教學的根本目的是以知識為載體，最終培養(yǎng)學生獨立解決實際問題的能力和具備終身自我學習的能力。學生學習物理的目的是讓學生懂得怎樣學，怎樣把繁雜的問題一一弄清楚。正確的指導思想和方法起到了關鍵的作用，如果學生不懂，那對于一個又一個的現(xiàn)象問題將不知從何入手去解決。因此，有效地向學生滲透一些基本的物理思想方法，是培養(yǎng)學生分析解決問題能力和獨立學習能力的重要途徑，也是未來社會的要求和物理教育發(fā)展的必然結果。

那么高中主要的物理思想方法有哪些呢？觀察法、比較法、控制變量法、等效替代法、轉換法、類比法、理想化物理模型法、放大法等。

一、觀察法

觀察法是人們?yōu)榱苏J識事物的本質和規(guī)律，有目的有計劃的對自然發(fā)生條件下所顯現(xiàn)的有關事物進行考察的一種方法，是人們收集獲取記載和描述感性材料的常用方法之一，是最基本最直接的研究方法。簡單的講，觀察法就是看、仔細地看。但它和一般的看不同，觀察是人的眼睛在大腦的指導下進行有意識的組織的感知活動，因此，亦稱科學觀察。

比如每接觸到一個物理測量器材就應該進行認真觀察，觀察它的構造，測量范圍、分度值，進而了解它的用途。

二、比較法（對比法）

當你想尋找兩件事物的相同和不同之處，就需要用到比較法，可以進行比較的事物和物理量很多，對不同或有聯(lián)系的兩個對象進行比較，我們主要從中尋找它們的不同點和相同點，從而進一步揭示事物的本質屬性。

如蒸發(fā)與沸騰的比較，兩者的相同點都是汽化過程，不同點是從發(fā)生時液體的溫度、發(fā)生所在的部位及現(xiàn)象都不同。還可以用比較法來研究質量與體積的關系。

三、控制變量法

當我們研究某個物理量與多個因素的關系時，每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物的影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法。它是科學探究中的重要思想方法，廣泛地運用在各種科學探索和科學實驗研究之中。

物理學中對于多因素（多變量）的問題，都是常常采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題。

四、等效替代法（間接推斷法）

所謂等效替代法是指在保證某種效果（特性和關系）相同的前提下，將實際的、復雜的物理問題和物理過程轉化為等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程來研究和處理的方法。它在物理學中有著廣泛的應用。

在著名的“曹沖稱象”故事中，大象的質量太大，在當時的條件下不便于直接測量，可以測量與之效果相同的石塊的總質量，從而得出大象的質量；在研究同一直線上的二力的關系時引入合力的概念也是運用了等效替代法。

五、轉換法

物理學中對于一些看不見摸不著的現(xiàn)象或不易直接測量的物理量，通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認識或用易測量的物理量間接測量，這種研究問題的方法叫轉換法。初中物理在研究概念規(guī)律和實驗中多處應用了這種方法。如：磁場看不見、摸不到，我們可以根據它產生的作用來認識它。

六、類比法

類比法是一種推理方法，指為了把要表述的物理問題說的清楚明白，人們常常用具體的、有形的人們所熟知的事物來類比要說明那些抽象的、無形的、陌生的事物。通過類比使人們對所要揭示的事物有一個直接的、具體的、形象的認識，找出類似的規(guī)律。如研究電流時類比水流，形象直觀的比較，很容易被學生理解記憶牢固。在物理學中運用類比方法可以引導學生自己獲取知識，類比可激發(fā)學生探索的意向，引導學生進行探索，使學生成為自覺積極的活動，發(fā)展學生的思維能力。

七、建立模型法

所謂“模型法”是指通過建立物理模型來研究和學習物理、分析處理和解決物理問題的一種思維方法。研究光現(xiàn)象時用到光線模型、研究磁現(xiàn)象時用到磁感線模型、研究連通器原理時用到液片模型，杠桿也是一種理想化模型。用物理模型可以使抽象的假說理論加以形象化，便于想象和思考研究問題。物理學的發(fā)展過程可以說就是一個不斷建立物理模型和用新的物理模型代替舊的或不完善的物理模型的過程。

八、理想化實驗

理想化實驗又叫做假想實驗，它是人們在思想中塑造的一種理想實驗，是邏輯推理的一種特殊形式。它是在觀察實驗的基礎上，忽略次要因素，進行合理的推想，得出結論，達到認識事物本質的目的。它既要以實驗事實作基礎，但又不能直接由實驗得到結論。

理想實驗在物理學的理論研究中有重要的作用。比如，研究牛頓第一定律時用到了理想實驗的方法，讓滑塊從同一斜面的同一高度滑到表面粗糙程度不同的水平木板上，發(fā)現(xiàn)水平木板越光滑，滑塊滑得越遠，在這一可靠事實基礎上，推出假若木板絕對光滑（完全沒有摩擦），滑塊將做勻速直線運動。理想化方法是數學建模中常用的方法。

它是從觀察和經驗中通過想象和邏輯思維，把對象簡化、鈍化，使其升華到理想狀態(tài)，以期更本質的揭示對象的固有規(guī)律。在一定條件下把物質看作質點，把實際位置看作數學上的點、線等都是理想化的結果。理想中的優(yōu)化模型往往具有超前性，這是創(chuàng)新的天然標志。

九、放大法

在有些實驗中，實驗的現(xiàn)象我們是能看到的，但是不容易觀察。我們就將產生的效果進行放大再進行研究。比如音的振動很不容易觀察，所以我們利用小泡沫球將其現(xiàn)象放大；觀察壓力對玻璃瓶的作用效果時我們將玻璃瓶密閉，裝水，插上一個小玻璃管，將玻璃瓶的形變引起的液面變化放大成小玻璃管液面的變化。觀察桌面的微小形變時，利用弧長與半徑的關系，把微小形變放大。

物理學習，要高度重視物理實驗，要努力創(chuàng)設問題情境，運用物理特有的方式來思考和處理問題，鼓勵學生大膽質疑，積極參與課堂討論，學生才會對物理的學習產生濃厚的興趣，才能培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)。