極值法在初中物理解題中的應用

顧俊文

【摘 要】隨著新課改的進一步推行，對學生物理思維能力的培養在初中物理教學中越來越重要。因為物理思維能力的培養對學生分析問題、解決問題至關重要，因此，對于物理這一較難的基礎理科而言，教師應注重學生物理思維能力的培養。與此同時，更要讓學生學會用物理思維高效思考問題，讓學生逐漸借助“極值法”解決物理問題。基于此，筆者將結合具體教學案例，就極值法在初中物理解題中的應用談談自身的看法。

【關鍵詞】初中物理；極值法；解題；應用

在初中物理課堂，教師不僅要注重基礎物理知識的講授，更要注重采取多種創新的教學方法培養學生的物理思維能力，并給予學生正確的引導，進而在激發學生物理學習興趣的基礎之上，讓學生逐漸形成自身獨特的物理思維能力。在此基礎上才能讓學生掌握更多、更有效的學習方法進行解題，逐漸讓學生學會使用極值法解決相關物理問題，最終有效提升學生的綜合物理素質。

一、極值法的概念

極值法又稱為極端假設法，這種方法通常在數學教學中的應用較為廣泛，極值法進行解題也十分高效，即通過結合相關題型為物理題目予以極端假設，簡化解題過程。所以，隨著初中物理教學內容的增多以及難度的加大，對于相當多的物理題目而言，教師可以在講授過程當中將此方法傳授給學生，進而讓學生逐漸學會用數學解題思想解決物理問題，使物理解題的過程變得更為簡潔、高效，與此同時，在鍛煉學生物理思維的同時，更能提升解題效率，進一步活躍發展學生的思維。所以，教師應當拋棄以往傳統的講課方法，而應培養學生跨學科思維，讓學生意識到極值法并不僅限于某一個學科之內。針對這種情況，教師應該將極值法在物理學科中的具體應用加以系統講授，讓學生在以后的解題過程中，自主地運用此種方法，從而達到高效解決物理難題的目的。

二、極值法在初中物理中的具體應用

極值法在物理解題中的應用較為廣泛，所以，教師在講授過程中應有意識地將不同題型的物理題目匯總、加以分類，并積極示范在解題過程中應用到的極值法進行講解，之后，再讓學生進行專項訓練，以此真正提升學生的物理思維以及物理學習能力。

（一）極值法在杠桿問題中的應用

力學知識作為物理學科的基礎，在教學過程中占有相當大的一部分，所以，為了更為高效地讓學生解決這部分知識，教師可以引入極值法進行授課。比如，教師在講授杠桿相關的內容時，可以借助極值思維來進行授課，讓學生對此部分的知識的理解更為透徹。與此同時，通過極值法的講授減輕學生學習這部分物理知識的難度，讓學生通過極端假設的方式解題，逐漸在動態過程中找到極值點，通過這種方式還能有效提升學生的學習能力，拓展學生的思維空間，讓學生對力學部分形成正確的認知空間。

在另一層面而言，也會極大激發學生的物理學習熱情，而當學生在真正理解這部分的題目時，這對學生解決與杠桿這一類問題十分有益。

所以，為了讓學生系統了解極值法在解決杠桿類物理題型中的應用，教師可以借助物理杠桿平衡習題進行講授，具體而言，教師可為學生整理幾道類似的杠桿類題目，通過“讓學生判斷兩個鉤碼A和B分別向兩邊同時移動相同距離，讓學生判斷杠桿的平衡情況”。在課堂講授過程當中，教師可以首先讓學生闡述自己的解題思路，鼓勵學生積極發言，在學生表達自己的觀點之后，教師再引導學生從其他的思路予以解決，即借助假設極值的方式讓學生解題，通過分析力臂應先增大或先減小的方式進行假設，學生會驚奇地發現題目變得異常簡單，“由于A和B移動的距離相同，因此移動的距離多少對答案的選擇沒有影響……”，在知曉這個知識點之后，讓學生自己假設判斷其平衡方向，這對學生解題十分有幫助。

（二）極值法在壓強部分的應用

除了杠桿類問題可以運用極值法解題外，教師在講授壓力、壓強、浮力等問題時，同樣也可以鼓勵學生運用極值法進行解題。在以往的授課過程當中，由于學生在生活中缺少發現物理知識的眼睛，對壓強等問題理解不是那么透徹，相當多的學生認為這部分知識的學習較為抽象，經常對解決題目束手無策。針對這種情況，教師同樣可以采用極值法進行授課，讓學生對物理的受力情況進行極端假設，進而簡化解題思路，提升解題能力。

具體而言，在講解這樣一道題時：“把一個20牛頓的空心鐵球浸入水中，判斷鐵球在水中的情況”。因為根據題干可知，已知條件太少，鐵球的體積以及空心部分的體積都未提到，所以，利用所學的物理知識根本無法判斷鐵球是上浮還是下沉，所以，在講解過程中，教師要采用非常規方法，運用極值法一一進行假設，并對題目進行深入分析。首先，讓學生假設空心部分體積非常大，引導學生判斷鐵球的情況；其次，當空心部分體積小時，鐵球一定下沉；再次，空心部分的體積剛好為某一數值，即當球的密度近似于水的密度，此時鐵球一定是懸浮的。綜上可知，針對此類題型，重要的是讓學生理解解題思路。在鼓勵學生解題前，首先為學生示范解題思路，讓學生抓住解這類題的精髓，在用非常規方法解題之后，可以讓學生對所要考查的知識點理解得更為透徹。除此之外，為了高效解題，教師同樣可以運用極值法進行講解，有效提升教師的物理授課效率。

（三）極值法在電學部分的應用

在初中物理教學過程當中，除了在力學部分運用極值法解題之外，電學部分作為一個重點部分，它所占的分值比較多且十分重要，對于此類問題的解決，教師同樣可以鼓勵學生運用極值法。因為這部分內容對于學生而言難度偏大，會導致大量題目出現錯誤。所以針對這種情況，教師可以借助專項訓練的方式，讓學生學習極值法在電學部分的應用，鞏固學生的電學基礎知識，激發學生學習這部分的興趣，綜合提高學生的電學學習能力，通過這種方式還能有效提升學生的綜合物理素養。

具體而言，教師在面對電學類題目時，由于一些物理題目較為抽象，導致學生面對此類題型會出現無從下手。而這時，教師可以采取極值法的方式開展教學，進一步培養學生的解題能力，拓展學生探尋問題解決的新方法、新思路。而在講授“變阻器”這一節時，為使學生了解變阻器的構造及變阻器的工作原理，知道正確使用變阻器的方法，也為了進一步培養學生的形象思維能力，首先，讓學生動手操作，借助實物，如“鉛筆芯”連入電路進行實驗，驗證“電阻對電燈泡亮度”的影響因素，讓學生借助鉛筆芯逐漸變短觀察燈泡亮度，進一步感受電阻變化的情況；之后，讓學生借助類似的物理模型自己設計實驗。最終，讓學生借助具體物理模型，進一步鞏固對變阻器實驗原理的掌握程度。再之后，為學生展示“滑動變阻器的滑片P向下移動，電壓表的示數將會發生何種變化”類型題目，并指導學生通過極值法解決。當學生拿到這樣一道題目，他們首先解決思路就是逐步分析，分析電壓的情況，再思考電流的情況，但是，在思考電阻在這個過程中，只要有一處出現疏忽就會導致大小的分析正好相反，導致問題解答失敗。針對這種情況，教師鼓勵學生可以這樣進行假設，“在一開始時，滑片位于最左端，此時滑動變阻器相當于沒有接入電路中，此時電壓表的示數為零，而當滑片向下滑動時，接入電路中的電阻是增加的……”借助此種特殊解法，讓學生的思維更為簡潔，在潛移默化中提高學生的解題能力。

（四）極值法在物理實驗中的應用

在物理教學中，物理實驗作為重要的教學內容，需要教師給予足夠的關注，因為借助實驗教學可以有效加強學生的實驗操作技能，這既是對物理理論知識的鞏固，也是培養學生探究思維能力的最佳時機之一。具體而言，教師可以借助多媒體為學生進行實驗演示，要讓學生獨自進行操作，在此過程中為學生引入極值思維，讓學生在參與實驗過程中規范操作步驟，掌握實驗原理。這樣一來，可以讓學生將課堂上講授的理論知識轉化為實踐，進一步培養其科學方法、科學態度和科學思維。

在開展“探究串聯電路中各處電流的關系”的實驗教學過程中，為進一步培養學生的探究思維能力，使學生掌握串聯電路中電流的規律，體驗科學探究的全過程，教師可開展物理實驗教學。首先，為學生講述了基本原理，之后，采取播放視頻的方式為學生展示線路圖的連接方式；再之后，讓學生動手自己進行操作，在這個過程中，讓學生一邊操作，一邊記錄數據，并讓學生探究“僅測兩到三次電流是否能歸納出普遍適用下結論？串聯電路中各處電流的關系？如何進行假設來推導電流關系？……”等問題展開討論。之后，讓學生大膽操作，借助極端假設的方式進行試驗，直觀感受這部分的知識內容，進而有效培養并提升學生的物理探究思維能力。

三、結束語

極值法在物理學習中應用較為廣泛，教師為了拓展學生的物理思維，提升學生的物理解題能力，便可以結合授課內容將此種方法運用到教學過程中。除此之外，物理解題方法并不僅限于極值法，培養學生物理思維的方式也并不僅限于此，作為物理教師的我們，應靈活轉變教學思路讓學生將物理知識學活，注重學生物理思維能力的培養。所以，這就需要教師注重學生多種物理思維能力的培養，鼓勵學生運用極值法解題，使問題化難為易，化繁為簡，思路靈活，判斷準確，可使分析過程大為簡化，解題速度及準確率進一步提高，最終促進學生物理綜合素質的發展。

【參考文獻】

[1]廖永新.極值法在初中物理解題中的應用[J].數理化學習（初中版），2018（08）：45-46

[2]許秀全.突破初中物理電學計算的策略分析[J].數理化學習（初中版），2018（04）：55-56

[3]董朝武.初中物理解題中極值法的應用[J].數理化學習（初中版），2002（11）：46-47