高中物理思想方法总结

　　1．微元法与极限法

　　它本是高等数学中的知识领域问题，但在高中物理中只是思想方法领域的问题。在高中也根本不可能把具体知识体系教给学生，但作为思想方法，它的地位反而更高。虽然对问题的分析都是定性的，却反应了思维的质量和深度。在处理匀变速直线运动的位移、瞬时速度，曲线运动速度方向、万有引力由“质点”向“大的物体”过渡、变力做功，等等，要大力向学生渲染这种思想方法。

　　2．隔离法

　　除前面提到的对物体系统进行隔离的例子，还有对问题的过程或问题性质进行隔离的思想方法问题。例如我们把电源隔离成无阻理想电源和电阻串联的两部分；把碰撞问题分隔成纯粹碰撞阶段和纯粹运动阶段──很多教师说“碰撞瞬间完成，还没来得及运动，忽略其位移”，其实这话不严密：不是没位移，而是把位移成分（哪怕很微小的位移）在运动阶段中体现了。再如，在讨论卫星运行中的变轨问题时，往往分隔成变速、变轨，再变速、稳定在另一轨道等等几个理想段，实际中这些过程并不是界限分明分阶段进行的，而是交融在一起、伴随在一起的。

　　隔离法的运用，不是忽略了什么，也不是允许了什么误差，而是思维的一种方法与技巧。运用这种方法，研究的结果是精确的。

　　3．忽略次要因素思想

　　很多学生在讨论问题时，有两个误区：一是看问题不全面，类似的如电路中的功率等于电压与电流二者的积，电压增大为原来二倍时，有的学生就说功率就变为原来二倍；二是不知道多个因素影响中，需要忽略无穷小的和次要的因素。例如随温度的增加导体的电阻究竟增加还是减小？再如在研究光学的成像时不用考虑色散、在研究干涉问题时不考虑衍射影响、在研究声速时不考虑温度影响等。

　　对此，应该让学生归纳出理性化的思绪：第一，精确度方面。例如，研究铁球的自由落体运动，不做精确测量时，不考虑空气阻力。但要进行精确研究，即便下落的是铁球，也要考虑空气阻力。第二，在关注点方面。例如还是铁球下落，看你关注的是什么。如果你关注的是空气阻力影响，就不能忽略空气阻力。再如一个物体既有平动又有转动，当关注平动时就忽略转动，当关注转动时就忽略平动。第三，为了思维推演的简化，认可一定的误差存在。例如在研究理想气体时，忽略分子体积。

　　4．单位制中的思想方法

　　单位制的统一，也存在思想方法问题。例如，教师可以大讲特讲以前的单位制多么的混乱、讲讲各个国家及各个地区用的单位的不同有多麻烦、说说我们国家以前的教材“力”和“质量”单位都用“千克”给学生的学习带来多大的困惑，讲一下美国1999年发射的火星探测器失踪就是因为单位换算错误造成的，讲讲为了避免麻烦国际上多次开会进行单位制的统一等。让学生换位思维，你是世界知名科学家你感觉是否有必要统一单位制？

　　在这些渲染和铺垫下，再展开国际单位制的概念，其中有主单位，有大大小小的换算单位，有几个基本单位，有几十、几百个的导出单位等。甚至给学生渗透点“量纲”的内容也未尝不可。

　　5．理想化模型

　　高中物理的重要特点就是理想模型用的多。对理想模型的概念，要让学生明确三点：概念、特点、目的。如质点，概念：有质量的几何点；特点：有质量，无尺寸，现实中不存在，假想的，虚构的；目的：用它代替现实中的实际物体，使问题难度降低和容易表述。对于学生，某一理想模型定义的本身并不重要，而人们之所以要引入它的目的却十分重要。如无内阻的理想电源、理想气体、光滑表面、点电荷、磁感线等等，在教学的应用中要经常让学生体会和感受它的目的性，更要让学生知道，这种思维方法是简捷的、高明的。

　　对理想模型运用的意义有二。第一，是抽象思维训练的重要方法。这种训练，有个循序渐进的过程，就像语文课上背诗词一样，是个逐渐熏陶而成的过程。第二，是解决实际问题的基础。实际问题是复杂繁琐的，不能直接研究，必须先从理想模型入手，再向实际问题过渡。例如，研究理想气体是研究真实气体的第一步。

　　也有一些物理量，是从理想模型角度引入的。例如，磁通量的引入，纯粹是为了思维上的方便而先入为主引入的，不免有些理想模型的味道。再如平均速度、电压有效值等等一些概念的引入，完全是为了人的主观思维需要，而且是理想化了的模型。

　　6．代换法

　　力的分解与合成、交流电的有效值、理想无阻电源与内阻的串联等，是用到了代换法思维。用质点代替实际物体、把平抛用两个直线运动代替、用一个字母代替一个表达式，也都是用到代换法。电学的画等效电路图、把摄氏温标转换成开氏温标、用圆周运动的射影代替简谐振动，也体现了代换法思想。从简单到复杂，代换法渗透在高中物理的各个角落。

　　7．比值定义法

　　小学就学除法，但高中大多数学生对除法的意义以及意义的延伸，却很少去问津。很多小学生都知道“去书店买书，算一下每本书的单价”，而高中学生却轻视了这里面思想方法的问题。

　　然而我们教师在教学中，特别是在老教材下，感到有些难度、颇费口舌。新教材很好：在处理电场强度概念时候，在分析出电场力F与电荷量q成正比后，直接给出F=Eq，后面接着指出其中的E是“比例常数”，是“与电场有关的”比例常数，它反应了电场的性质，电荷放到不同点，发现E不同等。之后，引出E的概念，定义它为E=F/q。由“与电场有关”到“它反应了电场性质”再到“比值定义法”──单位电荷量在该位置的受力。这种思维过程，不但使问题简化，而且显得很自然、能使学生更深刻的理解比值定义法。

　　8．变化率问题

　　变化率问题，又是除法意义的延伸。在此，教师更要重视“由具体到抽象”的教学。例如，不但让学生知道位移X对时间t的变化率是速度V、速度V对时间t的变化率是加速度A。电流I对电压U的变化率是电导（R的倒数），更要重视在这些具体的问题中，进行抽象和提升，教学生把具体的位移X、速度V、时间t、电流I、电压U等等抽象为函数Y与自变量X，提升到“一个函数对其自变量的变化率问题”层面上。特别是对变化率的变化率、变化率的变化率的变化率……，进行深入的理解，会使学生更理性和聪颖起来。

　　9．对物理规定的理解

　　物理问题，一类是实验和推演得出的.，一类是规定的。规定的东西，是一群人中彼此达成一致的约定。可能一群人和另一群人的约定不同，当不同约定的两群人交流时候，中间还需要翻译。当然，整个人群的约定都统一了，省了中间的翻译，更好。例如，小磁针指向北面的一极叫N极、原子核内带的电性为正、使质量为一千克的物体产生1m/s2加速度的力叫做1牛顿、在一个大气压下水的沸点为100℃，以及坐标正方向的规定、太阳升起的方向叫东方，等等，都是人为的规定。而“同性相斥、异性相吸”“摩擦力与正压力成正比”却是实验的结果。热力学温度的“零”（即-273．15℃）就不是规定的，而是推演出来的。而它的一个单位刻度（即1K的大小）和摄氏度相同，却是人们规定的。

　　10．矢量叠加中的思想方法

　　第一，不能不承认，“平行四边形定则”是知识内容，但把它作为矢量运算的法则来看待，却是思想方法问题。把代数运算与矢量运算两者并列起来，把两种法则进行大大的渲染，给学生打上深刻的烙印。第二，矢量的“加”与代数的“加”意义具有相同性：就是几个量的“累积”或“罗列”。作为标量，没有方向，只是大小的累积或罗列。而矢量，是在保证大小和方向的前提下进行的累积或罗列。例如二力的合成，无非是在两个力在保证大小和方向不变的前提下平移首尾相连，罗列起来。多个力的“和”，也就是把这些力都保证大小和方向的前提下，依次首尾相连，罗列起来。第三，可以向学生说，矢量的乘法和除法运算也有自己特定的法则，在大学会学到。