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浅议中职(高中)物理学科的思维方法

 

【作者】 谭友新

【机构】 广西隆林各族自治县中等职业技术学校

【摘要】

【关键词】
【正文】  摘 要:中职(高中)物理知识与初中物理知识相比,不仅扩大了范围,还加大了知识的深度。这种深度与广度的双重拓展,加大了学生学习的难度,所以教师需要熟练掌握学习物理学科的思维方法,采用科学的教学方式来引导学生学习。而熟练掌握学习物理学科的思维方法要教师在长期的教学实践中不断摸索,结合学生学习的实际情况,优化已有的教学模式,然后用严谨的逻辑把这些整理组合,使这种思维方法不断地提升。
  关键词:学习物理;思维方法
  思维方法是人们通过思维活动为了实现特定思维目的所凭借的途径、手段或办法,也就是思维过程中所运用的工具和手段。思维方法属于思维方式范畴,是思维方式的一个侧面,是思维方式具体而集中的体现。思维方法是由诸层次、诸要素构成的复杂系统。按其作用范围的不同,可以把思维方法划分为三大层次:一般的思维方法、各门具体科学共同的思维方法和各门科学所特有的思维方法。
  作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律,因此成为其他各自然科学学科的研究基础。它的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言,以实验作为检验理论正确性的唯一标准,是一门具有高度的实验性、理论性和应用性的学科,学习物理必须有较强的思维能力作为保证。物理学中概念的建立,规律的发现和解决具体物理问题,都需要思维的加工,都要用到多种思维方法。中职(高中)物理的思维方法主要有:分析法、综合法、归纳法、演绎法、类比法、等效法、理想模型法、对称法。
  1.分析法
  分析法是“综合法”的对称。把复杂的物理现象分解成许多简单组成部分,分别进行研究的方法。是在思维中把研究对象的整体分解为各部分、各个方面而分别加以考察,从而认识研究对象各部分、各方面本质的思维方法。它是寻求解题途径的较好方法,尤其适用于头绪较多、关系复杂的物理综合题。分析法所提供的只是对于物理现象的片面理解,它还不能从总体上、从各个部分之间的相互联系上来把握。因此,在分析的基础上,还必须运用综合的方法,使分析得到的各个方面的本质规定,按照物理现象内在的逻辑联系,形成有机的体系,这样才能全面、深刻地认识物理现象,提出解决问题的有效办法。
  2.综合法
  综合法是“分析法”的对称。把物理现象的各个部分、各个方面和各种因素联系起来,从总体上认识和把握物理现象的方法。它能够克服分析法的局限性,能够揭示事物在分割状态下无法显露出来的特性。在认识事物的过程中,综合与分析是辩证统一的。综合必须以分析为基础,分析也要以先前综合的成果为指导,而且在一定条件下,综合与分析可以互相转化。综合法解题的过程是一个综合的思维过程,它把与研究对象相联系的若干个别现象或个别过程连贯起来考虑,从而对整个事物或全部过程有一个完整和本质的认识。
  3.归纳法
  归纳即是归纳推理,所谓归纳推理,就是从个别性知识推出一般性结论的推理。就是从众多特殊事物的性质和关系中概括出一大群事物共有的特性或规律的逻辑推理方法。如,人们知道:金是能导电的,银是能导电的,铜是能导电的,铅是能导电的,金、银、铜、铁、铅都是金属,所以金属都是能导电的。
  4.演绎法
  所谓演绎法或称演绎推理是指人们以一定的反映客观规律的理论认识为依据,重复从该认识的已知部分推知事物的未知部分思维方法。和归纳法相反,演绎则是由一般到个别的认识方法。演绎法是认识“隐性”知识的方法。它是从一般性较大的前提出发,推出一般性较小的结论的推理。演绎推理的前提和结论之间有着必然的联系,只要前提是正确的,推理是合乎逻辑的,就一定能得到正确的结论。在物理教学中所遇到的演绎推理大多数为假言推理。
  5.类比法
  由一类事物所具有的某种属性,可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法。其结论必须由实验来检验,类比对象间共有的属性越多,则类比结论的可靠性越大。类比是将一类事物的某些相同方面进行比较,以另一事物的正确或谬误证明这一事物的正确或谬误。这是运用类比推理形式进行论证的一种方法。其模式如下:已知对象有属性a、b、c及属性k;待研究对象有属性a、b、c;且k与a、b、c有关。则可类比推理:待研究对象也可能有属性k。
  1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。同年,法国物理学家安培又用实验证明了两个通电螺线管之间的吸引和排斥作用,就像永久磁铁一样,这个现象给安培以启示,他通过通电螺线管与待研究对象条形磁铁的相似性,进行了类比推理提出了著名的分子电流假说,认为磁体的每一个分子中都存在一种环形电流即分子电流,使它形成一个小磁体。这种小磁体取向一致时,整个物体就对外显示磁性。安培分子电流假说,初步揭示了磁现象的电本质。安培正是利用类比推理法得到这一重大研究成果的。
  6.等效法
  等效法是常用的物理思维方法。所谓“等效法”就是在特定的某种意义上,在保证效果相同的前提下,将陌生的、复杂的、难处理的问题转换成熟悉的、容易的、易处理的一种方法。在中职(高中)物理中,合力和分力、合运动和分运动、电路中的等效问题以及平均值、有效值等概念都是根据等效的观点来引入的。它对灵活运用知识,促使知识、技能和能力的迁移,都有很大的帮助。
  7.理想模型法
  通过建立模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为理想模型法。把复杂的问题简单化,摒弃次要因素,抓住主要因素,对实际问题进行理想化处理。有时为了更加形象地描述所要的现象、问题,还需要引入一些模型。物理建模的思维方法:从复杂的物理现象和过程中抽象出研究对象的本质特征进行简化描述。构建理想化的模型是对事物原型的简化和提炼。常见的物理模型包括:
  (1)对象模型(如质点、单摆、理想气体、点电荷、透镜等)。
  (2)过程模型(如匀速直线运动、匀加速直线运动、匀速圆周运动、简谐振动、弹性碰撞、等温变化等)。
  通过物理建模可以排除事物中的非本质因素和次要属性的干扰,突出事物的主要方面,揭示物理现象的本质;可以使人们更加形象,简捷地分析和解决物理问题。物理建模必须以客观事物为原型,以抽象、概括、假设、类比等思维为方法,才能从复杂的事物中提炼出理想的物理模型,再将理想模型应用到具体事物中去。物理建模的关键是对物理现象或物理过程做出正确分析。
  8.对称法
  由于物质世界存在某些对称性,使得物理学理论也具有相应的对称性,从而使对称现象普遍存在于各种物理现象和物理规律中。应用这种对称性它不仅能帮助我们认识和探索物质世界的某些基本规律,而且也能帮助我们去求解某些具体的物理问题,这种思维方法在物理学中称为对称法。利用对称法分析解决物理问题,可以避免复杂的数学演算和推导,直接抓住问题的实质,出奇制胜,快速简便地求解问题.对称法是从对称性的角度研究、处理物理问题的一种思维方法,有时间和空间上的对称。它表明物理规律在某种变换下具有不变的性质。用这种思维方法来处理问题可以开拓思路,使复杂问题的解决变得简捷。如,一个做匀减速直线运动的物体到运动停止的过程中,根据运动的对称性,从时间上的反演,就能看作是一个初速度为零的匀加速直线运动,于是便可将初速度为零的匀加速直线运动的规律和特点,用于处理末速度为零的匀减速运动,从而简化解题过程。如,单摆振动时,摆球在竖直线左右两侧的运动是完全对称的;通电直导线周围的磁场分布是关于导线对称的。
  物理教育工作者如果能教会学生遵循一定的物理思维方法,掌握正确的分析、解决物理问题的思路,则会收到事半功倍的效果。
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  • 【发布时间】2019/3/10 18:50:39
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