认识物理学科特点把握物理思想方法_陈驹
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高中物理思想方法总结高中物理思想方法总结高中物理作为一门自然科学学科,主要研究物质的运动、力、能量等基本规律。
在学习高中物理的过程中,要掌握一定的思想方法,以提高学习效果。
以下是我对高中物理思想方法的总结。
首先,物理学习的基本思想方法是观察法。
物理现象和实验现象是物理学研究的基础,学生要通过观察实验现象,提炼出规律和原理。
观察法要求学生全面、准确地观察实验现象,尽可能收集到更多的信息,并通过观察实验现象的变化来找出规律和原理。
其次,物理学习的思想方法是实验法。
物理学研究的基本手段是实验,学生要通过实验来验证和探究物理规律。
实验法要求学生有观察、精确测量、记录实验数据的能力,并能够分析、总结实验结果,从而得出正确的结论。
实验法还要求学生在实验中发现问题,解决问题,提高实验能力。
再次,物理学习的思想方法是抽象概括法。
物理学研究的对象是客观存在的物理现象,需要将其抽象为概念和定律。
学生要根据实际物理现象,提炼出相应的概念和定律,形成物理学的体系。
抽象概括法要求学生对物理现象有深刻的认识和理解,并具备归纳、概括的能力,从具体到抽象,从实验事实中找到规律和原理。
最后,物理学习的思想方法是逻辑推理法。
物理学研究的过程是一个不断推理的过程,学生要通过逻辑推理来分析、解决物理问题。
逻辑推理法要求学生善于运用严密的逻辑思维,根据已有的物理原理,推导和演绎出新的结论。
逻辑推理法要求学生具备处理信息、区分主次、抓住重点的能力,能够从不同角度思考问题,形成合理的思维链条。
总之,高中物理学习的思想方法是观察法、实验法、抽象概括法和逻辑推理法的有机结合。
学生要通过观察实验现象,学会发现物理规律;通过实验验证和探究物理规律;通过抽象概括将物理现象抽象成概念和定律;通过逻辑推理分析和解决物理问题。
只有灵活运用这些思维方法,才能加深对物理规律的理解,提高物理学习能力。
谈高中物理学的思想和方法【摘要】只有充分认识物理学思想,掌握科学的物理学知识,才能在物理学上有较大进步,才能在高考中赢得胜利。
【关键词】高中物理;思想;方法物理学是现代科学技术的基础科学,它对于培养年轻一代具备基本的科学思想和科学素养起着十分突出的作用。
在物理课程标准中,特别提出要关心学生的进步,培养学生掌握认识世界的科学方法。
“物理科学方法教育”的重要问题就是对科学方法进行准确定位。
为此从学生的实际出发,探讨科学方法的教育分类,并在此基础上,为有效地实施物理科学方法教育进行了教育策略分析。
在教学中务必有意识地贯穿物理思想和物理方法,思想指导方法,方法体现思想。
当然,随着科学的发展,物理学习的深入,新思想新方法会不断出现,只要我们不懈的努力,勇于探索,大胆创新,一定能为物理教学作出贡献。
1. 物理学中蕴含的哲学思想物理学和哲学相互促进相互发展,物理学为哲学思想的建立提供了事实依据,哲学对物理学的发展具有指导作用。
物理学的教学过程就是以观察和试验为基础,进行科学的分析和抽象,归纳得到规律性的认识,然后再把规律运用到实践中去,正是实践--理论--再实践的辩证唯物主义的认识论。
(1)物理教学要使学生树立辩证的思想,学会“一分为二”的看问题。
但是物理学毕竟与哲学不同,教学中不能刻意去追求,应该蕴辩证法于教学过程中。
如在教学《导体和绝缘体》一节时,教师一开始可以创设情景设置如下疑问:能否用塑料做导线的芯?然后指导学生围绕这一问题进行实验,研究那些物体容易导电,那些物体不容易导电。
从而学生把物体分成两类:导体和绝缘体。
此时要提示学生课堂一开始提出的疑问,学生自然会明白塑料是绝缘体,不能做导线的芯。
然后教师演示玻璃达到红炽状态导电的实验,得出绝缘体和导体没有绝对界限,条件改变了绝缘体就可以导电了,再问塑料能否做导线的芯?这样在潜移默化中渗透了辩证的思想,而且还能激发学生强烈热求知欲,有助于学生创新思维的培养。
高三物理思想与方法总结高三物理思想与方法总结物理作为一门基础学科,是自然科学的重要组成部分之一。
学习物理不仅可以加深对自然规律的理解,还能培养我们的科学思维和分析问题的能力。
在高三学习物理时,可以通过以下的思想与方法来提高学习效果。
首先,要重视基础知识的掌握。
高三物理是在前几年学习基础知识的基础上深化和拓展,因此,对于基础知识的掌握是非常重要的。
我们应该认真学习和理解教科书上的内容,掌握重要概念、公式和定律。
可以通过反复读书习题和总结透彻理解物理概念的内涵和物理原理的应用。
其次,要加强实验操作与数据处理能力。
物理实验是物理学的一个重要部分,通过实验可以观察现象、验证理论、培养科学探究的能力。
实验过程中要注重观察实验现象、分析物理规律,还要熟练掌握实验仪器的使用方法,掌握实验中常见的数据处理方法,如测量误差的估计、数据图表的绘制等。
通过实验,可以将抽象的理论知识变得具体可见,增强对物理规律的理解和记忆。
第三,在解题过程中应运用数学工具。
物理学与数学息息相关,数学知识是物理学的一把利剑。
在解题中,要灵活运用数学模型、方程式和计算。
可以通过列方程,利用代数运算或计算器等工具进行数值计算,提高解题效率。
另外,还要掌握常见的数学公式和技巧,例如泰勒展开、积分求和等,以便更好地解决物理问题。
第四,要培养物理直观和物理感性。
物理学不仅仅是一门理论学科,还和我们日常生活息息相关。
通过与日常生活中的现象相联系,可以更好地理解物理概念和物理原理。
在解决物理问题时,我们可以通过形象的图象、动画等辅助工具,加深对物理规律的理解。
例如,通过画力图、力的分析图等,帮助理解力的合成、分解等内容。
第五,要注重动手动脑的训练。
高三阶段,要注重训练解题的动手能力和动脑能力。
动手能力是指能够熟练掌握物理实验技能和仪器使用技巧。
动脑能力是指通过动脑思考,从多个角度思考问题,培养创新思维和解决问题的能力。
解题过程中还要注重分析问题、归纳问题、提取问题的关键信息,避免在解题过程中的无效尝试和重复计算。
高一物理所学思想方法总结高一物理是学习物理的起点,对于学生来说,掌握物理的基本思想和方法是非常重要的。
通过对高一物理的学习和思考,我总结出以下几点物理思想和方法。
首先,物理思想要注重实验和观察。
高一物理的学习主要围绕实验和观察展开,通过实验和观察,可以直观地理解物理现象,并得出结论。
同时,实验也可以验证理论的正确性。
因此,我们在学习物理的过程中要注重实践,积极参与实验和观察,加深对物理现象的理解。
其次,物理思想要注重理论分析。
物理是一门理论与实践相结合的学科,实验和观察只是一方面,理论分析也是至关重要的。
通过理论分析,可以深入探究物理规律和原理,揭示物理现象背后的本质和机制。
因此,我们在学习物理的过程中要注重理论知识的学习和理解,掌握基本的物理定律和公式,并能够熟练运用。
再次,物理思想要注重数学运算。
物理是一门具有较高数学要求的学科,数学是物理的工具和语言。
在学习物理的过程中,我们经常需要进行数学运算,比如计算速度、加速度、力等物理量。
因此,我们要注重数学知识的学习和掌握,特别是相关的运算技巧和公式推导方法。
此外,物理思想还要注重模型建立和简化。
物理现象复杂多样,为了研究和描述这些现象,我们需要建立适当的物理模型。
模型是对现实世界的抽象和简化,通过模型,我们可以对复杂的物理现象进行简化和理解。
因此,我们要注重模型的建立和应用,掌握常见的物理模型和简化方法。
最后,物理思想要注重问题解决和实际应用。
物理是一门应用性很强的学科,物理知识的应用广泛存在于生活和工作中。
在学习物理的过程中,我们要培养解决问题的能力,学会将物理知识运用到实际中去,解决实际问题。
同时,我们也要关注物理知识的应用领域,了解物理的实际应用和前沿发展。
综上所述,高一物理的思想方法主要包括注重实验和观察、注重理论分析、注重数学运算、注重模型建立和简化、注重问题解决和实际应用等。
通过学习和掌握这些思想和方法,可以帮助我们更好地理解物理,提高物理的学习效果,培养科学思维和创新意识,为今后的物理学习打下坚实的基础。
高中物理思维【浅谈高中物理学科的思维方法】浅谈高中物理学科的思维方法物理学是一门综合性较强的学科,具有高度的实验性、理论性和应用性,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。
高中物理主要的思维方法主要有: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、极端思维法。
一、分析法分析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。
分析法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。
物理综合题已知条件多,有些条件还隐含在另一些已知条件或题目的叙述之中,解题者往往感到无从下手,或将问题全面展开后却又收拢不到一起。
而分析法的思维过程是执果索因的逆推过程,目标明确,便于下手,自然也就解决了以上困难,同时也有利于启发思维,开拓思路。
二、综合法综合法解题的过程则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。
三、归纳法所谓归纳,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。
四、演绎法和归纳法相反,演绎则是从一般到个别的推理方法。
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。
五、类比法所谓类比,是根据两个或两类对象的相同、相似方面来推断它们在其他方面也可能相同或相似的一种推理方法。
类比推理不同于归纳、演绎,它是从特殊到特殊的推理方法。
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。
高中物理教学中物理思想和物理方法在高中物理的教学中,物理思想和物理方法的传授具有至关重要的意义。
它们不仅是学生理解和掌握物理知识的关键,更是培养学生科学思维和解决问题能力的核心要素。
物理思想,是对物理知识本质和内在规律的概括性认识,是物理知识的高度凝练和升华。
例如,守恒思想在物理学中广泛存在,能量守恒、动量守恒等定律贯穿于许多物理现象和过程之中。
通过对守恒思想的理解,学生能够从一个更宏观、更本质的角度去看待物理问题,不再局限于具体的公式和计算,而是能够洞察到问题背后的不变量和规律。
另一个重要的物理思想是对称思想。
在物理世界中,许多现象和规律都具有对称性,如电场和磁场的对称性、正电荷和负电荷的对称性等。
这种对称性不仅使物理规律更加简洁优美,也为我们解决问题提供了一种独特的思路。
当我们面对一个复杂的物理问题时,如果能够发现其中的对称性,往往能够大大简化问题的分析和求解过程。
物理方法,则是研究和解决物理问题的具体手段和途径。
常见的物理方法包括理想化方法、等效替代法、类比法、控制变量法等。
理想化方法是在物理研究中常常运用的一种手段。
比如,在研究质点时,我们忽略了物体的形状和大小,将其视为一个具有质量的点。
这种理想化的处理,使得我们能够更加简洁地描述物体的运动规律,从而更好地理解和解决相关问题。
等效替代法也是非常实用的方法之一。
在研究合力与分力的关系时,我们用一个合力来等效替代几个分力的共同作用,或者用几个分力来等效替代一个合力。
通过这种等效替代,我们可以将复杂的力的关系转化为简单明了的形式,便于分析和计算。
类比法在物理学习中能够帮助学生举一反三。
比如,将电场与重力场进行类比,由于重力场中物体受到重力的作用,而在电场中电荷受到电场力的作用,通过对重力场中相关概念和规律的熟悉,来类比理解电场中的概念和规律,能够降低学习的难度,提高学习的效率。
控制变量法在物理实验中经常被使用。
当我们研究一个物理量与多个因素之间的关系时,通过控制其他因素不变,只改变其中一个因素,从而研究该因素对物理量的影响。
如何把握物理概念物理规律
把握物理概念和物理规律是学习物理的基本要求之一、物理概念和物
理规律是描述自然界中各种现象和规律的基本观念和定律,也是进行科学
研究和解决实际问题的重要工具。
下面是一些方法和建议,帮助我们更好
地把握物理概念和物理规律。
首先,基础知识的掌握非常重要。
物理学是一门基础学科,掌握好物
理的基本概念是学好物理的基础。
要熟练掌握质点、力、功、能量、动量、热、电等基本概念的定义和关系,了解它们之间的相互转化和相互作用。
通过学习基本概念,可以建立起对物理学的整体框架和基础。
其次,理论与实践相结合。
物理学是实验科学,理论与实践相辅相成。
通过进行一些简单的实验,如力的平衡、简谐振动等实验,可以帮助我们
更好地理解物理学中的一些基本概念和物理规律。
同时,通过实践可以培
养我们的观察能力、实验设计能力和解决问题的能力。
此外,要注重问题的解析和推理。
物理学中涉及到大量的问题,通过
解析问题,推理分析可以帮助我们理解物理学中的概念和规律。
通过解析
和推理,可以培养我们的逻辑思维和问题解决能力。
最后,获取多样的学习资源。
物理学涉及的内容非常广泛,学习资源
也是非常丰富的。
可以通过图书馆、互联网等方式获取多样化的学习资料。
同时,可以参与物理学习讨论组、实验活动等,与他人交流和讨论,拓宽
视野,提高自身的学习效果。
物理学科特点:探索自然之基石物理学科的基本特点在帮助我们理解自然界方面发挥着至关重要的作用。
以下是这些特点如何具体帮助我们的几个方面:1.实验性:实验性是物理学的基石,它允许我们通过直接观察和测量来研究自然界的现象。
通过精心设计的实验,我们可以揭示隐藏在现象背后的物理规律和原理。
这种直接的经验证据不仅增强了我们对自然界的认识,还为我们提供了验证和修正理论的基础。
实验性还鼓励了我们对未知领域的探索,促进了科学的进步。
2.理论性:物理学不仅关注实验观察,还致力于构建能够解释和预测现象的理论框架。
这些理论通常具有高度的抽象性和概括性,能够揭示自然界中普遍存在的规律和模式。
通过理论推导和模型构建,我们可以深入理解自然界中复杂现象的本质和内在联系。
理论性还为我们提供了预测新现象和新技术发展的基础,推动了科学技术的创新和发展。
3.精确性:物理学的精确性要求我们在研究自然界时保持高度的精确度和准确性。
这种精确性不仅体现在实验测量上,还体现在理论推导和预测上。
通过使用精确的测量仪器和先进的技术手段,我们可以获得准确的实验数据,从而验证和修正理论。
同时,物理学的精确性也促使我们不断改进实验方法和理论模型,以提高我们对自然界的认识和理解。
4.统一性:物理学的统一性揭示了自然界中不同领域和现象之间的内在联系和共性。
通过追求统一性和简洁性,我们可以将看似孤立的现象和规律纳入一个更广泛、更深刻的理论体系中。
这种统一性不仅增强了我们对自然界整体性的认识,还为我们提供了探索新领域和发现新规律的线索和途径。
5.应用广泛性:物理学的应用广泛性使得我们能够将研究成果直接应用于实际问题的解决中。
通过物理学原理和技术手段的应用,我们可以改进生产工艺、提高能源利用效率、保护环境等,从而推动社会的进步和发展。
同时,物理学的应用广泛性也为我们提供了解决复杂问题和应对挑战的新思路和新方法。
综上所述,物理学科的基本特点——实验性、理论性、精确性、统一性和应用广泛性——相互交织、相互促进,为我们提供了深入理解自然界的强大工具。
如何把握物理概念物理规律要把握物理概念和物理规律,需要以下几个步骤:1.学习基础知识:首先,要对物理学的基础知识进行系统性学习。
这包括力学、热学、电磁学等基本领域的概念、定律和公式。
可以通过阅读教科书、参加课堂教学和进行实验等方式来获得这些知识。
3.进行实验和观察:物理学是以实验为依据的科学,通过实验和观察可以验证和加深对物理概念和规律的理解。
可以进行一些简单的实验或观察现象,并结合已有的理论知识进行分析和解释,从而加深对物理规律的理解。
4.做题和解析:练习是掌握物理概念和规律的重要途径之一、可以通过做一些习题和问题,对已学的知识进行巩固和运用。
在做题的过程中,不仅要注意答案的正确性,还要追求解题的思路和方法,以培养解决实际问题的能力。
5.总结和归纳:学习物理概念和规律过程中,经常会遇到一些难点和疑惑。
及时总结和归纳这些问题,并找到合理的解决方法,可以帮助更好地理解和掌握物理知识。
可以将这些问题记录下来,经过整理后形成知识点的归纳和总结。
此外,以下几点是在把握物理概念和物理规律过程中需要注意的:1.理论与实际结合:物理学理论是以实验为基础的,要将所学的理论与实际现象结合起来,通过实际例子加深对概念和规律的理解。
2.培养思维能力:物理学是一门需要动脑筋的学科,培养良好的思维能力,可以帮助我们更好地理解和应用物理概念和规律。
可以进行一些逻辑思考和思维训练,提高自己的物理思维能力。
3.找到学习方法:每个人的学习方法不同,要根据自己的情况找到适合自己的学习方法。
可以试试不同的学习方法,如听课、做笔记、看教材、讨论等,找到最适合自己的方式来学习物理概念和规律。
4.关注科技进展:物理学是一门在不断发展的学科,关注科技的新进展,了解最新的研究和应用领域,可以帮助我们更好地理解和把握物理学的概念和规律。
2024年常见物理思想方法学习总结在2024年,物理思想和方法的学习变得更加多样化和全面化。
学习者利用不同的资源和工具,通过实践和理论的结合来深入理解物理学的基本思想和方法。
以下是我对2024年常见物理思想方法的学习总结,希望对相对论时空观、量子力学和新兴领域的学习者有所帮助。
1. 相对论时空观学习相对论时空观认为,时空是统一的,存在着相对论效应。
在学习相对论时空观的过程中,学习者需要重点掌握爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论。
狭义相对论主要涉及运动物体的时空变换、相对性原理和光速不变性原理,而广义相对论则进一步研究了引力和时空的曲率等概念。
在2024年,学习者可以使用虚拟现实技术和模拟软件来模拟相对论效应。
通过这些工具,学习者可以观察到时空的弯曲、时间的膨胀和质量的增加等现象,更直观地理解相对论时空观的基本原理。
2. 量子力学学习量子力学是描述微观世界行为的基本理论。
在2024年,学习者需要深入了解量子力学的基本概念和数学工具,如波函数、算符和不确定性原理等。
此外,学习者还需要掌握量子力学的基本实验现象和理论模型,如双缝干涉实验、量子隧穿和束缚能级等。
为了更有效地学习量子力学,学习者可以利用计算机模拟和量子计算技术。
计算机模拟可以帮助学习者模拟量子系统的行为,探索量子纠缠和量子计算等领域的应用。
另外,量子计算技术的兴起也为学习者提供了实践的机会,通过编写和运行量子算法,更深入地理解量子力学的基本原理。
3. 新兴领域学习除了传统的相对论和量子力学,2024年还涌现了一些新兴领域,如量子信息、凝聚态物理和天体物理等。
学习者需要关注这些新领域的最新进展,并了解其基本思想和方法。
在学习新兴领域时,学习者可以参与科研项目或实验室实践。
与传统的课堂学习相比,科研项目和实验室实践可以让学习者更加深入地了解物理学的前沿问题和研究方法。
此外,学习者还可以参加学术研讨会和国际物理学大会等学术活动,与国内外物理学家交流和分享研究成果。
认识物理学科特点把握物理思想方法陈 驹(宁德市民族中学,福建福安 355000) 摘要:物理思想是物理教学的指导思想,亦是中学物理教师在物理教学中能够高屋建瓴的知能保证.文中阐述贯穿中学物理的4个基本思想观点和5个主要科学方法内容,将促进物理教师驾驭学科特点进行有效教学,促进物理教师专业化成长.关键词:物理教学;学科特点;思想方法中图分类号:G 633.7 文献标识码:B 文章编号:1004-2911(2004)01-0089-05作为学科课程的物理教学,必然有它可以上升到基本思想观点的问题;作为一个研究型教师必定要探索、积累那些对教学带有根本性的认识,即物理教学的学科特点和物理思想方法问题.本文以中学物理教师教学实践为视界,对物理教学中提炼出来的物理基本思想观点和主要科学方法的认识给予阐述.1 贯穿中学物理的基本思想观点1.1 物理研究对象的物质性思想对物理现象及产生原因的研究,是物理学研究的最基本问题.作为物理研究的对象 物体,它是独立存在于意识之外的客观实在,即物体的物质性认识,是物理学最具本质的思想之一.从初中开始,先认识物体的体积、形状和形态,物质的物理属性,如密度、惯性、比热、导电性等,充分认识物质的客观实在性.进入高中学习电场、磁场时,要求学生对研究对象的物质性认识进一步深化.物体的相互作用都是通过物质而作用的.电场力、磁场力都是通过场物质作用的,没有对场的物质性认识,就不可能对场的物理性质进行描绘和研究.随着对场的物质性的肯定和对 热质 、 以太 的非物质(臆造)的否定,再进一步对电磁波、光子的物质性的理解,有效地培养了学生对物理世界的物质性思想认识,让学生感受到纷繁奇妙的物理物质世界图景的存在(含眼睛可见和不可见的物质),有效地培养学生的辩证唯物主义思想基础,在物理学习中把握 对物究理 的理念.1.2 物质世界的客观运动性思想研究物质的运动变化现象,寻求其运动变化的规律是物理学的最基本内容,即运动是物理世界最本质的属性之一.从初中学习参照物,认识静止与运动的相对性开始,接着学习机械运动中的匀速直线运动,匀变速直线运动,匀速圆周运动,振动和波的运动规律及其运动状态变化的原因.这过程重在让学生认识运动的相对性、矢量性、即时性等经典的时空观.进而从机械运动概念到热运动、动态平衡、电子谐振、电磁波、几率波和电子云等概念的学习,将学生的物质客观运动性思想认识进一步深化.运动是物质世界根本的特征,从宏观宇宙到微观粒子,物质的运动是客观存在的现象.物理教学要让学生明确地理解物质运动的实质,研究运动的规律第16卷第1期 宁德师专学报(自然科学版)2004年2月 Journal of Ningde T eachers College(Natural Science)Vol 16 No 1 Feb.2004收稿日期:2003-09-10作者简介:陈 驹(1956-),男,中学高级教师,福建福安人,现从事中学物理教学和新课程研究.及其原因是物理学习的主要课程,从而认真地、努力地去认识物理世界运动着变化着的生动图景,使物理学习变得生动有趣.1.3 物理学习重在实事求是的思想物理的学习内容往往就是物理研究成果的精华所在.归纳法和演绎法是物理发现的基本思路.归纳发现法,是系统地记录实验的事实,加以科学分析,概括出事物规律性;演绎发现法,是理论推证出特殊情况下的结论,由事实加以证实,而揭示事物的本质规律.这些研究过程,重要的是以客观事实为依据,理论联系实际,把实事求是精神贯穿始终.物理是应用科学,联系实际既是物理研究的最终目的,也是物理学习的基本起点和基本过程.物理教学应引导学生通过熟悉的或容易理解的物理现象的观察和实验,切实感到身边就有物理,从感性认识上升到理性认识;每学习一单元物理知识,就发现自己的见识高明了一些,培养起学物理的兴趣.这对初学物理的人是很重要的.从日常生产、生活和社会环境中的问题引入课题,并让学生懂得所学知识的用处,和如何应用这些知识来分析和解决一些实际问题,这样会让学生更好地理解物理知识,更牢固地掌握所学知识,有利于培养他们分析和解决实际问题的能力,并逐步养成理论联系实际,实事求是的良好学风.教师应树立重在实事求是的思想,把从实际出发和实事求是作为物理教学的基本思路,把枯躁的理论变为活生生的应用,这不但有益于基础知识学习,也非常有益于教学难点的解惑质疑.物理教学中实事求是的思想,不但对引导学生物理入门至关重要,同时有效地激励学生深造.1.4 中学物理以 力 能 为主线的思想现行初、高中物理教学是两个不同层次的教学循环.初中介绍力、声、热、光、电、原子的一些现象和部分现象的原理,高中仍然从力、声、热、光、电、原子的现象出发,并进一步对部分物理知识做定性或定量的研究讨论.分析教材可以发现:力的性质和能的性质是两条主线,用它把中学物理知识贯穿起来的.即从重力、弹力、摩擦力到分子力、库仑力、安培力、洛仑兹力及核力;从机械能(动能、势能),内能(分子动能、分子势能),到电势能变化,安培力做功、洛仑兹力不做功,光电效应中的逸出功,电场能、磁场能及质能关系等等.力和能的问题,包括力和能的概念、定义式、能量的作用效应及其规律,力与功、功与能的关系,这些内容构成了中学物理的重点和主线,学生要认识物理教学中以力、能为主线思想,在阶段学习中抓得住主线,抓住由力引发的平衡、非平稳和相互作用原理,抓住由能引发的能量转移、转化和功的关系.有了力、能主线思想,才能够在综合复习时,认识知识的系统性和结构性,主线分明,繁而不乱,善于把握学习的重点,使钻研学习方向明确,事半功倍.2 中学物理科学方法的主要内容2.1 物理实验问题物理科学体系是由物理概念、规律组成的.这些概念和规律都是建立在实验的基础上的.物理教学中演示实验和学生实验理所当然是最基本的教学内容和手段.教学过程要让学生从最基本的实验中获得物理知识,或通过实验验证、实验探索对物理规律的认识;同时还应让学生感知物理实验对物理理论的建立和发展的重要性.从教学过程中明确物理实验的重要性.这些还可以通过介绍物理学史来进行.如托马斯 扬光的干涉实验揭示了光的波动性,在这基础上麦克斯韦方程组推导出电磁波的存在,直至赫兹实验的成功,麦氏电磁理论才确定下来.对于物理实验的学习,不仅在于培养学生观察能力和动手技能,更重要的是科学实验思想的培 90宁德师专学报(自然科学版) 2004年2月养.物理实验的精髓是控制实验条件加以研究.对客观世界进行科学研究时会发现,影响物质运动规律的变量很多,人们必须用简化情景的方法,通过控制变量,从简单的现象开始研究,才能逐步地认识客观规律.从本质上来说,实验是人为地控制物质变化的过程,在一个人为地创造的理想环境下排除干扰,突出主要因素进行的操作.如研究物理方法问题,亚里斯多德用的是观察的方法,在提出命题时他也动手做了,也展示一些生活现象.但他的做法只能叫做动手做,不是完整意义上的实验.实验是要控制变量进行研究的.实验的科学方法是由伽利略首先创立的.物理实验是对学生动作技能的培养,实验研究是培养学生手脑并用的好场合.在实验的活动过程中,手动必然带动学生思维活动,只有经过正确的思维活动,才能敏锐、准确地观察,才能抽象出物理现象的共同属性和变化规律来.物理实验可有效地训练学生实事求是的科学态度,培养不畏艰难、锲而不舍的品质,对学生的思想作风和世界观产生良好的影响.总之,物理实验是物理科学方法教学中最主要、最重要的内容.2.2 理想化方法问题无论是探索、揭示复杂的物理现象和物理过程的规律,还是解决、处理复杂的物理问题都需要建立简单的理想过程,把复杂的实际问题转化为理想的简单问题来研究和处理.物理学研究过程,基本上是应用理想化方法,对所研究的问题抓住起主要作用的条件和性质,略去其他条件和性质,建立合理的物理模型,从而从根本上把握物理实质的研究过程.运用理想化方法的关键是把握理想化模型和客观原型的关系,在用理想化方法对客观原型简化为物理模型的时候要用到近似处理,但是理想化方法的本质不是 近似 ,理想化方法的本质是 科学的抽象 ,理想化模型是从客观原型中抽象出来的.例如,把公转中的地球,长途运行中的汽车等近似处理,看成很小很小,仍然不是理想化模型,只有小到一个点,小到体积为零,这才是理想化模型的质点.中学物理中应用理想化思想方法,表现在以下4个方面.(1)把物体本身理想化.如点电荷、点光源、质点等.(2)把物体所处的条件理想化.如自由落体、单摆、理想气体等.(3)理想化实验.如伽利略的惯性实验,电力线、磁力线的实验等.(4)理想化物理图景的建立.如振动的图象、分子热运动图景、原子结构模型等等.理想化方法是研究物理的必要,也是学习物理的最重要思想方法之一.从初中开始的 不计摩擦 到高中学习中的 物理模型 解题,这过程要求学生提高对理想化思想方法的认识水平,是训练学生综合运用概念,增强从具体到抽象,又使抽象形象化思维能力的过程.理想化方法是物理教学中培养学生科学思维方法和想象力的一个重要思想方法.2.3 等效方法问题物理科学研究是面对众多的物理量,在分析、处理和计算物理量的时候,特别要注意物理量之间的关联,变不易处理的物理量为容易处理的物理量.这里经常要用到一种重要思想方法 等效方法.在初中阶段学生已经学过串、并联电路计算.在电路中,有两个电阻的连接方式是串联的,那么总电阻就是原来阻值之和;如果原来两个电阻的连接方式是并联的,那么总电阻就是原来阻值倒数之和的倒数.在这里所谓的总电阻就是与原来的电阻是等效的.到高中阶段一开始就学习到两个互成角度的共力点,求它们的合力,实验证明这个力可以用平行四边形定则来得到,这个合力就是与原来两个共点力等效的.实际上,等效方法不考虑性质,这种思想方法的准则只有一条,那就是保持效果相等.例如,不同性质的力可以合成,为的是得到一个等效的力.做功和热传递在改变物体的内能上是等效的,但它们的本质并不相同.有了等效的思 91 第1期 陈 驹:认识物理学科特点把握物理思想方法想,可以把一个有漏电的电容器等效为一个理想的电容器和一个电阻的并联;把一个有电阻的线圈等效为一个理想的线圈和一个电阻的串联.有了等效的思想,就会明确不仅有直流电路的等效变换,而且有交流电路的等效变换;不仅有力的等效,而且有运动的等效;不仅有状态的等效,而且有过程的等效.甚至在处理不同的物理问题时,还可以有具体方法上的等效,例如,解决力学问题方法与几何光学方法的等效,电磁学量与力学量的等效,等等.2.4 对称与守恒问题在客观世界复杂的事物中普遍存在对称现象,有镜像对称、旋转对称、平移对称等.对称使纷繁复杂的客观世界变得有序,显示了某种匀称和协调.有了对称操作的思想,便可以认识物理规律对于空间和时间变换的对称性.一条物理定律,例如,牛顿第二定律,它在欧洲的实验室里是成立的,现在对它进行空间平移变换,这条物理定律在亚洲仍然是成立的吗?它在某一个方向的时候显然是正确的,换了一个方向之后,即对它们进行空间旋转变换,这条定律仍然成立吗?牛顿定律在17世纪是成立的,对它进行时间平移操作,到21世纪初,这条定律仍然成立吗?实验证明,物理规律在改变了空间地点、空间方向、时间之后,仍然是成立的.这就是说,物理规律对于空间的平移变换,空间的旋转变换,时间的平移变换等操作都是成立的.在物理科学中可以表述为:物理规律对于空间平移变换,空间旋转变换,时间平移变换都是对称的.物理规律对于时间和空间的变换的对称性有着深刻的涵义,每一种时空变换的对称性都对应着一条守恒定律.物理量的守恒在物理学中具有相当典型的思想意义.中学先后学习了质量守恒、电荷守恒、动量守恒、机械能守恒和能量守恒.学习守恒定律,分析和解决守恒问题,对知识的理解和分析能力都有较高的要求.解决物理量的守恒问题,一定要研究系统选定,一定要判定守恒条件是否满足.守恒知识的学习和运用过程,不断增进学生对物理研究系统选择的关键性认识和严格条件判断的重要性认识,这对研究物理和提高解题能力是极为重要的.守恒思想的认识与应用,有效地开拓学生学物理的思维广度、深度和力度.掌握对称方法,应用守恒定律,能使物理学习登上一个新的台阶.2.5 整体法与隔离法问题物理公式应用于研究解决物体系统问题时,正确选定研究对象就成了解题的第一步.以整体为研究对象,还是从整体中隔离出某物体或物体的某部分为研究对象,这是解决问题的关键.在动力学解题中,笔者常用 整体法求加速度,隔离法求内力 ,就是典型的例子.不均匀变化的物理量的求解要用到微分的思想,即把总体分割为微元的组成,从分析微元达到分析整体.例如,在变速直线运动中的瞬时速度问题上,从匀速直线运动到变速直线运动就是一个飞跃,从平均速度到瞬时速度就是一个飞跃.因为平均速度是比较容易理解的,当人们把变速直线运动的过程取得越来越小,即时间越来越短,位移越来越小,平均速度就越来越接近某一个时刻的瞬时速度.当过程取得无限小,时间间隔取到零,位移也为零,位移与时间的比值却是一个确定的值,这就是运动物体在某时刻的瞬时速度.还有匀变速直线运动的位移也可以用微元法来处理,把这个运动分割为无限多个极小的元过程,每个元过程都看成是匀速直线运动,然后用匀速直线运动的公式来求整个运动过程的位移.另外还有圆周运动中的向心加速度问题,凸透镜的折射问题,变力做功问题等等都可以用微元法进行分析解决.92宁德师专学报(自然科学版) 2004年2月参考文献:[1]陈 驹.试谈物理教学中物理思想的认识[J].福建中学教学,1996(8):34-35.[2]宁波效实中学物理教研组.构建科学方法教育的框架[J].中学物理教学参考,2001(4):25-27.Comprehend the features of physics subject,andmaster physics thinking methodsCHEN Ju(Ningde Minority Nationahity Middle School,Fu an Fujian 355000,China)Key words: physics teaching;features of a subjec t;thinking methods93第1期 陈 驹:认识物理学科特点把握物理思想方法。