例谈理想化思维方法在物理教学中的运用
2014-04-15裴济中
裴济中
〔关键词〕 物理教学；理想化思维
方法；运用
〔中图分类号〕 G633.7
〔文献标识码〕 C
〔文章编号〕 1004—0463（2014）
06—0082—01
“理想化思维”是科学抽象的一种方法，通过“理想化思维”建立物理模型和设计物理实验，然后在实验的基础上通过推理得出物理规律，可以把复杂的问题简单化，把抽象的问题具体化，这是研究物理问题的一种方法。在教学中，教师若能结合教材渗透这一方法，可以帮助学生深刻理解物理概念和规律。
一、“光线”物理模型的建立
光束是客观存在的，而“光线”则是一种在“理想化思维”下建立的物理模型，是人们用来表示光的传播路线的一种方法，因此画光线时必须用箭头标明光的传播方向。如果是学生第一次接触“理想化思维”，教师就应告诉学生，通过“理想化思维”建立模型是物理学研究问题的一种方法。通过建立“光线”的模型，可以更方便地研究光的直线传播、光的反射定律以及平面镜成像的特点，使我们对光现象的描述及其规律的研究形象化、简单化。
二、变速运动中平均速度的问题
在物体的实际运动中很少有单纯的直线运动、匀速运动、圆周运动，大多数是变速运动。我们求变速运动中的平均速度v=■，就是利用“理想化思维”，即把变速运动这一比较复杂的运动当作简单的匀速直线运动来处理。要向学生指出，平均速度公式虽然也是v=■，但和匀速直线运动中的速度v=■的含义并不完全相同，因为对变速运动来说，每一段时间内（或每一段路程上）的平均速度是不相同的。应使学生体会到，通过理想化思维，将复杂问题简化，是研究问题的一种方法。
三、对牛顿第一定律中“物体不受外力作用”的理解
牛顿第一定律的表述是：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。关于“物体不受到外力作用”有两层含义，一是物体受到平衡力的作用；二是物体不受任何外力。由于不受外力作用的物体是不存在的，所以这一点是理想化的，这种状态不可能实现，也无法用实验来确定，是牛顿等科学家通过理想化思维方法概括出来的，但存在着广泛的、可靠的事实基础，并不是凭空想象。
四、关于“功的原理”的理解
功的原理的内容是：使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功。其中“不会少于”即“大于等于”，教学中要给学生指明“等于”是有条件的，即不计机械自重及一切摩擦，这也是一种“理想化思维”，因为摩擦力是不可避免的，机械的自重是客观存在的，人们都必须多做功，即做额外功。明白了这一点，对“机械效率”的教学也大有帮助，机械效率在一般情况下是小于1的，因为要克服摩擦和机械自重做额外功；若在理想化的条件下，机械效率η=■×100%=1，因为理想化的条件下没有额外功（W额=0）。
五、对于“热值”这一物理概念的理解
“热值”的定义告诉我们：“1千克的某种燃料完全燃烧时放出的热量，就是这种燃料的热值”。在这个定义中，“完全燃烧”的意思是燃料通过100%的燃烧完全变成了另外一些物质，这在实际中是很难达到的，因为生活中没有纯净的氧，燃料就不可能100%燃烧。完全燃烧是人们通过“理想化思维”而创设的“理想情境”。
总之，这些模型都属于理想化模型，理想化模型是“理想化思维”的产物，只要我们引导学生大胆地去猜想，通过理想化思维方法建立物理模型，往往能使复杂的问题简单化、明了化，抽象的问题形象化、具体化，同时还有助于培养学生的思维能力和解题能力。
编辑：张 昀endprint
〔关键词〕 物理教学；理想化思维
方法；运用
〔中图分类号〕 G633.7
〔文献标识码〕 C
〔文章编号〕 1004—0463（2014）
06—0082—01
“理想化思维”是科学抽象的一种方法，通过“理想化思维”建立物理模型和设计物理实验，然后在实验的基础上通过推理得出物理规律，可以把复杂的问题简单化，把抽象的问题具体化，这是研究物理问题的一种方法。在教学中，教师若能结合教材渗透这一方法，可以帮助学生深刻理解物理概念和规律。
一、“光线”物理模型的建立
光束是客观存在的，而“光线”则是一种在“理想化思维”下建立的物理模型，是人们用来表示光的传播路线的一种方法，因此画光线时必须用箭头标明光的传播方向。如果是学生第一次接触“理想化思维”，教师就应告诉学生，通过“理想化思维”建立模型是物理学研究问题的一种方法。通过建立“光线”的模型，可以更方便地研究光的直线传播、光的反射定律以及平面镜成像的特点，使我们对光现象的描述及其规律的研究形象化、简单化。
二、变速运动中平均速度的问题
在物体的实际运动中很少有单纯的直线运动、匀速运动、圆周运动，大多数是变速运动。我们求变速运动中的平均速度v=■，就是利用“理想化思维”，即把变速运动这一比较复杂的运动当作简单的匀速直线运动来处理。要向学生指出，平均速度公式虽然也是v=■，但和匀速直线运动中的速度v=■的含义并不完全相同，因为对变速运动来说，每一段时间内（或每一段路程上）的平均速度是不相同的。应使学生体会到，通过理想化思维，将复杂问题简化，是研究问题的一种方法。
三、对牛顿第一定律中“物体不受外力作用”的理解
牛顿第一定律的表述是：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。关于“物体不受到外力作用”有两层含义，一是物体受到平衡力的作用；二是物体不受任何外力。由于不受外力作用的物体是不存在的，所以这一点是理想化的，这种状态不可能实现，也无法用实验来确定，是牛顿等科学家通过理想化思维方法概括出来的，但存在着广泛的、可靠的事实基础，并不是凭空想象。
四、关于“功的原理”的理解
功的原理的内容是：使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功。其中“不会少于”即“大于等于”，教学中要给学生指明“等于”是有条件的，即不计机械自重及一切摩擦，这也是一种“理想化思维”，因为摩擦力是不可避免的，机械的自重是客观存在的，人们都必须多做功，即做额外功。明白了这一点，对“机械效率”的教学也大有帮助，机械效率在一般情况下是小于1的，因为要克服摩擦和机械自重做额外功；若在理想化的条件下，机械效率η=■×100%=1，因为理想化的条件下没有额外功（W额=0）。
五、对于“热值”这一物理概念的理解
“热值”的定义告诉我们：“1千克的某种燃料完全燃烧时放出的热量，就是这种燃料的热值”。在这个定义中，“完全燃烧”的意思是燃料通过100%的燃烧完全变成了另外一些物质，这在实际中是很难达到的，因为生活中没有纯净的氧，燃料就不可能100%燃烧。完全燃烧是人们通过“理想化思维”而创设的“理想情境”。
总之，这些模型都属于理想化模型，理想化模型是“理想化思维”的产物，只要我们引导学生大胆地去猜想，通过理想化思维方法建立物理模型，往往能使复杂的问题简单化、明了化，抽象的问题形象化、具体化，同时还有助于培养学生的思维能力和解题能力。
编辑：张 昀endprint
〔关键词〕 物理教学；理想化思维
方法；运用
〔中图分类号〕 G633.7
〔文献标识码〕 C
〔文章编号〕 1004—0463（2014）
06—0082—01
“理想化思维”是科学抽象的一种方法，通过“理想化思维”建立物理模型和设计物理实验，然后在实验的基础上通过推理得出物理规律，可以把复杂的问题简单化，把抽象的问题具体化，这是研究物理问题的一种方法。在教学中，教师若能结合教材渗透这一方法，可以帮助学生深刻理解物理概念和规律。
一、“光线”物理模型的建立
光束是客观存在的，而“光线”则是一种在“理想化思维”下建立的物理模型，是人们用来表示光的传播路线的一种方法，因此画光线时必须用箭头标明光的传播方向。如果是学生第一次接触“理想化思维”，教师就应告诉学生，通过“理想化思维”建立模型是物理学研究问题的一种方法。通过建立“光线”的模型，可以更方便地研究光的直线传播、光的反射定律以及平面镜成像的特点，使我们对光现象的描述及其规律的研究形象化、简单化。
二、变速运动中平均速度的问题
在物体的实际运动中很少有单纯的直线运动、匀速运动、圆周运动，大多数是变速运动。我们求变速运动中的平均速度v=■，就是利用“理想化思维”，即把变速运动这一比较复杂的运动当作简单的匀速直线运动来处理。要向学生指出，平均速度公式虽然也是v=■，但和匀速直线运动中的速度v=■的含义并不完全相同，因为对变速运动来说，每一段时间内（或每一段路程上）的平均速度是不相同的。应使学生体会到，通过理想化思维，将复杂问题简化，是研究问题的一种方法。
三、对牛顿第一定律中“物体不受外力作用”的理解
牛顿第一定律的表述是：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。关于“物体不受到外力作用”有两层含义，一是物体受到平衡力的作用；二是物体不受任何外力。由于不受外力作用的物体是不存在的，所以这一点是理想化的，这种状态不可能实现，也无法用实验来确定，是牛顿等科学家通过理想化思维方法概括出来的，但存在着广泛的、可靠的事实基础，并不是凭空想象。
四、关于“功的原理”的理解
功的原理的内容是：使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功。其中“不会少于”即“大于等于”，教学中要给学生指明“等于”是有条件的，即不计机械自重及一切摩擦，这也是一种“理想化思维”，因为摩擦力是不可避免的，机械的自重是客观存在的，人们都必须多做功，即做额外功。明白了这一点，对“机械效率”的教学也大有帮助，机械效率在一般情况下是小于1的，因为要克服摩擦和机械自重做额外功；若在理想化的条件下，机械效率η=■×100%=1，因为理想化的条件下没有额外功（W额=0）。
五、对于“热值”这一物理概念的理解
“热值”的定义告诉我们：“1千克的某种燃料完全燃烧时放出的热量，就是这种燃料的热值”。在这个定义中，“完全燃烧”的意思是燃料通过100%的燃烧完全变成了另外一些物质，这在实际中是很难达到的，因为生活中没有纯净的氧，燃料就不可能100%燃烧。完全燃烧是人们通过“理想化思维”而创设的“理想情境”。
总之，这些模型都属于理想化模型，理想化模型是“理想化思维”的产物，只要我们引导学生大胆地去猜想，通过理想化思维方法建立物理模型，往往能使复杂的问题简单化、明了化，抽象的问题形象化、具体化，同时还有助于培养学生的思维能力和解题能力。
编辑：张 昀endprint
