高中主要物理思想方法

杨海旺

教学的根本目的是以知识为载体，最终培养学生独立解决实际问题的能力和具备终身自我学习的能力。学生学习物理的目的是让学生懂得怎样学，怎样把繁杂的问题一一弄清楚。正确的指导思想和方法起到了关键的作用，如果学生不懂，那对于一个又一个的现象问题将不知从何入手去解决。因此，有效地向学生渗透一些基本的物理思想方法，是培养学生分析解决问题能力和独立学习能力的重要途径，也是未来社会的要求和物理教育发展的必然结果。

那么高中主要的物理思想方法有哪些呢？觀察法、比较法、控制变量法、等效替代法、转换法、类比法、理想化物理模型法、放大法等。

一、观察法

观察法是人们为了认识事物的本质和规律，有目的有计划的对自然发生条件下所显现的有关事物进行考察的一种方法，是人们收集获取记载和描述感性材料的常用方法之一，是最基本最直接的研究方法。简单的讲，观察法就是看、仔细地看。但它和一般的看不同，观察是人的眼睛在大脑的指导下进行有意识的组织的感知活动，因此，亦称科学观察。

比如每接触到一个物理测量器材就应该进行认真观察，观察它的构造，测量范围、分度值，进而了解它的用途。

二、比较法（对比法）

当你想寻找两件事物的相同和不同之处，就需要用到比较法，可以进行比较的事物和物理量很多，对不同或有联系的两个对象进行比较，我们主要从中寻找它们的不同点和相同点，从而进一步揭示事物的本质属性。

如蒸发与沸腾的比较，两者的相同点都是汽化过程，不同点是从发生时液体的温度、发生所在的部位及现象都不同。还可以用比较法来研究质量与体积的关系。

三、控制变量法

当我们研究某个物理量与多个因素的关系时，每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。

物理学中对于多因素（多变量）的问题，都是常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。

四、等效替代法（间接推断法）

所谓等效替代法是指在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法。它在物理学中有着广泛的应用。

在著名的“曹冲称象”故事中，大象的质量太大，在当时的条件下不便于直接测量，可以测量与之效果相同的石块的总质量，从而得出大象的质量；在研究同一直线上的二力的关系时引入合力的概念也是运用了等效替代法。

五、转换法

物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。初中物理在研究概念规律和实验中多处应用了这种方法。如：磁场看不见、摸不到，我们可以根据它产生的作用来认识它。

六、类比法

类比法是一种推理方法，指为了把要表述的物理问题说的清楚明白，人们常常用具体的、有形的人们所熟知的事物来类比要说明那些抽象的、无形的、陌生的事物。通过类比使人们对所要揭示的事物有一个直接的、具体的、形象的认识，找出类似的规律。如研究电流时类比水流，形象直观的比较，很容易被学生理解记忆牢固。在物理学中运用类比方法可以引导学生自己获取知识，类比可激发学生探索的意向，引导学生进行探索，使学生成为自觉积极的活动，发展学生的思维能力。

七、建立模型法

所谓“模型法”是指通过建立物理模型来研究和学习物理、分析处理和解决物理问题的一种思维方法。研究光现象时用到光线模型、研究磁现象时用到磁感线模型、研究连通器原理时用到液片模型，杠杆也是一种理想化模型。用物理模型可以使抽象的假说理论加以形象化，便于想象和思考研究问题。物理学的发展过程可以说就是一个不断建立物理模型和用新的物理模型代替旧的或不完善的物理模型的过程。

八、理想化实验

理想化实验又叫做假想实验，它是人们在思想中塑造的一种理想实验，是逻辑推理的一种特殊形式。它是在观察实验的基础上，忽略次要因素，进行合理的推想，得出结论，达到认识事物本质的目的。它既要以实验事实作基础，但又不能直接由实验得到结论。

理想实验在物理学的理论研究中有重要的作用。比如，研究牛顿第一定律时用到了理想实验的方法，让滑块从同一斜面的同一高度滑到表面粗糙程度不同的水平木板上，发现水平木板越光滑，滑块滑得越远，在这一可靠事实基础上，推出假若木板绝对光滑（完全没有摩擦），滑块将做匀速直线运动。理想化方法是数学建模中常用的方法。

它是从观察和经验中通过想象和逻辑思维，把对象简化、钝化，使其升华到理想状态，以期更本质的揭示对象的固有规律。在一定条件下把物质看作质点，把实际位置看作数学上的点、线等都是理想化的结果。理想中的优化模型往往具有超前性，这是创新的天然标志。

九、放大法

在有些实验中，实验的现象我们是能看到的，但是不容易观察。我们就将产生的效果进行放大再进行研究。比如音的振动很不容易观察，所以我们利用小泡沫球将其现象放大；观察压力对玻璃瓶的作用效果时我们将玻璃瓶密闭，装水，插上一个小玻璃管，将玻璃瓶的形变引起的液面变化放大成小玻璃管液面的变化。观察桌面的微小形变时，利用弧长与半径的关系，把微小形变放大。

物理学习，要高度重视物理实验，要努力创设问题情境，运用物理特有的方式来思考和处理问题，鼓励学生大胆质疑，积极参与课堂讨论，学生才会对物理的学习产生浓厚的兴趣，才能培养学生的物理学科核心素养。