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摘要：物理教学中突出新的思维方法，能使学生扩展解题思路，增强分析问题和解决问题的能力，提高学生学习物理的乐趣，同时也能对学生个人素质的提高打下一定的基础。
关键词：物理教学解题方法提高学生素质
物理教学的目的，不仅是教给学生物理学中的基本概念和基本规律，更重要的是培养学生分析和解决问题，掌握正确的物理思维方法。下面笔者根据物理教学实践谈谈物理教学中的几种物理思维方法。
一、理想化物理模型建立的思维方法
物理模型有质点、刚体、弹簧振子、单摆、理想流体、点电荷、点光源等。
物理模型是科学抽象思维的产物，是为了便于抓住事物的本质，顺利地解决问题，人们在科学分析的基础上，突出事物中与被研究问题有关的主要因素。理想化物理模型实际是不存在的，但是建立和应用理想模型来研究问题，可以使复杂的不易解决的物理问题简单化，使抽象的理论形象化，突出主要矛盾，便于思考和解决问题。
在教学中教师要使学生对物理模型的概念有明确的认识，从而使学生了解物理模型的意义，以及运用的必要性和优越性，并逐步掌握这种研究方法。
理想化的方法是把物体本身理想化或把物体所处的条件理想化。如质点、刚体等是把物体本身理想化；如光滑的表面、绝热的容器等是把物体所处的条件理想化，这就是抓住了起主要作用的性质、条件，暂时免去起次要作用的性质、条件。
我们研究物理首先要明确研究对象是什么模型，再弄清楚变化过程是什么模型，如：
【例题】水平地面上放置一个正方体木块，重50牛顿，木块与地面间的最大静摩擦力为30牛顿，在木块上施加一水平方向的力F（如图一（a））欲保持木块静止，力F不得超过多大？
解：如果我们摹仿上题得出F≤30牛顿的答案，那就大错特错，这题的研究对象存在转动问题，故应作为刚体模型对待。
如图一（b），设木块边长为1，在力F的作用下仍处于静止状态，此时木块受四个力作用，重力G、地面支持力N、静摩擦力f和作用力F，应该注意，支持力N不应通过重心，因为这里考虑力矩平衡问题，设其作用点与O点距离为X，根据物体平衡条件：∑Fx=0、F=f、∑Fy=0、N＝G，对于O点力矩代数和为零，∑M=0，F•1+N•X-G• =0，得到：F= - •X，∵X≥0，∴F≤ ，即：F≤25牛顿，这就是说，力F不得超过25牛顿，否则木块虽然不滑动，但是会翻到。
从以上例中可以看出，正确地选择研究对象的模型是非常重要的。
二、逆向思维的方法
在解物理习题时，往往时进行顺向思维（即由原因和题设条件一步一步推导结果）。这种从正面思考问题的习惯思维方式有它的优势，在解决很多物理问题时也十分有效。但是也有些问题沿顺向思考显得极为繁琐、复杂，甚至无法求解。如果换一个思维角度，采用由果索因，从问题的反面去进行逆向思维，其解题过程会变得简单、快捷。
【例题】给容积为1L的贮气钢瓶打气，每次打进1标准大气压的空气150cm ，已知钢瓶在充气前已经装有1atm的空气，问至少要给钢瓶打多少次气，才能使瓶内气体的压强达到15atm。设钢瓶不漏气，温度保持不变。
解：把末态视为初态，想象打进的气体等温膨胀到一个与钢瓶相通的弹性袋中，并与钢瓶原有气体相联视为末态，则压强为1arm，由波意耳－马略特定律ρ v =ρ v 得：
15×1=1×（1+0.150n），∴n= =94（次）。
三、等效的思维方法
等效思维方法是通过对问题中某些因素进行变换或直接用相似性，利用某一规律进行分析而得到相等效果得一种科学思维方法。历史上曹冲秤象的故事中，曹冲就是利用一种等效的方法，用石头的重量等数代替了大象的重量。在力学中进行力的合成与分解，电学中的等效电路等都是应用了等效的方法。以下举例说明这种方法的应用。
【例题】在图二（1）所示的电路中求电压U 。
求电压的一般解法是应用基尔霍夫第一、第二定律，但较麻烦，若用等效思维法求解，较为简便，将电阻网络等效为一个电阻R ，如图二（2）。将原网络中跨接于A、B两点间的2个1R电阻移在一边即得图二（3），这是一个平衡的惠斯通电桥，C、D两点间电位相等，3R和6R中没有电流通过，相当于断路，于是得等效电路图二（4），由图二（4）立即可得R = R，同时根据图二（2）得到：U = = = 。
四、类比推理的思维方法
类比推理是通过两类具有相同式相似属性的事物之间的比较，从一类事物的某些已知特征，去推测另一类事物相应特征的思维方法。
例如，安培从环形电流的磁现象类比，提出分之电流的假说，圆满解析了各种磁现象、德布罗意从光的二像性类化，提出实物核子的粒二像性假说。
类比推理是根据已有知识，通过同类知识整理归纳，触类旁函，达到认识规律，由未知归已知的方法。如：
【例题】气球以10米/秒的速度匀速竖直上升。从气球上掉下一物体经17秒到达地面，求物体刚脱离气球的高度。
【分析】解此题时，我们期望学生运用位移的概念明确h＝V t+ gt 是匀变速运动的位移公式，而不是路程公式，可依题意代入数据求解。但是由于学生的“位移”概念是在水平运动情况下建立起来的，学生不善于将“位移”概念从运用于水平方向运动迁移到竖直方向的运动问题，因而在新的问题前面一筹莫展，或应用路程的概念繁琐地分段求解，达不到练习设计的预定目标。
如果我们先设计水平情景的问题（X轴方向），如图三所示，作直线运动的质点从初位置A向右作匀减速运动到B，然后再从B返回向左匀加速运动经过A到O，求质点的位移。这是一个学生熟知的水平情境中的问题，运用“位移”概念，很容易解出AO线段的长度（位称的大小）方向从A指向O。我们作一与X轴的方向垂直的Y轴，使Y轴上的A、B、O点上一一对应，通过类比推理，可使学生很快抓住两种情境下运动的同一性，问题就迎刃而解。
六、发散思维的方法
发散性思维是以丰富的基础知识为依据，能突破常规地从多个不同角度寻找解决问题的途径，获得答案的思维方式。在物理教学中，可引导、启发学生从多方面去思考，多角度、多渠道地探讨、研究和认识问题，最后解答问题，提倡一题多解，尤其是上复习课时更要如此。
【例题】以初速度V 竖直上抛一物体，已知在t 秒末物体上升到h高处，在t 秒末物体又回到同一高度h处，试证明：h= 。
解法一：设物体在t 秒末的速度为v ，则有：v =v -gt。
另外根据题意可知，从h处物体继续上升到最高处所用时间t′= ，
∴v =gt′= g(t -t )，
即有：v -gt′= g(t -t )，
v = g(t +t )（1）
由竖直上抛运动规律可得：h=v t- gt（2）
将（1）代入（2）得到：h= gt t （3）
由（1）×（3）得到：v h= g （t +t )t t ，
∴h= ，原命题证毕。
解法二：由机械能守恒定律可得：mgh+ mv= mv，
则有：gh+ v= v（1）
由运动学：v =v -gt （2）
v = g(t +t )（3）
把（2）、（3）式代入（1）得：gh- g t t =0，
即：h= gt t 。
将（3）×上式得到：h= ，原命题证毕。
解法三：（用韦达定理求解）由竖直上抛运动规律得到：h=v t- gt ，
即：t - t- =0（1）
依题意可知，t 、t 是方程（1）的两个根，根据韦达定理可得：
t +t = （2）
t t = （3）
将（2）×（3）得：（t +t ）t t = ，
整理得：h= ，原命题证毕。
学生创造性思维能力得培养，并不是一蹴而就的，要经历相当长时间的引导和锻炼，需要师生坚持不懈地努力。
以上是根据平时教学和学生练习中归纳总结几种物理思维方法，有效培养学生思维能力的教学方法还有很多，需要在长期的教学中不断加以总结、提炼。总而言之，培养学生的思维能力是当今教学实践中的一项重要工作，我们必须在实践中认真总结和挖掘，积极培养、开拓学生的思维能力，从而达到全面提高学生素质之目的。
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
关键词：物理教学解题方法提高学生素质
物理教学的目的，不仅是教给学生物理学中的基本概念和基本规律，更重要的是培养学生分析和解决问题，掌握正确的物理思维方法。下面笔者根据物理教学实践谈谈物理教学中的几种物理思维方法。
一、理想化物理模型建立的思维方法
物理模型有质点、刚体、弹簧振子、单摆、理想流体、点电荷、点光源等。
物理模型是科学抽象思维的产物，是为了便于抓住事物的本质，顺利地解决问题，人们在科学分析的基础上，突出事物中与被研究问题有关的主要因素。理想化物理模型实际是不存在的，但是建立和应用理想模型来研究问题，可以使复杂的不易解决的物理问题简单化，使抽象的理论形象化，突出主要矛盾，便于思考和解决问题。
在教学中教师要使学生对物理模型的概念有明确的认识，从而使学生了解物理模型的意义，以及运用的必要性和优越性，并逐步掌握这种研究方法。
理想化的方法是把物体本身理想化或把物体所处的条件理想化。如质点、刚体等是把物体本身理想化；如光滑的表面、绝热的容器等是把物体所处的条件理想化，这就是抓住了起主要作用的性质、条件，暂时免去起次要作用的性质、条件。
我们研究物理首先要明确研究对象是什么模型，再弄清楚变化过程是什么模型，如：
【例题】水平地面上放置一个正方体木块，重50牛顿，木块与地面间的最大静摩擦力为30牛顿，在木块上施加一水平方向的力F（如图一（a））欲保持木块静止，力F不得超过多大？
解：如果我们摹仿上题得出F≤30牛顿的答案，那就大错特错，这题的研究对象存在转动问题，故应作为刚体模型对待。
如图一（b），设木块边长为1，在力F的作用下仍处于静止状态，此时木块受四个力作用，重力G、地面支持力N、静摩擦力f和作用力F，应该注意，支持力N不应通过重心，因为这里考虑力矩平衡问题，设其作用点与O点距离为X，根据物体平衡条件：∑Fx=0、F=f、∑Fy=0、N＝G，对于O点力矩代数和为零，∑M=0，F•1+N•X-G• =0，得到：F= - •X，∵X≥0，∴F≤ ，即：F≤25牛顿，这就是说，力F不得超过25牛顿，否则木块虽然不滑动，但是会翻到。
从以上例中可以看出，正确地选择研究对象的模型是非常重要的。
二、逆向思维的方法
在解物理习题时，往往时进行顺向思维（即由原因和题设条件一步一步推导结果）。这种从正面思考问题的习惯思维方式有它的优势，在解决很多物理问题时也十分有效。但是也有些问题沿顺向思考显得极为繁琐、复杂，甚至无法求解。如果换一个思维角度，采用由果索因，从问题的反面去进行逆向思维，其解题过程会变得简单、快捷。
【例题】给容积为1L的贮气钢瓶打气，每次打进1标准大气压的空气150cm ，已知钢瓶在充气前已经装有1atm的空气，问至少要给钢瓶打多少次气，才能使瓶内气体的压强达到15atm。设钢瓶不漏气，温度保持不变。
解：把末态视为初态，想象打进的气体等温膨胀到一个与钢瓶相通的弹性袋中，并与钢瓶原有气体相联视为末态，则压强为1arm，由波意耳－马略特定律ρ v =ρ v 得：
15×1=1×（1+0.150n），∴n= =94（次）。
三、等效的思维方法
等效思维方法是通过对问题中某些因素进行变换或直接用相似性，利用某一规律进行分析而得到相等效果得一种科学思维方法。历史上曹冲秤象的故事中，曹冲就是利用一种等效的方法，用石头的重量等数代替了大象的重量。在力学中进行力的合成与分解，电学中的等效电路等都是应用了等效的方法。以下举例说明这种方法的应用。
【例题】在图二（1）所示的电路中求电压U 。
求电压的一般解法是应用基尔霍夫第一、第二定律，但较麻烦，若用等效思维法求解，较为简便，将电阻网络等效为一个电阻R ，如图二（2）。将原网络中跨接于A、B两点间的2个1R电阻移在一边即得图二（3），这是一个平衡的惠斯通电桥，C、D两点间电位相等，3R和6R中没有电流通过，相当于断路，于是得等效电路图二（4），由图二（4）立即可得R = R，同时根据图二（2）得到：U = = = 。
四、类比推理的思维方法
类比推理是通过两类具有相同式相似属性的事物之间的比较，从一类事物的某些已知特征，去推测另一类事物相应特征的思维方法。
例如，安培从环形电流的磁现象类比，提出分之电流的假说，圆满解析了各种磁现象、德布罗意从光的二像性类化，提出实物核子的粒二像性假说。
类比推理是根据已有知识，通过同类知识整理归纳，触类旁函，达到认识规律，由未知归已知的方法。如：
【例题】气球以10米/秒的速度匀速竖直上升。从气球上掉下一物体经17秒到达地面，求物体刚脱离气球的高度。
【分析】解此题时，我们期望学生运用位移的概念明确h＝V t+ gt 是匀变速运动的位移公式，而不是路程公式，可依题意代入数据求解。但是由于学生的“位移”概念是在水平运动情况下建立起来的，学生不善于将“位移”概念从运用于水平方向运动迁移到竖直方向的运动问题，因而在新的问题前面一筹莫展，或应用路程的概念繁琐地分段求解，达不到练习设计的预定目标。
如果我们先设计水平情景的问题（X轴方向），如图三所示，作直线运动的质点从初位置A向右作匀减速运动到B，然后再从B返回向左匀加速运动经过A到O，求质点的位移。这是一个学生熟知的水平情境中的问题，运用“位移”概念，很容易解出AO线段的长度（位称的大小）方向从A指向O。我们作一与X轴的方向垂直的Y轴，使Y轴上的A、B、O点上一一对应，通过类比推理，可使学生很快抓住两种情境下运动的同一性，问题就迎刃而解。
六、发散思维的方法
发散性思维是以丰富的基础知识为依据，能突破常规地从多个不同角度寻找解决问题的途径，获得答案的思维方式。在物理教学中，可引导、启发学生从多方面去思考，多角度、多渠道地探讨、研究和认识问题，最后解答问题，提倡一题多解，尤其是上复习课时更要如此。
【例题】以初速度V 竖直上抛一物体，已知在t 秒末物体上升到h高处，在t 秒末物体又回到同一高度h处，试证明：h= 。
解法一：设物体在t 秒末的速度为v ，则有：v =v -gt。
另外根据题意可知，从h处物体继续上升到最高处所用时间t′= ，
∴v =gt′= g(t -t )，
即有：v -gt′= g(t -t )，
v = g(t +t )（1）
由竖直上抛运动规律可得：h=v t- gt（2）
将（1）代入（2）得到：h= gt t （3）
由（1）×（3）得到：v h= g （t +t )t t ，
∴h= ，原命题证毕。
解法二：由机械能守恒定律可得：mgh+ mv= mv，
则有：gh+ v= v（1）
由运动学：v =v -gt （2）
v = g(t +t )（3）
把（2）、（3）式代入（1）得：gh- g t t =0，
即：h= gt t 。
将（3）×上式得到：h= ，原命题证毕。
解法三：（用韦达定理求解）由竖直上抛运动规律得到：h=v t- gt ，
即：t - t- =0（1）
依题意可知，t 、t 是方程（1）的两个根，根据韦达定理可得：
t +t = （2）
t t = （3）
将（2）×（3）得：（t +t ）t t = ，
整理得：h= ，原命题证毕。
学生创造性思维能力得培养，并不是一蹴而就的，要经历相当长时间的引导和锻炼，需要师生坚持不懈地努力。
以上是根据平时教学和学生练习中归纳总结几种物理思维方法，有效培养学生思维能力的教学方法还有很多，需要在长期的教学中不断加以总结、提炼。总而言之，培养学生的思维能力是当今教学实践中的一项重要工作，我们必须在实践中认真总结和挖掘，积极培养、开拓学生的思维能力，从而达到全面提高学生素质之目的。
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”