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极限思维法在初中物理教学中的应用例析实践思考

2020-10-19陈旺财

视界观·下半月 2020年7期
关键词:案例分析物理教学初中物理

陈旺财

摘要:极限思维法最早的概念是出现在数学概念中,渐渐地,被物理学应用的如火纯青。非常多的物理学家运用极限思维法,在物理界都有一定建树,其本质就是将量假设得无限大,以一种极致状态再来看待问题,这时候的物理量的比较以及原理就会变得清晰。有了清晰的宏观思路,再根据自己的经验和数据分析,很快就能将问题解决。而这篇文章,就会通过案例的分析,讲述疆内初班在初中物理教学中是如何运用极限思维法来解决物理问题的。

关键词:极限思维;物理教学;案例分析;初中物理

极限思维法是从极端角度出发,好似一种夸张的假设法,可是假设之后,其中的物理原理就变的容易接受和理解。这样来说,极限思维法就像是物理的一条捷径,先进行假设,再由假设反代入结果以推导出假设成立。如此方法,看似取巧,实则是一个思维缜密谨慎的解决办法。相比于一拿到题目就投入于大量的计算会更加的高效简便。在内初班的教学中,通过极限思维法的引导,可以开拓同学们的物理思维的边界,打开新的思维方式,为今后深层次的了解物理打下基础。

一、极限思维法的理解

在物理学的常用方法中,极限思维法是最令人喜爱且方便掌握的。可以科学直观地去解决物理上很难理解的实验结论。他从整体上,将一个难以马上理解的物理过程进行一个一个步骤的分解,并将这个过程中的双方极限值带入公式运算,我们会惊奇的发现,这个物理过程中的其他变化值都在这两个极限值中,符合我们的假设。而这种思维方法,对于初中物理教学也是发挥了极大的作用。

二、极限思维法的运用

1.找到突破口

在初中刚刚接触到科学物理知识的时候,很多人都会觉得神奇又深奥,很难去透彻的理解这个物理原理和规律,而题目的信息又会有很多带有迷惑误导的作用,常常让同学们在深思熟虑之后仍然没有头绪和结果。在这种时候,我们就可以想到极限思维法,观察题目中可以用的量值信息,用极限假设的方法来重新解决这个题目。第一步,我们需要仔细分析已知条件,对已知条件进行思考,选择合适的量值进行假设,来找到新的思路。

2.提高解题效率

极限思维法在一定程度上提高了物理解题的速度,它简化了中间需要大量计算来找出规律的过程,也调过了运用一些不必要的数据和思考。就比如我们在研究凸透镜中的物距和像距的规律的时候,我们就可以采取一些极端的数据来进行计算分析,比如当物距无限大的时候,或者当物体到凸透镜的距离等于凸透镜的焦点的一倍距离或两倍距离的时候,都会得出有意思的数据。有了清晰的解题思路,无疑是加速了我们解题的效率。

3.验证答案结果

在我们熟练运用好这个思路之后,特别要注意验证答案的结果。我们可以最易找变量中的一个量带入计算,看是否符合我们的假设。

三、案例分析实践

1.初中力学应用

在一个一端固定,另一端可以上下移動而可以改变角度的木板上,放一个正方体的木块。而这个木板的角度可以从水平面变为垂直(0°~90°),如果这个木板对于方形木块的摩擦力足够保持木块维持不动的状态,我们要探讨,当这个木板的角度从水平增加到垂直的过程中,正方体木块所收到的支持力会发什么改变。

以内初班教室的方法作为案例,老师会先询问学生,在上面这个过程中有哪些物理量,这个学生能很快的回答出来,这当中的物理量就是木板的变化角度。而分开每一个单独的角度,学生头可以通过力学的公式来计算出来,但在一个可以动态改变的过程中,计算会成为一个简单又非常繁琐的方式。想到这里,学生们的思路往往就会堵塞而无从下手,在这个时候,老师就会引导学生运用极限思维的解题思路,给同学们打开另一个视角。

首先,我们要找到变量中的极限值,一个是水平状态的0°,一个是垂直状态的90°。当木板呈现水平状态的时候,木块收到一个垂直向上的木板的支持力,以及木块自身往下垂直的重力。这个时候的支持力和重力两两抵消,木块受到力的支持力为零,因此这个木块依旧保持静止不动的状态。我们利用这中原理可以类推,如果需要保持物体静止不动,便一定存在一个力和这个木板对木块的支持力想抵消,而这个力在题目中并没有展现,就需要我们用极端假设法来思考。

2.初中电学应用

依旧是运用内初班的教学实践作为案例进行分析。有这样一个电学的题目。把一个定值电阻和滑动变阻器串联起来组成一个电路。我们发现滑动变阻器可以从0Ω调节到10Ω,如果我们知道这是一个阻值为10Ω的定值电阻,那在调节滑动变阻器时,那链接在定值电阻两边的电压表的读数范围是多少?

这是一个非常常规的体现极限思维法的题目。我们很快的可以发现,根据电流的公式U=I*R可以知道,当电流不变的时候,电阻越大,电压也就越大,反之电阻越小,电压也就越小。而由题目可以知道,定值电阻的电压收到变阻器的变化而变化。而我们的变量值就是变阻器变化的阻值。依旧用极端假设法,我们可以假设变阻器的阻值要么为最小0Ω,要么为最大100Ω,将这两个数据代入公式进行计算就可以得出变阻器两端电压的变化范围了。

四、结论

综上所述,我们不仅可以从物理力学、电学,甚至可以从光学等案例分析中找到极限思维的运用方法,这种思维方法相比于传统的计算应用来得更加简便和容易操作,且能在更短的时间内解决需要解决的问题和现象,提高了学生答题的速度,增加了学生的答题的成就感,侧面也是加强了初中同学们对物理的学习兴趣。加上在疆内初班的课堂中,我们可以发现结合案例的分析进行对比和层层递进,可以加深大家对于极限思维法的理解程度。与此同时,也是不能减少学生在课后对这种思维方式运用的练习,提升大家在物理学习上的核心素养。

参考文献:

[1] PM-.极限思维法在高中物理教学解题中的应用分析[J].当代教研论丛,2019(11):84.

[2]花均.极限思维法在初中物理解题中的应用[J].数理化学习(初中版),2018(04):51-52.

[3]佘雨沛.牛顿运动定律与极限思维法[J].科学技术创新,2018(01):32-33.

[4]孟祥峰.例析极限思维法解决物理问题[J].数理化学习(初中版),2014(08):36.

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