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        探討極限思維在初中物理解題中的應(yīng)用

        2019-02-20 22:00:21徐紅偉
        數(shù)理化解題研究 2019年17期
        關(guān)鍵詞:思路解題物理

        徐紅偉

        (江蘇省昆山市正儀中學(xué) 215347)

        筆者認(rèn)為,對學(xué)生來說,極限思維既是一種學(xué)習(xí)思想,又是一種解題方法,學(xué)生在看到一個非常復(fù)雜的題目時,可以借助“分段逐層分解”“關(guān)注物體的起始和結(jié)束狀態(tài)”等途徑快速找到解題思路,而對教師來說也一樣,運(yùn)用極限思維引導(dǎo)學(xué)生的解題思路,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和推理能力,這些都是極限思維在初中物理解題中的主要應(yīng)用.本文基于如上簡述進(jìn)行詳細(xì)分析,具體如下.

        一、極限思維簡介

        1.極限思維定義

        極限思維即在解決復(fù)雜的物理分析過程中,我們可以把這個復(fù)雜的物理過程分成若干個小過程(小過程的變化是單一的、簡單的),由此,我們可以把復(fù)雜的物理分析過程的兩個端點(diǎn)和中間的極限結(jié)合起來進(jìn)行分析,則分析結(jié)果中就必然包括所討論的物理過程.

        2.極限思維的作用

        極限思維常用來解決一些復(fù)雜的、難理解的物理過程,中間過程中的多種變量存在多個變化,沒有辦法運(yùn)用統(tǒng)一的公式計(jì)算出來.而運(yùn)用極限思維法,學(xué)生在解題過程中就能化繁為簡,以直觀的、簡單的求解過程得出最終結(jié)果.但值得注意的是,極限思維存在一定的局限性,即在選定區(qū)間內(nèi)研究的物理量必須是連續(xù)、單調(diào)的,否則仍不能利用極限思維.

        3.極限思維在初中物理解題中的重要作用

        筆者認(rèn)為,極限思維的作用主要體現(xiàn)在三個方面:第一,將解題過程化繁為簡,解題思路驟然清晰,降低學(xué)生的解題難度;第二,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和定向推理能力,從而提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng);第三,極限思維作為初中物理解題過程中的一類非常常用的方法,對培養(yǎng)學(xué)生的物理解題能力也具有非常重要的作用.

        二、極限思維在初中物理解題中的應(yīng)用策略

        1.發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用,給學(xué)生以正確的思維導(dǎo)向

        (1)教師如何引導(dǎo)很重要

        首先,教師要樹立以學(xué)生為中心的現(xiàn)代化教學(xué)理念,承認(rèn)學(xué)生的課堂主體地位,這是教師發(fā)揮引導(dǎo)作用的重要前提和必要基礎(chǔ);其次,整個解題過程中教師可以借助生活實(shí)例、創(chuàng)設(shè)生活情境等方式有意識的滲透極限思維法.

        (2)學(xué)生如何思考很重要

        極限思維法看似是簡化了解題過程,實(shí)則是讓學(xué)生的思路變得更加復(fù)雜且縝密,學(xué)生需要思考物體運(yùn)動過程中的諸多情況,然后才能確定是否可以用極限思維去解決,因此,如何讓學(xué)生學(xué)會整理解題思路,如何從眾多不確定條件中理清思路,這是十分重要的.

        2.實(shí)例分析

        (1)嘗試從簡單題目入手讓學(xué)生接觸極限思維法——概念教學(xué)內(nèi)容

        以江蘇鳳凰教育出版社初中物理《速度》為例,公式:速度(v)=路程(x)/時間(t),如果運(yùn)用極限思維,則可以得出多個結(jié)論,即路程(x)不變而時間(t)→0的情況下,可得出物體運(yùn)動的瞬時速度;路程(x)→∞而時間(t)不變的情況下,速度(v)→∞.通過概念教學(xué)內(nèi)容,學(xué)生就能對極限思維建立一個基本的認(rèn)識.

        (2)逐步加大難度,讓學(xué)生靈活運(yùn)用極限思維法——物理實(shí)驗(yàn)假設(shè)

        以江蘇鳳凰教育出版社初中物理《摩擦力》為例,如果運(yùn)動極限思維,我們就可以有如下的實(shí)驗(yàn)過程——一個小球在坡上滾下然后進(jìn)入水平的木板上面運(yùn)動,那當(dāng)摩擦力→0時,物體的運(yùn)動狀態(tài)是怎樣的?通過分析可知,當(dāng)摩擦力→0時,小球沿著水平方向滾出的距離(最終路程)→∞,即說明小球可以沿著水平方向一直滾動下去,上述分析過程存在必要的因果關(guān)系,雖然不可被證實(shí)但是卻存在現(xiàn)實(shí)的物理依據(jù),所以假設(shè)必然是正確的.在這個過程中,假設(shè)摩擦力→0,就是運(yùn)用極限思維的一種形式.

        3.解題過程中總結(jié)極限思維法的使用

        (1)讓學(xué)生知道什么時候用極限思維法

        經(jīng)上述分析可知,極限思維法的運(yùn)用時機(jī)總共需要滿足2個條件:第一,整個物理過程是可以拆分的,而且可拆分為單一的、直觀的物理過程;第二,中間存在多個有關(guān)系的變量,例如v、x、t之間的關(guān)系.

        (2)讓學(xué)生知道怎么用極限思維法

        學(xué)生只有知道了方法,才能靈活運(yùn)用極限思維解決復(fù)雜的物理問題.在上述兩個例子中,我們可以很清楚的發(fā)現(xiàn),運(yùn)用極限思維的主要方法是假設(shè),假設(shè)某個條件的某種極限情況,并由全過程的兩端加上中間的極限(假設(shè))推導(dǎo)可能出現(xiàn)的物理現(xiàn)象,從而得出正確的物理結(jié)論,簡單來說,極限思維法就是讓學(xué)生學(xué)會運(yùn)用極限法去思考物體在受力運(yùn)動過程中局部和整體之間的關(guān)系,將一些與解題無關(guān)的受力運(yùn)動過程剔除,從而簡化整個解題過程.

        綜上所述,極限思維的應(yīng)用過程應(yīng)分步驟、分環(huán)節(jié)進(jìn)行,而且每個步驟和環(huán)節(jié)都要做到環(huán)環(huán)相扣,這樣才能讓學(xué)生在“理解——接受——應(yīng)用——熟練”的過程中熟練的應(yīng)用極限思維解決物理問題.當(dāng)然,上述分析只是筆者的淺見,極限思維作為一種重要的思想和方法,還需要初中物理教師不斷的努力探索和發(fā)現(xiàn).

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