物理学思想和方法探讨

来源 :新校园·理论(上旬刊) | 被引量 : 0次 | 上传用户:youaidu2009
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  一、关于物理学思想
  1.物理学思想的内涵
  物理学思想就是研究物质的运动形式、内在规律和物质基本结构的客观存在的反映,在人的意识中经过思维活动而产生的结果。其内涵包括了物理科学本身的发展建立、物理学家的探索精神和研究方法,以及学习物理的思想过程。
  2.物理学思想的意义
  认识物理学思想,要学习物理学家对物理科学的热爱和努力追求科学的严谨态度,学习他们不怕失败的精神,拼搏的工作作风,学习他们善于假设、实验、发现、创新的辨证思想。
  3.高中主要的物理学思想
  高中物理学中,包括观察、实验探究思想,数据图象处理思想,概念规律形成思想,科学设想、建立物理模型思想,“时空”和“守恒”思想,变量控制思想,求微、求真思想,创新思想等。
  二、关于物理学方法
  所谓物理学方法,是研究和应用物理知识的方法。方法是研究问题的一种门路和程序,是方式和办法的综合。首先,学好物理要识记、理解物理概念、规律及条件,要描述物理问题,就要会对物理问题进行抽象的研究,然后进一步研究它的原因、规律,再寻求解决的方法。
  研究物理的规律,也要从历史开始看,从描述物理过程开始,判断什么物理问题用什么物理概念,用什么物理量去描述物体的状态,用什么方程可以描绘物体的运动状况、变化关系,从而可以解决问题。如从动力学角度能判定运动独立性原理不存在,运动的独立性是有条件的。明确题设的物理情境、理解物理过程是解决物理问题的关键。物理教学过程必须始终贯穿物理思想和物理方法,这是教学根本。
  三、方法论剖析
  物理方法是物理思想的具体表现。研究物理的方法很多,如有观察法、实验法、假设法等。运用方法的过程也是思维的过程,思维主要包括抽象思维和形象思维。以下是高中常用的物理方法。
  1.实验法
  实验法是利用相关的仪器、仪表等实验装置,通过对现象的观测和数据的采集、处理、分析后得出正确结论的一种方法。它是研究、探讨、验证物理规律的根本方法,也是科学家研究物理的主要途径。正因如此,物理学是一门实验科学,这也是物理区别于其他学科的特点所在。观察实验应注意重复试验,去伪存真、去粗存精,数据观测正确,理论与实验的误差,理想与实际的差异,发现规律。
  2.假设法
  假设法是解决物理问题的一种重要方法。用假设法解题,一般是依题意从某一假设入手,然后运用物理规律得出结果,再进行适当讨论,从而找出正确答案。这种解题程序科学严谨、合乎逻辑,而且可拓宽学生思路。在判断一些似是而非的物理现象时,一般常用假设法。
  3.极限法
  极限法是利用物理的某些临界条件来处理物理问题的一种方法,也叫临界(或边界)条件法。在一些物理的运动状态变化过程中,往往达到某个特定的状态(临界状态)时,有关的物理量将要发生突变,此状态叫临界状态,这时有临界值。
  4.综合法(也叫程序法)
  综合法就是通过题设条件,按顺序对已知条件的物理各过程和各因素联系起来进行综合分析推出未知的思维方法。即从已知到未知的思维方法,是从整体到局部的一种思维过程。此法要求从读题开始,注意题中能划分多少个不同的过程或不同状态,然后对各个过程、状态的已知量进行分析,追踪寻求与未知量的关系,从而求得未知量。一般适用于存在多个物理过程的问题的分析。
  5.分析法
  分析法是综合法的逆过程,它是从求未知到已知的推理思维方法,是从局部到整体的一种思维过程。其优点在于能把复杂的物理过程分解为简单的要素分别进行分析,便于从中找出最主要的、最本质的、起决定性的物理要素和规律。具体是从待求量的分析入手,在相关的物理概念或公式中去追求到已知量的一种方法。
  6.模拟法
  模拟法是将题设中文字描述的物理过程、状态通过实物模型或图示模型形象地描绘出来以帮助思考分析的一种方法。它能直观地反映出物理过程,也有助于理解、分析、记忆物理过程,是一种化复杂为简单、化模糊为清晰的有效方法。
  7.类比法
  类比法是指通过对内容相似、形式相似或方法相似的一类问题的比较来区别它们异同点的方法。这种方法往往用于理解、记忆和区别物理概念、规律、公式,通常用于同类不同问题的比较。如电场和磁场、电路的串联和并联、动能和动量、动能定理和动量定理、单位物理量的物理量的形式(如单位体积的质量、单位面积的压力)等的比较。
  8.控制变量法
  其方法是指在多个物理量参与变化时,为确定各个物理量之间的关系,先控制某些物理量使其固定不变,来研究另外量变化规律的一种方法,它是研究物理科学的重要方法。
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