試論極限思維在高中物理解題中的有效應(yīng)用

周慶武

(甘肅省甘南州合作一中 747000)

一、極限思維在高中物理中的應(yīng)用價(jià)值

極限思維方法又被稱為極點(diǎn)思維法，是指某一空間中的兩個(gè)量，一般來說，單調(diào)遞增與單調(diào)遞減函數(shù)關(guān)系的變化，以及數(shù)量的連續(xù)變化，可以在空間領(lǐng)域的變化范圍，獲得極點(diǎn)或限制思維過程的問題解決方法應(yīng)用于高中物理問題的解決，這一思維在對(duì)培養(yǎng)學(xué)生解決問題有著重要作用.

在高中物理解決問題中極限思維具有重要的應(yīng)用價(jià)值，通過科學(xué)創(chuàng)新的邏輯思維和問題解決方法，這種思維變化的東西可以限制在兩個(gè)極端，無論什么空間什么東西，都可以設(shè)置 ，以便在發(fā)展規(guī)律之間從一端到另一端的變化過程中分析事物，并找到解決問題的方法.

極限思維應(yīng)用于高中物理問題解決，使得問題可以從復(fù)雜到簡(jiǎn)單，使得問題解決的物理分析明確邏輯嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)生在解決過程中從極端的思想，不僅可以大大增加學(xué)生的理解關(guān)于解決問題的主題信息和方法，還要從整體上了解步驟.極限思維在不斷的受到學(xué)生的認(rèn)同，主要是體現(xiàn)在，不僅僅能使得學(xué)生們的成績提升和改善他們的學(xué)習(xí)方法，還可以讓學(xué)生得到全面的發(fā)展，使得他們?cè)诟咧械膶W(xué)習(xí)生活中不斷的得到成長.

二、極限思維在高中物理中的體現(xiàn)

高中生知道應(yīng)用物理公式解決問題，可以提高他們的推理能力，能夠快速妥善地解決問題，可見物理公式的重要性和使用微積分公式的推導(dǎo)，顯然是使用相應(yīng)的極限思想，例如，當(dāng)導(dǎo)出均勻變量線性運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí)，可用極限思維，物體的運(yùn)動(dòng)可以分為一個(gè)小截面，然后在v-t圖像上的所有小位移位對(duì)于矩形區(qū)域的識(shí)別，在積累矩形區(qū)域后，可以通過位移過程得到所需要的，可以看出，利用思維的極限，是無限時(shí)間區(qū)域分割的整個(gè)過程的核心，所以時(shí)間間隔幾乎接近于零，此時(shí)梯形區(qū)域上無限圖像的值的累積和.

三、極限思維在解決高中物理問題的應(yīng)用

1.極限思維在高中物理解題中定量計(jì)算的定性檢測(cè)應(yīng)用

高中生在分析物理問題上，往往習(xí)慣性地思考，所以很多物理學(xué)科的問題不僅難以解決，而且還要糾正錯(cuò)誤的解決方案，使用極限思維方法不僅可以提高解決問題的時(shí)間，提高解決問題的效率，在實(shí)際解決物理問題的過程中，極限思維具有很強(qiáng)的科學(xué)性和應(yīng)用性.

例如，如果電梯中有某個(gè)物體，如果電梯以a=6g/5的恒定加速度上升，則要計(jì)算物體在電梯地板上形成的壓力值.解決這個(gè)問題，一般的想法是把物體作為研究對(duì)象，物體的向下重力是mg.地板產(chǎn)生的向上支撐力是N，物體減速，并且加速方向是向下的.根據(jù)牛頓第二定律，mg-N=ma，N=mg-ma=-mg/5.升力的加速度臨界值a1=g.

由于此時(shí)絕對(duì)完全處于失重狀態(tài)，地板上的物體壓力值為0，極限思維在提高學(xué)生解決物理習(xí)得的效率和準(zhǔn)確性方面起著重要作用.

2.利用極限思維的解題方法

用極限思維求解問題方法，可以解決常規(guī)方法無法解決的問題，如在標(biāo)題中出現(xiàn)大量數(shù)據(jù)和復(fù)雜信息，在應(yīng)用上限制思考問題的解決方法，找到解決問題突破，消除無關(guān)信息解決問題，從而獲得解決問題的方法，找到正確的答案.例如，A和B是串聯(lián)電路的兩個(gè)電阻，A和B的兩個(gè)電阻是R和R1.其中R2是電路的總電阻，R是可變電阻.R增大，正確的是(1)A和B兩點(diǎn)之間的電壓(U)減小;(2)兩點(diǎn)A和B之間的U增加;(3)通過可變電阻的R電流(I)增加;(4)經(jīng)過可變電阻R的電流(I)減小.

在傳統(tǒng)的思維方式中，如果RAB增加，電路的總電流將減小，但UAB的增加將增加通過R1的電流I.因此，結(jié)論(2)和(4)是正確的答案.但是，如果解決方法不到位，學(xué)生將花費(fèi)大量時(shí)間來解決此問題.他們將使用極限思維來解決問題，并根據(jù)增加R值的持久性原則將R值增加到無窮大.然后A和B的總電阻最大，UAB的最大值可以通過分壓原理獲得.當(dāng)R為無窮大時(shí)，電路中的電流為0，因此選擇(2)和(4)是正確的答案.

在傳統(tǒng)的教學(xué)結(jié)構(gòu)中，由于對(duì)學(xué)習(xí)的程度不斷加深，新知識(shí)和舊知識(shí)的不斷交替，加上學(xué)生思維結(jié)構(gòu)的局限和日常生活經(jīng)驗(yàn)積累的不足，使得物理學(xué)習(xí)過程中常常存在錯(cuò)誤.學(xué)生，尤其是不斷的犯錯(cuò)中，不斷地糾正，教師應(yīng)該面對(duì)學(xué)生發(fā)生錯(cuò)誤，聽取學(xué)生的想法，理解他們?yōu)槭裁磿?huì)犯錯(cuò)誤，畢竟他們的邏輯思維與我們大人差別很大，有效開發(fā)和利用學(xué)生的錯(cuò)誤，突出了“虛假問題”的價(jià)值和意義.世界上存在的事物是合理的，因此學(xué)生犯錯(cuò)是有價(jià)值的.教師希望在教學(xué)資源有效，有針對(duì)性，高效率的教學(xué)過程中不犯錯(cuò)，同時(shí)，在物理教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)注重實(shí)踐的應(yīng)用，將極限思維在實(shí)踐中體現(xiàn)可以使得學(xué)生更好更快的接受，并在學(xué)習(xí)的過程中盡快的能夠融匯貫通的使用，老師也應(yīng)當(dāng)促進(jìn)發(fā)散思維，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的教學(xué).

極限思維的實(shí)用性在于問題主體中間和兩端的定位，使得物理問題的解決趨于簡(jiǎn)潔，使學(xué)生能夠從中找到正確的價(jià)值信息和解決方法.復(fù)雜的物理問題用極限思維的方式，使得對(duì)學(xué)生解決問題是干擾因素減少，更加快捷的解決問題.如今，在高中物理教學(xué)中，極限思維方法引起了教師的思考，不僅提高了學(xué)生的問題解決效率，而且提高了學(xué)生的解決問題的能力，對(duì)高中生的物理學(xué)習(xí)具有重要意義.