極限思維法在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用例析實(shí)踐思考

陳旺財(cái)

摘要：極限思維法最早的概念是出現(xiàn)在數(shù)學(xué)概念中，漸漸地，被物理學(xué)應(yīng)用的如火純青。非常多的物理學(xué)家運(yùn)用極限思維法，在物理界都有一定建樹，其本質(zhì)就是將量假設(shè)得無限大，以一種極致狀態(tài)再來看待問題，這時候的物理量的比較以及原理就會變得清晰。有了清晰的宏觀思路，再根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，很快就能將問題解決。而這篇文章，就會通過案例的分析，講述疆內(nèi)初班在初中物理教學(xué)中是如何運(yùn)用極限思維法來解決物理問題的。

關(guān)鍵詞：極限思維;物理教學(xué);案例分析;初中物理

極限思維法是從極端角度出發(fā)，好似一種夸張的假設(shè)法，可是假設(shè)之后，其中的物理原理就變的容易接受和理解。這樣來說，極限思維法就像是物理的一條捷徑，先進(jìn)行假設(shè)，再由假設(shè)反代入結(jié)果以推導(dǎo)出假設(shè)成立。如此方法，看似取巧，實(shí)則是一個思維縝密謹(jǐn)慎的解決辦法。相比于一拿到題目就投入于大量的計(jì)算會更加的高效簡便。在內(nèi)初班的教學(xué)中，通過極限思維法的引導(dǎo)，可以開拓同學(xué)們的物理思維的邊界，打開新的思維方式，為今后深層次的了解物理打下基礎(chǔ)。

一、極限思維法的理解

在物理學(xué)的常用方法中，極限思維法是最令人喜愛且方便掌握的。可以科學(xué)直觀地去解決物理上很難理解的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。他從整體上，將一個難以馬上理解的物理過程進(jìn)行一個一個步驟的分解，并將這個過程中的雙方極限值帶入公式運(yùn)算，我們會驚奇的發(fā)現(xiàn)，這個物理過程中的其他變化值都在這兩個極限值中，符合我們的假設(shè)。而這種思維方法，對于初中物理教學(xué)也是發(fā)揮了極大的作用。

二、極限思維法的運(yùn)用

1.找到突破口

在初中剛剛接觸到科學(xué)物理知識的時候，很多人都會覺得神奇又深奧，很難去透徹的理解這個物理原理和規(guī)律，而題目的信息又會有很多帶有迷惑誤導(dǎo)的作用，常常讓同學(xué)們在深思熟慮之后仍然沒有頭緒和結(jié)果。在這種時候，我們就可以想到極限思維法，觀察題目中可以用的量值信息，用極限假設(shè)的方法來重新解決這個題目。第一步，我們需要仔細(xì)分析已知條件，對已知條件進(jìn)行思考，選擇合適的量值進(jìn)行假設(shè)，來找到新的思路。

2.提高解題效率

極限思維法在一定程度上提高了物理解題的速度，它簡化了中間需要大量計(jì)算來找出規(guī)律的過程，也調(diào)過了運(yùn)用一些不必要的數(shù)據(jù)和思考。就比如我們在研究凸透鏡中的物距和像距的規(guī)律的時候，我們就可以采取一些極端的數(shù)據(jù)來進(jìn)行計(jì)算分析，比如當(dāng)物距無限大的時候，或者當(dāng)物體到凸透鏡的距離等于凸透鏡的焦點(diǎn)的一倍距離或兩倍距離的時候，都會得出有意思的數(shù)據(jù)。有了清晰的解題思路，無疑是加速了我們解題的效率。

3.驗(yàn)證答案結(jié)果

在我們熟練運(yùn)用好這個思路之后，特別要注意驗(yàn)證答案的結(jié)果。我們可以最易找變量中的一個量帶入計(jì)算，看是否符合我們的假設(shè)。

三、案例分析實(shí)踐

1.初中力學(xué)應(yīng)用

在一個一端固定，另一端可以上下移動而可以改變角度的木板上，放一個正方體的木塊。而這個木板的角度可以從水平面變?yōu)榇怪保?°～90°），如果這個木板對于方形木塊的摩擦力足夠保持木塊維持不動的狀態(tài)，我們要探討，當(dāng)這個木板的角度從水平增加到垂直的過程中，正方體木塊所收到的支持力會發(fā)什么改變。

以內(nèi)初班教室的方法作為案例，老師會先詢問學(xué)生，在上面這個過程中有哪些物理量，這個學(xué)生能很快的回答出來，這當(dāng)中的物理量就是木板的變化角度。而分開每一個單獨(dú)的角度，學(xué)生頭可以通過力學(xué)的公式來計(jì)算出來，但在一個可以動態(tài)改變的過程中，計(jì)算會成為一個簡單又非常繁瑣的方式。想到這里，學(xué)生們的思路往往就會堵塞而無從下手，在這個時候，老師就會引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用極限思維的解題思路，給同學(xué)們打開另一個視角。

首先，我們要找到變量中的極限值，一個是水平狀態(tài)的0°，一個是垂直狀態(tài)的90°。當(dāng)木板呈現(xiàn)水平狀態(tài)的時候，木塊收到一個垂直向上的木板的支持力，以及木塊自身往下垂直的重力。這個時候的支持力和重力兩兩抵消，木塊受到力的支持力為零，因此這個木塊依舊保持靜止不動的狀態(tài)。我們利用這中原理可以類推，如果需要保持物體靜止不動，便一定存在一個力和這個木板對木塊的支持力想抵消，而這個力在題目中并沒有展現(xiàn)，就需要我們用極端假設(shè)法來思考。

2.初中電學(xué)應(yīng)用

依舊是運(yùn)用內(nèi)初班的教學(xué)實(shí)踐作為案例進(jìn)行分析。有這樣一個電學(xué)的題目。把一個定值電阻和滑動變阻器串聯(lián)起來組成一個電路。我們發(fā)現(xiàn)滑動變阻器可以從0Ω調(diào)節(jié)到10Ω，如果我們知道這是一個阻值為10Ω的定值電阻，那在調(diào)節(jié)滑動變阻器時，那鏈接在定值電阻兩邊的電壓表的讀數(shù)范圍是多少？

這是一個非常常規(guī)的體現(xiàn)極限思維法的題目。我們很快的可以發(fā)現(xiàn)，根據(jù)電流的公式U=I*R可以知道，當(dāng)電流不變的時候，電阻越大，電壓也就越大，反之電阻越小，電壓也就越小。而由題目可以知道，定值電阻的電壓收到變阻器的變化而變化。而我們的變量值就是變阻器變化的阻值。依舊用極端假設(shè)法，我們可以假設(shè)變阻器的阻值要么為最小0Ω，要么為最大100Ω，將這兩個數(shù)據(jù)代入公式進(jìn)行計(jì)算就可以得出變阻器兩端電壓的變化范圍了。

四、結(jié)論

綜上所述，我們不僅可以從物理力學(xué)、電學(xué)，甚至可以從光學(xué)等案例分析中找到極限思維的運(yùn)用方法，這種思維方法相比于傳統(tǒng)的計(jì)算應(yīng)用來得更加簡便和容易操作，且能在更短的時間內(nèi)解決需要解決的問題和現(xiàn)象，提高了學(xué)生答題的速度，增加了學(xué)生的答題的成就感，側(cè)面也是加強(qiáng)了初中同學(xué)們對物理的學(xué)習(xí)興趣。加上在疆內(nèi)初班的課堂中，我們可以發(fā)現(xiàn)結(jié)合案例的分析進(jìn)行對比和層層遞進(jìn)，可以加深大家對于極限思維法的理解程度。與此同時，也是不能減少學(xué)生在課后對這種思維方式運(yùn)用的練習(xí)，提升大家在物理學(xué)習(xí)上的核心素養(yǎng)。

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