極限法在初中物理教學中的有效應用策略探究

摘?要：在初中物理課本中每個章節(jié)都涵蓋物理思維方式，正確運用各種思維方式，可以充分體現(xiàn)“能力目標”。如何準確判斷素質教育效果是否顯著，培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維是有效的入手點。在初中物理課本中極限性現(xiàn)象相當多，教師需要科學引導學生改變傳統(tǒng)思維方法，通過極限性將物理問題的答案求解出來，進而幫助學生迅速準確的解題?；诖?，文章從極限法的簡介、在初中物理教學中應用極限法的重要意義、極限法在初中物理教學中的具體應用以及在初中物理教學中應用極限法的注意事項四個方面進行詳細分析，希望可以為相關人員提供參考。

關鍵詞：極限法;初中物理教學;應用

一、 引言

在初中階段物理是學生的必修課，在中考中占有一定的分數(shù)比例，直接影響學生的中考成績。而在初中物理教學中，很多問題如果只是采用普通的解題方式是很難解答的，即便花費許多時間，也不一定正確解答，而且很有可能解題錯誤。因此，在這種情況下，初中物理教師在教學中必須要嘗試著改變傳統(tǒng)的教學方式、教學模式和教學理念，尤其是運用極限法，這樣可以使復雜的物理題目變得簡單，縮減學生解題時間，提高解題效率，還可以培養(yǎng)學生解題能力。因此，對于初中物理教師來說，為了可以提高教學水平和教學質量，必須要在教學中有效應用極限法，這是至關重要的，也是實現(xiàn)初中物理教學目標的主要途徑，是今后教師在教學中需要深入探究的問題。

二、 極限法的簡介

極限法最初是在古代應用，然后普遍引進到很多問題中。就某個角度來看，極限法是將問題接近邊緣化，利用思考邊緣問題而將問題有效解決。其實具有邏輯思維的解題方式，主要是指在一定區(qū)域內某一個物理量呈現(xiàn)擴大或者縮小的趨勢，利用該變化情況對區(qū)域內的變化進行總結，以在未知問題中運用總結的規(guī)律。其解題步驟主要包括以下幾點：第一，發(fā)現(xiàn)解決問題的關鍵字，假設其中一個已知的事物，保證在已知事物變化的前提下，可以對未知量進行分析。第二，利用極限思想將已知量代替未知量，此時師生都可以在解決物理問題中靈活運用所學的知識。在初中物理教學中的極限法不是單純的運算，而是利用沒有規(guī)律的物理量來明確變量，即便有些數(shù)學問題具有很強的邏輯性，也可以運用邏輯法進行分析，而且得出答案。極限法由于其具有顯著的特征，比如：形象以及簡單方便等等，在教學中應用，不僅可以提升教學質量，而且可以將問題化復雜為簡單，以提高學生學習興趣，讓學生積極主動參與到物理學習中。

三、 在初中物理教學中應用極限法的重要意義

（一）與物理發(fā)展有不可分割的聯(lián)系

國外很多人不僅是物理學家，而且是數(shù)學家，比如：赫茲以及牛頓等，他們以數(shù)學的角度切入，對物理問題進行探究，促進物理發(fā)展。比如：就初中物理教學中應用極限法來講，開爾文引進熱力學溫標，其通過極限法，將查理定律推到壓強是零，這樣可以簡化的表達氣體實驗定律。又比如：伽利略對自由落體運動規(guī)律進行探究時，也采用極限法，首先，驗證小球從斜面上滾下來是勻速運動，接著將結論推到斜面傾角擴大到90度的極限，也就是小球自由落體。使學生充分掌握物理發(fā)展和數(shù)學方式之間的關聯(lián)，了解這種方式，可以提高學生學習效率。

（二）有利于培養(yǎng)學生思維能力

在初中物理教學過程中，根本目標在于加強學生思維能力，極限法既可以加強學生的邏輯推理能力，又可以培養(yǎng)學生的想象能力，充分體現(xiàn)了對立統(tǒng)一關系。比如：對“運動物體瞬時速度的實驗”進行測定時，盡管采用普通的物理方式不能測定，然而運用極限法，可以將瞬時速度當做平均速度的極限，這樣就可以將極限近似值測定出來。此方法充分體現(xiàn)了唯物辯證法中的對立統(tǒng)一關系，等同于變量和常量，學生在學習物理知識的過程中，也可以培養(yǎng)學生的思維能力。

四、 極限法在初中物理教學中的具體應用

（一）應用于物理探究實驗中

初中物理教師在教學中運用極限法，可以有效解決一些物理問題，尤其是在探究實驗過程中，也可以運用極限法對規(guī)律結論進行探究。比如：研究在真空中聲音是否可以傳播的實驗中，教師可以在鐘罩中放進鬧鐘，接著將空氣抽取出來，盡管不能抽成真空，然而能夠發(fā)現(xiàn)，抽出的空氣和鐘罩內的空氣有密切的關聯(lián)，抽出的空氣越少，鐘罩內的空氣就越厚，耳朵聽到的鬧鐘鈴聲越大。運用極限法就不難推導出這樣的結論，如果空氣全部抽盡，就不能聽到鬧鐘的鈴聲，聲音也不能在真空中進行傳播。又比如：對“牛頓第一定律的實驗”進行研究時，運用極限法來推導，實驗不能獲取物體不受阻力影響的結論，然而利用實驗能夠得知，在相同水平面上，相同初速度運動的相同物體，阻力越大，物體運動越近，這樣就能夠將這種現(xiàn)象推到阻力最小的極限，也就是將物體承受的阻力推導成零，對結論進行分析。

（二）應用于初中物理知識學習中

除了可以在探究實驗中應用極限法，也可以在物理知識學習中應用，這樣可以使復雜的物理知識變得更加簡單。比如：就電學知識來講，其常見的問題有以下幾種類型，第一，活動變阻器變化中的電路動態(tài)變化;第二，電路故障分析。對于多數(shù)初中生而言，這是學習難點，覺得情況各種各樣，難以理順清楚頭緒。如果運用極限法，將滑動變阻器縮小推到最小的極限，與短路故障相對應;將滑動變阻器擴大推到最大的極限，與短路故障相對應。這樣利用極限法，就可以歸納不同類型的情況，幫助學生加深對知識點的理解和認識，便于學生學習，提高學習效率。

（三）應用于初中物理解題中

在初中物理解題中很多題目解答都是比較復雜的，步驟煩瑣復雜，學生不僅要花費很多時間，而且很有可能犯錯。在一定的情境下運用極限法，可以省略不必要的推理步驟，此方法具有簡便以及直觀等特點。

例1?甲物體和乙物體對地面的壓強一樣，現(xiàn)在順著水平方向將兩個物塊截去同樣的高度h，那么，剩下部分對地面的壓強是（?）。答案：A. P甲>P乙;

B. P甲

C. P甲=P乙;

D. 不能確定。分析：運用極限法，將最大的同樣高度截去，也就是截去高度較小的乙，就僅僅剩下甲，這時乙的壓強是零，而甲的部分高度存在壓強。因此，問題的答案是P甲>P乙，也就是應該選A。

例2?輕質杠桿一邊掛400N的銅塊，另一邊掛300N的鋁塊，在水平處杠桿保持平衡，在杠桿的兩邊都分別降低60N，那么，這時杠桿是（?）。

A. 左邊下沉;

B. 右邊下沉;

C. 依舊保持水平平衡的狀態(tài);

D. 不能判斷。分析：運用極限法，將降低的量推導極限，那么這時右邊鋁塊是零，而左邊銅塊依舊有示數(shù)，所以答案是左邊下沉。由此不難發(fā)現(xiàn)，通過運用極限法，可以防止物理推導運算過于復雜，讓物理過程分析可以簡單化，迅速得出結果。

五、 在初中物理教學中應用極限法的注意事項

盡管在初中物理教學中運用極限法，可以減少解題時間，提升解題效率，然而不可以隨便運用，否則就會適得其反。因此，對于初中物理教師來說，在教學中運用這種教學方法時，必須要注意以下幾點：

（一）運用極限法時應該注意單向連續(xù)性

極限法，簡單來講，是指將整個物理量變化過程推理至所處區(qū)域內的極限情況，然而基礎是此區(qū)域內該物理量是單向變化的。

例3?甲物體和乙物體質量是一樣的，現(xiàn)在順著水平方向將兩個物塊都截去一樣的高度h，那么剩下部分對地面產生的壓強是（?）

A. P甲>P乙;

B. P甲

C. P甲=P乙;

D. 不能確定。分析：若此題與例題1是相同的，采用極限法將乙全部截去，這樣最后得出的答案是P甲>P乙。其實，該分析是不正確的。兩個例題的題目中前提條件的不同，例1是壓強一樣，但是該道題是質量一樣。在例1中讓甲乙兩塊物體壓強大小之差和高度h成為單向連續(xù)，建議運用極限法。但是此題與例1是完全不同的，質量一樣就不難推導出，甲物體對地面壓強明顯比乙物體對地面壓強大，這樣就容易導致甲乙兩塊物體壓強大小之差和高度h無法形成單向連續(xù)，在h符合要求的情況下，伴隨著h的不斷變化，首先甲物體對地面壓強比乙物體對地面壓強小，接著相等，最后結果相反，甲物體對地面壓強比乙物體對地面壓強大，所以就不建議運用極限法。因此，就這道物理題目來講，答案是D。綜合以上來講，作為初中物理教師，在教學中應用極限法時，最先考慮的因素是單向連續(xù)變化，若無法滿足該條件，就絕對不可以采用極限法。

（二）運用極限法要尊重客觀事實

教師在教學中運用極限法，不能扭曲事實。

例4?在兩個一樣的容器內，裝有兩種不同的液體，屬于等質量，分別是甲和乙。液體中點

a和點b到容器底部距離是一樣的，這時壓強Pa和Pb之間的關系是（?）

A. Pa>Pb;

B. Pa

C. Pa=Pb;

D. 不能確定。分析：該道物理題目與單項連續(xù)性相符，所以采用極限法來分析。將a到容器底部和b到容器底部的距離推到容器底部，這時結合題目已知信息，可以迅速推導出不管是哪種液體，到容器底部的壓強都一樣，所以答案是C。由此不難發(fā)現(xiàn)，物理教師在教學過程中應用極限法時，必須要清楚明確題目的事實，整個推論過程不能偏離事實。

六、 結語

總而言之，在初中物理教學中應用極限法解決問題，是目前很多教師都采用的教學方法。在物理教學中是十分重要的，教師必須要根據(jù)極限理念，在解決問題時應用極限法，以更好地培養(yǎng)學生邏輯思維能力，從各個角度解決日常生活和學習中碰到的問題，將抽象的數(shù)學問題變成直觀的，減少問題的難度。并且結合學生的實際學習情況，合理應用極限法，盡可能讓所有的學生都可以充分理解，以獲得顯著的教學效果，實現(xiàn)既定的教學目標。

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作者簡介：張俞，江蘇省徐州市，江蘇省徐州市睢寧縣凌北中學。