微元法在高中物理解題中的應用

熊高云

【摘 要】高中物理具有學習困惑性，微元法的應用，可細化拆散物理問題，降低物理習題的邏輯推理及認知理解難度，幫助學生準確掌握題干及解題突破口，是有效且特殊的物理解題方式。本文將基于微元法在高中物理解題中的應用展開分析，以供廣大高中物理教師參考。

【關鍵詞】微元法;高中;物理解題;應用

引言

高中物理學習對學生思維邏輯嚴密性、物理知識扎實性都有較高要求。高中物理學習不僅需要學生識記掌握物理知識、規律現象，還需要內化整合物理知識、規律，完成對物理習題的解答，并需不斷對物理解題方式、思路技巧等進行梳理歸納，以此更加靈活扎實的掌握并應用物理知識。利用微元法分析物理習題，可幫助學生巧妙地找到解題思路的切入點，利于學生物理解題思路及知識應用思路的拓寬，高中物理教師應將微元解題思維滲透在物理教學中，循序漸進的培養學生的微元解題思維，為其后續物理學習、習題解答奠定基礎。

一、微元法應用于物理解題的優勢

（一）闡釋物理解題微元法

高中物理習題應用微元法可快速、準確的分析習題、解答習題，同樣也可充分鍛煉拓展學生的物理解題思路及技巧。“微”指極為短促的階段;“元” 指對單獨性的環節或部分，其也是對物習題分析、解答階段的反饋，簡而言之，微元法是根據物理解題的過程中的細小階段的物理規律、知識聯系等，梳理解題思路、找出解題突破口、完成習題解答的方式。結合數學領域認知，微元法是利用積分和極限相似的某個范圍，經過微元累積最終得到結論的方式。

（二）微元法應用優勢

高中物理教學知識涉及層面及領域都較為廣泛、系統，而且具有現實性、思維性的特點，導致物理習題多呈現出較高的綜合性，致使諸多學生產生迷茫困惑、畏難抵觸的心理。微元法應用在物理解題中，從概念層面可以理解為將題干拆分為多個細小單元，在此基礎上關聯相關知識、規律等，利用求極限的方法梳理出解題思路，得出解答結果。從解題邏輯層面出發，微元法的應用簡化了物理習題的分析理解過程，降低了物理習題的邏輯分解難度，讓學生體會到物理習題的解答樂趣，促使學生滋生出對物理習題的解答興趣及思考積極性，推進高中物理知識教學及習題教學的質量。現階段信息技術也滲透應用在物理習題教學中，物理教師可借助互聯網教學資源展示更加生動多元的微元法解題思路，提升物理習題教學的具象性、多元性，讓學生在掌握微元法的同時拓寬發散物理思維、沉淀關聯物理知識，實現學生物理知識思維及物理知識體系的綜合性、關聯性鞏固構建。

二、微元法的具體使用過程

（一）解題取元

物理微元法解題，首先需根據習題取元，物理微元解題過程中的取元是不受限制，可以是一段弧，也可以選擇一條線段。取元是微元法解題的基礎，也是關鍵性的一步，取元合適，可快速得到清晰簡便的解題思路，反之，取元不合適則會加大解題難度，甚至出現解題失敗的情況，因此在進行物理解題取元時，需遵守取元原則。

（1）簡潔性原則

物理微元法解題取元，需遵守簡潔性原則，以確保后續解題思路或解題計算過程的簡潔性、快速性，規避因取元復雜導致物理解題思路復雜、解題難度加大的情況，無法發揮出物理微元解題法的應用價值。

（2）重疊性原則

物理微元法取元要遵循重疊性原則，取元重疊是指對所取的每個“元”，都需在解題計算時考慮其本身的權重，而且重疊性的“元”是一個整體，其在進行解題思考、解題計算時，不可拆分、不可反復也不可漏掉。

（3）規律性原則

物理微元法取元要遵守規律性原則，通過物理規律進行重疊加法，在解題過程中，可將規律性的元當作一個整體、一個極限進行理解，簡化物理解題理解及思考。

（二）解題建立模型

物理微元法取元后，要結合習題建立模型，把取“元”的相似過程轉變為可以解答物理習題的過程。微元法取元建立模型的本質，就是借助規律性、相似性的原理，簡化復雜問題的理解思考，最終得出問題結果的過程。例如，習題：取1/4光滑球面置于桌面上，桌面呈水平狀態，光滑球半徑為R，放置一條光滑且質地均勻的鐵鏈于球面上，其一端固定在球面頂點處標記為A，另一端恰不能觸碰到桌面，標記為B，該鐵鏈單位長度的質量以P表示，請計算出A處所承受的拉力T。

微元法取元建立模型：取鐵鏈上任意一小段長度為微元，由該微元處于靜止狀態，所以此處受理均衡，所以可分析通過分析該處的受力情況，得到鐵鏈A處所受拉力。

（三）得出解題結果

物理微元法解題，通過取的“元”進行重疊計算后，可得到最終的計算總和，即可得到物理習題的解題過程及解題結果。因物理微元法的解題過程屬于數學學習范疇，因此其計算過程需運用到相應的數學公式，要注意對每個“元”都要進行計算，同時要靈活應用數學變形公式，最大限度的降低計算難度或簡化解題過程，確保物理微元法解題的簡便及準確。

總結

物理微元法解答題過程，由于應用到了微積分的數學思維，其解題思維及解題切入點都具有新穎性，不僅可以拓展學生物理解題思路及知識層面，也能增強數學及物理學科的關聯性，利于學生學科綜合性、知識實踐性思維體系的構建。現階段微元法解題特殊性思維，已經在高中物理解題教學及實踐中得到普及性、滲透性應用，學生熟練應用微元法思考、解答物理習題，可極大的簡化解題思維解答過程及解題計算過程，提高物理習題解答的快捷性、準確性。而且微元法解題思維的應用，還可以促使學生串聯、補充整個高中階段物理知識，推進學會物理綜合性思維體系、關聯性知識體系的鞏固完善，利于學生物理解題能力、思維嚴謹性的鍛煉提升，進而實現物理微元法解題思維的應用價值及教學成效。

參考文獻：

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（作者單位：江西省南康中學（北校區））