極限思維法在初中物理教學中的應用例析實踐思考

陳旺財

摘要：極限思維法最早的概念是出現在數學概念中，漸漸地，被物理學應用的如火純青。非常多的物理學家運用極限思維法，在物理界都有一定建樹，其本質就是將量假設得無限大，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，再根據自己的經驗和數據分析，很快就能將問題解決。而這篇文章，就會通過案例的分析，講述疆內初班在初中物理教學中是如何運用極限思維法來解決物理問題的。

關鍵詞：極限思維;物理教學;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法，可是假設之后，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，先進行假設，再由假設反代入結果以推導出假設成立。如此方法，看似取巧，實則是一個思維縝密謹慎的解決辦法。相比于一拿到題目就投入于大量的計算會更加的高效簡便。在內初班的教學中，通過極限思維法的引導，可以開拓同學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。

一、極限思維法的理解

在物理學的常用方法中，極限思維法是最令人喜愛且方便掌握的。可以科學直觀地去解決物理上很難理解的實驗結論。他從整體上，將一個難以馬上理解的物理過程進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算，我們會驚奇的發(fā)現，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。而這種思維方法，對于初中物理教學也是發(fā)揮了極大的作用。

二、極限思維法的運用

1.找到突破口

在初中剛剛接觸到科學物理知識的時候，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的作用，常常讓同學們在深思熟慮之后仍然沒有頭緒和結果。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，用極限假設的方法來重新解決這個題目。第一步，我們需要仔細分析已知條件，對已知條件進行思考，選擇合適的量值進行假設，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算來找出規(guī)律的過程，也調過了運用一些不必要的數據和思考。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據來進行計算分析，比如當物距無限大的時候，或者當物體到凸透鏡的距離等于凸透鏡的焦點的一倍距離或兩倍距離的時候，都會得出有意思的數據。有了清晰的解題思路，無疑是加速了我們解題的效率。

3.驗證答案結果

在我們熟練運用好這個思路之后，特別要注意驗證答案的結果。我們可以最易找變量中的一個量帶入計算，看是否符合我們的假設。

三、案例分析實踐

1.初中力學應用

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。

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

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°。當木板呈現水平狀態(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，就需要我們用極端假設法來思考。

2.初中電學應用

依舊是運用內初班的教學實踐作為案例進行分析。有這樣一個電學的題目。把一個定值電阻和滑動變阻器串聯起來組成一個電路。我們發(fā)現滑動變阻器可以從0Ω調節(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范圍是多少？

這是一個非常常規(guī)的體現極限思維法的題目。我們很快的可以發(fā)現，根據電流的公式U=I*R可以知道，當電流不變的時候，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。依舊用極端假設法，我們可以假設變阻器的阻值要么為最小0Ω，要么為最大100Ω，將這兩個數據代入公式進行計算就可以得出變阻器兩端電壓的變化范圍了。

四、結論

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

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