【讀書報告】高中物理思想方法論讀書報告

《高中物理思想方法論》讀書報告前言新課程實施以來,我們在教學中常常感到課堂時間不夠用，有時還會完成不了教學任務，若講解具體的物理知識多，則練的時間就少；若練的時間多，則學生出現(xiàn)的問題就多?？偨Y其原因，最大問題就在于教師過于重“知識”、輕“能力”，尤其不重視物理思想方法的滲透與訓練。我們的教學只有走出單向傳輸、過量訓練的誤區(qū)，切實提高課堂教學效益，減輕過重的課業(yè)負擔，使學生在學習中熱愛學習，學會學習，體驗學習的成功和快樂。進入高中，學生學習了高中物理的基礎知識，缺乏的是系統(tǒng)歸納、整合已學的各種物理思想和方法。作為物理教師，只有把這些寶貴的思想和方法的滲透到平時的教學中，讓學生在潛移轉化的學習中獲得滋養(yǎng)，才能真正做到“物”中尋“理”，寓“理”于“物”。2016年7月我作為課題主持人成功申報了“福建省‘十三五’規(guī)劃課題《基于高中物理學科核心素養(yǎng)下等效思想的顯化研究》”（立項批準號：FJJKXB16-033）課題，目前正在研究中，已完成中期匯報?；谖业恼n題研究，我購買了《高中物理思想方法論》、《中學生物理思維方法》（共13冊）、《物理科學方法教育》、《中學物理數(shù)學方法講座》、《中學物理教學方法研究論》等系列書籍，并把這些資料作為課題組成員學習研究的重要參考資料。一、作者簡介、內容概要：《高中物理思想方法論》是一本由江蘇省首批“教授級高級教師”王高執(zhí)筆撰寫。王老師作為“江蘇省人民教育家培養(yǎng)工程”首批培養(yǎng)對象，對高中物理中的哲學思想、數(shù)學思想和物理學思想方法進行了深入的研究，并在物理教學實踐中總結形成了自己鮮明的教學特色。王老師認為：“應該讓物理教學充滿物理學的思想，用物理學思想啟迪學生的智慧，實現(xiàn)從知識課堂走向智慧課堂，為學生智慧的生長而教?！北緯葟恼軐W角度闡釋物理學的發(fā)展離不開哲學思想，并對這些哲學思想做進一步概括。概括出物理的哲學內容：物理世界的物質性；對立統(tǒng)一；量與質的轉變；否定之否定等。物理學從一開始產(chǎn)生就與哲學不可分割，愛因斯坦也曾說過：“如果把哲學理解為在最普遍和最廣泛的形式中對知識的追求，那么，顯然，哲學就可以被認為是全部科學研究之母”。從古希臘哲學中的原子論學說到近代物理的最前沿，哲學可以說是作為物理學發(fā)展的指導者和引路人。在物理學的研究過程中，物理學家們會不自覺地接受哲學的指導。接著，作者從數(shù)學角度闡釋了高中物理和數(shù)學的重要關系。物理學的研究不僅僅體現(xiàn)在定性分析問題上，也需借助數(shù)學思想方法對物理問題作進一步的定量分析，從而引出物理中更為普遍的規(guī)律。正如物理學家楊振寧指出：“……可以用生長在同一莖上的0十子，來形象化的說明數(shù)學與物理之間的關系，數(shù)學與物理同病相憐的，他們的生命交接在一起?！睌?shù)學思想對物理學研究的重要意義體現(xiàn)在以下三個方面：一是，數(shù)學思想為研究物理提供了抽象、概括的工具，簡化和加速了思維過程；二是，數(shù)學思想提供了數(shù)量分析和數(shù)值計算的方法，促進了物理學的迅速發(fā)展；三是，數(shù)學方法提供了推理工具和抽象手段，有助于把事物的本質及其內在聯(lián)系。其次，作者從學科角度闡釋了高中物理中綻放的學科思想。物理思想是研究物質的運動形式、內在規(guī)律和物質基本結構的客觀存在反映在人們意識中經(jīng)過思維活動而產(chǎn)生的結果。是研究物理過程中形成的物理符號體系、物理規(guī)律、物理邏輯和物理方法，是物理學知識、能力以及科學、哲學、美學、藝術等方面的綜合體。物理學是以觀察和實驗為基礎的一門學科，其最大的特點是來源于自然，來源于實踐。因此，我們只有深入研究物理思想，領會物理學中綻放的思想，并逐步轉化為自己的思想，對提高我們解決物理實際問題的能力是非常重要的。再次，作者從探索角度闡釋是著名物理學家的思想光輝。在物理學的發(fā)展過程，離不開許許多多物理學家的科學發(fā)現(xiàn)，諸如伽利略、牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦、普朗克等，他們在探索物理規(guī)律中產(chǎn)生的思想和科學研究的方法是非常值得我們借鑒的。除此之外，我們還可以學習科學家們不畏艱辛勇于拼搏的精神，學習他們善于發(fā)現(xiàn)問題、勤于思考、尊重事實的科學研究態(tài)度，學習他們在研究物理時能進行抽象、分析、綜合、判斷、推理、總結等認識活動過程的思維方法。最后，作者從物理教學角度闡釋了物理思想在高中物理解題中的具體應用。作者詳細地介紹高中物理概念、物理規(guī)律的教學中常用的物理思想方法，并通過詳實的例題分析了在物理解題過程中的應用。二、學習過程中的幾點體會：1.本書在編寫處理方面有特點?！陡咧形锢硭枷敕椒ㄕ摗返谝徊糠帧八枷肫币运枷霝橹骶€，詳細地介紹了高中物理中的哲學思想、數(shù)學思想和學科思想，以及著名物理學家的思想光輝；第二部分“方法篇”側重于高中物理教學中涉及到的具體的物理思想方法，如整體法和隔離法、守恒法、等效法、模型法、對稱法、類比法、轉換法、假設法、圖象法、微元法、極端法、歸納法與演繹法等，并以大量的典型例題、詳細的分析、精準的點評闡釋了這些思想方法在物理解題中的具體應用。對于我們高中教師在專業(yè)的提升方面是一本起到良師益友的好書，非常值得我們學習。2」作者在書中給我們傳遞一個重要訊息：“用思想啟迪智慧”?！案裎飭⒅恰笔歉咧形锢斫處煹淖非?，讓學生通過物理課程的學習既“博物”又“明理”，開發(fā)智力，增長智慧，進而提高科學素養(yǎng)。.“方法篇”對我們高中物理教師的教學起著重要的指導作用?！陡咧形锢硭枷敕椒ㄕ摗芬粫∠筝^深，其中“方法篇”通過了大量的例題詳細地闡釋了高中物理中力學、熱學、光學、電學、原子物理五大部分中典型的物理思想方法。我認為書中所闡述的這些思想方法對我們實際教學具有非常重要的指導作用，尤其對課堂習題教學及提高學生解題能力方面值得我們好好研究。.學習本書內容后的感悟。作為一名高中物理教師，不僅要重視傳授具體的物理知識，更重要的是加強物理思想方法的滲透與訓練。教師在知識傳授和能力培養(yǎng)的過程中，如何將蘊藏于物理概念、物理規(guī)律、物理實驗中的物理思想方法挖掘出來，并熟練地將它們應用于具體問題的解決中，對于提高解題效率、解題能力顯得尤為重要。因此，在物理教學中我們要有意識地滲透物理思想方法，或是隱性地、或是顯性地呈現(xiàn)，通過方法培養(yǎng)學生獨立思考問題的能力，只有這樣才能把物理課講活、講透、講精。講活一一讓學生看到活生生的物理知識的發(fā)生發(fā)展過程，而不是死板的物理結論；講透一一讓學生真正理解物理內容，而不是囫圇吞棗、死記硬背；講精一一讓學生不僅能掌握具體的物理知識，而且能領會內在的思想方法，把握住處理問題的指導思想和基本策略，抓住了物理的靈魂，使人終身受益。.本書引起我教學理念上的轉變。我仔細閱讀了這書后，受到了很大啟發(fā)。在實際教學中，我雖然會有意識地滲透物理思想和物理方法，但在知識與方法的融合過程，總感覺不是很到位，通過理論學習使我對高中物理的思想方法有了更進一步的理解，也把我在教學中存在的一些問題較好地指出來，引導我作出了具體的教學對策。我認為老師若想把認真準備的課付諸實施，把將這些成果成功地運用到課堂教學中去，必將使學生熱愛學習，學會學習。.本書的方法篇只研究了物理思想方法在解題中的應用，尚未研究在課堂教學如何滲透思想方法，略顯遺憾。在實際教學中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)物理思想方法不僅僅在具體的解題中應用到，在課堂教學中，比如在物理概念、物理規(guī)律、物理實驗的教學中，還蘊藏著豐富的物理思想方法，若能充分挖掘并討論，那就更顯完美了。三、讀后感：（一）我對物理思想和物理方法有了進一步的認識。物理思想是指人們在研究物質的基本結構、物質的運動形式、物體的內在規(guī)律中經(jīng)過一定的思維活動，形成對物理理論與內容本質的認識，是學習物理過程而形成的符合物理體系、規(guī)律、邏輯和方法的結果。而物理方法是指在某一物理活動中運用的方式、途徑、程序、手段或辦法。物理思想與物理方法知識雖然密切相關，但它們之間有區(qū)別。物理思想是物理方法的靈魂，物理方法是物理思想的表現(xiàn)形式和得以實現(xiàn)的手段；物理思想是一類物理方法本質特征的反映和靈魂，它須通過物理方法表現(xiàn)出來，在強調指導思想時候稱為物理思想，在強調操作過程時稱為物理方法。比如守恒，在強調其價值時，認其為思想；在強調其應用時，認其為方法。物理思想是物理方法的提煉與簡化，是“升級版”物理方法。前者是內隱的，后者是外顯的。它們不是相互獨立的而是合二為一水乳交融的，不存在脫離物理知識的物理思想，也不存在缺失物理思想的物理知識。事實上，物理知識和物理思想是同時呈現(xiàn)的，在教學中，我們應該以物理思想為教學起點，來指導制定教學目標。高中物理學中涉及到的思想方法很多。比如，在建立概念規(guī)律過程中涉及的方法有：演繹推理法、實驗歸納法、理想化方法、控制變量法、比值定義法、乘積定義法、等效替代法、平均值法、構建物理模型法、類比分析法、猜想與假設法、尋找守恒量法等；在應用知識解題過程中涉及的方法有：整體法和隔離法、圖象法、圖解法、極限思維方法、逆向思維法、極值分析法、估算法、引入中間變量法、比例法、定性與定量分析法、假設與反證法、臨界分析法、對稱法、微元法、統(tǒng)計學思想方法、解析法等等。除此之外，常用到的還有函數(shù)思想、方程思想、概率思想、微積分等數(shù)學思想。（二）我認為高中物理教學中滲透物理思想方法越來越重要?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標準》課程目標“過程與方法”中指出：“通過物理概念和規(guī)律的學習過程，了解物理學的研究方法，認識物理實驗、物理模型和數(shù)學工具在物理學發(fā)展過程中的作用”?？梢?，領會物理思想和方法，對于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)尤為關鍵。高中物理概念、規(guī)律的教學中蘊含了豐富的科學研究方法，這些方法是前人長期的積累并總結出來的，學生的科學研究方法應該是“一學習”、“二模仿”、“三創(chuàng)新”，這樣才能大大縮短學生探索的過程。因此教師在教學中積極挖掘，有意識去滲透，或者直接傳授給學生現(xiàn)成的物理思想和方法，提升他們應用已知的物理思想方法去解決物理實際問題的能力，可以最大程度地避免學生少走彎路。高中許多物理概念如速度、加速度、電勢、電容、功率、磁感應強度、電場強度、折射率等都是用兩個或多個基本物理量的“比”來定義新的物理量，這種比值的思想反映了新的物理量不隨定義所用的物理量的大小、增減、取舍而改變。除了比值法，物理概念教學中，還用到了極限思想（如瞬時速度、向心加速度、瞬時感應電動勢等）、理想模型法（豎直上拋運動、平拋運動等）、類比法（電勢、電勢差、電勢能等）。（三）怎樣讓學生更快更好地掌握物理思想方法。高中物理學科知識可以分為表層知識（側重在學科概念、規(guī)律本身的內容方面）和深層知識（蘊含在學科知識內容之中或知識背后的物理思想和方法），表層知識的存在方式是顯性的、系統(tǒng)的，而深層知識的存在方式則是隱性的、分散的。我認為，在課堂教學中物理思想方法可以是隱性呈現(xiàn)，也可以顯性呈現(xiàn)。所謂隱性呈現(xiàn)，就是在教學過程中讓學生自己從學習的過程中領悟、體會出物理的思想方法，但對不同層次的學生來說，參悟的情況是不同的，基礎較弱的同學根本體會不到；所謂顯性呈現(xiàn)，即在課堂教學實踐中直接傳授給學生現(xiàn)成的物理思想和方法。這種方式，有利于學生快速掌握思想方法，并能靈活運用，對提升他們應用已知的物理思想方法去解決物理實際問題的能力，更具有實用性，可以避免學生少走很多彎路，同時也可提高課堂效率。在具體教學中，我們可以從以下幾個方面嘗試。.在物理概念的教學中進行滲透。物理概念是人們在認識物質世界的過程中，經(jīng)過大腦的思維加工、升華，從物理的現(xiàn)象、過程中逐步形成的具有物理最本質的特征。高中物理有很概念，在引入新概念時，往往運用類比舊概念的建立方法而引入。因為新舊物理概念之間也有共性，它可以把學生不容易理解的新概念與熟悉的舊概念進行類比，更快速地掌握新概念，也能把容易混淆的知識點予以澄清。比如我在《電勢能和電勢差》這一章的教學中，從電場力做功和電勢能的改變的關系類比于重力場中重力做功和重力勢能改變的關系，電勢能類比重力場中重力勢能、電勢類比重力場中的高度、電勢差類比重力場中的高度差等，運用類比手段有效地突破電場中這些抽象的概念。.在物理規(guī)律的教學中進行滲透。物理規(guī)律反映了物理現(xiàn)象、物理過程的內在聯(lián)系，提示了事物的物理運動在一定條件下必然發(fā)生、發(fā)展和變化所遵循的過程。物理教學中的物理規(guī)律是通過物理學家經(jīng)過長期時間的研究和推導出來的，其過程是比較復雜的。而運用物理思想方法可以讓學生經(jīng)歷探究物理規(guī)律的艱難過程，領悟偉大的物理學家勇于探索未知世界奧秘的偉大精神，從情感、態(tài)度和價值觀這一教學目標進行教育。比如，今年我開設了一節(jié)《測量電源的電動勢和內電阻》教學公開課。這節(jié)課讓學生用伏安法、伏阻法、安阻法三種方法來測量電源的電動勢與內電阻，并用一種新的處理實驗數(shù)據(jù)的方法一一用數(shù)學思想及圖象法來處理實驗數(shù)據(jù)。如伏阻法，先引導學生從數(shù)學角度探究原理，?EL(rr)，并適當變形工x(±)±，引導學生找不R UERE變量和變化量，從而確定上工函數(shù)關系，從圖象上把描繪的曲線轉換成直線，這就是UR物理中化曲為直的思想，這也是學生比較感興趣的內容，通過學生自己的探索，不但把學過的知識應用于實際，還可以激發(fā)他們的創(chuàng)新精神。.在物理實驗探究教學中進行滲透。有些概念的建立，學生并不具備足夠的感性材料，往往可以通過一些隨手小實驗、演示實驗、模擬實驗、分組實驗等，讓學生通過細心觀察，建立第一手感性認識，這些感性認識的積累，為概念的形成提供了豐富的素材。如在引入“自由落體運動”概念時，通過牛頓管演示羽毛和金屬片在有空氣和真空下下落快慢的對比實驗，借助“對

比的思想方法”讓學生明白“在真空中重量不同的兩物體下落一樣快”的實驗事實，讓學生理解：所謂“自由”，即只受重力無其它阻力作用，所謂“落體”，即豎直向下運動的物體。.在課堂教學中的各個環(huán)節(jié)進行滲透。在2016年10月29日我開設了一節(jié)視頻錄像課《驗證牛頓第二定律實驗》，現(xiàn)以此為例，談我在這一節(jié)課在實際教學中如何滲透物理思想方法。（1）原理回顧復習中顯化物理思想方法。原理再現(xiàn)：運用控制變量法，先研究在質量不變的前題下，討論力和加速度的關系；再研究在力不變的前題下，討論質量和加速度的關系。問題1：如何獲得恒力？體現(xiàn)了哪些物理思想方法？圖1 圖2圖1說明：采用等效替代法，需平衡摩擦力，存在系統(tǒng)誤差圖2說明：采用等效替代法，需平衡摩擦力，存在系統(tǒng)誤差圖3 圖4圖3說明：采用等效替代法，用彈簧測力計間接測量力，需平衡摩擦力，不存在系統(tǒng)誤差圖4說明：采用等效替代法，用力傳感器測量力，無需平衡摩擦力，不存在系統(tǒng)誤差問題2：對比以下幾種實驗方案，探討涉及的物理思想方法有哪些？756

756涉及的物理思想方法：控制變量法、比較法、比例法（2）問題探究中滲透物理思想方法。問題的提出：①實驗研究對象是什么？小車）②實驗要驗證什么？a.小車質量一定的情況下，小車的加速度與受到的拉力成正比。b.小車受到的拉力一定的情況下，小車的加速度與質量成反比。③小車受到的拉力怎么確定？（等效替代法：小盤和祛碼的重力近似看作小車受到的拉力）④小車的質量怎么改變？（往小車中增加祛碼）⑤實驗需滿足什么條件？a.平衡摩擦力（等效思想）：為什么要平衡摩擦力？如何平衡？平衡摩擦力的時候小車后需要掛上紙帶和祛碼盤嗎？怎么判定？做法：在平衡摩擦力時，不要把懸掛小盤的細繩系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，且要讓小車拖著紙帶勻速運動。判斷依據(jù)：在誤差允許范圍內，紙帶上相鄰點跡間距大致相等。問題：實驗中平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和祛碼的總質量還是改變小車和祛碼的總質量，為什么都不需要重新平衡摩擦力？b.m<<M（極限思想）：為什么要滿足m<<M？對小吊盤：mg-F，=ma對小吊盤：mg-F，=ma若不考慮定滑輪對繩的阻力，則有：f，=f由此可得，F(xiàn) Jmg,即繩上拉力F實際上是小于mg的，要使誤差小，必Mm需滿足m〈3,才可把!^近似當成對M的拉力。這樣的處理，會使得加速度的理論值大于實際值，且當m越大時，兩者差異也越大。（3）數(shù)據(jù)處理中應用物理思想方法。①計算法：（加速度的求解一一逐差法）②圖象法：作圖象找關系描點畫a-F圖象，如果圖象是一條過原點的傾斜直線，便證明加速度與作用力成正比。描點畫a-1/M圖象，如果圖象是一條過原點的傾斜直線，就證明了加速度與質量成反比。處理方法：一看曲直、二看斜率、三看是否過原點。a、看曲直：對于a—F圖像；M一定，貝UaxF,a-F圖像為過原點的傾斜直線;對于a—3圖像；F一定，則ax[,a-—1圖像為過原點的傾斜直線；思考：M M M本實驗圖像彎曲是必然的，并且是向下彎曲，為什么呢？b、看斜率：a—F和a一1二個圖像斜率的物理意義嗎？①當M-定時，a-FM圖像；②當F-定時，a—占圖像（化曲為直的思想）。Mc、看是否過原點:是否過原點有何意義嗎？5.在例題、習題中進行滲透。王老師在《高中物理思想方法論》一書中，也花了大篇幅詳細地介紹了物理思想在解題中的應用。結合例題詳細地介紹了整體法和隔離法、守恒法、等效法、模型法、對稱法、類比法、轉換法、假設法、圖象法、微元法、極端法、歸納法和演繹法等方法。例題、習題也是課堂教學關鍵的組成部分，學生將學到的物理概念和物理規(guī)律進一步理解并加以應用、遷移的過程。有許許多多的物理思想方法蘊藏于習題教學之中。比如，極限分析法又稱極限思維法（簡稱極限法），它是把某個物理量推向極端（最大、最小或某一臨界值），使物理量間相互關系的合理性得以充分暴露，從而作出科學的推理分析，給出判斷或導出一般結論。該方法一般適用于題干中所涉及的物理量隨條件單調變化的情況。針對此法，我在2016年福建省中小學教師微課制作比賽中，我特地以此法制作了“高考試題還能如此‘極限'一一極限分析法在高考物理選擇題中的運用”微課，并榮獲省一等獎。例如2015全國理綜1第14題：兩相鄰勻強磁場區(qū)域的磁感應強度大小不同、方向平行。一速度方向與磁感應強度方向垂直的帶電粒子（不計重力），從較強磁場區(qū)域進入到較弱磁場區(qū)域后,粒子的（）A.軌道半徑減小,角速度增大B.軌道半徑減小,角速度減小C.軌道半徑增大,角速度增大D.軌道半徑增大,角速度減小分析：從較強到較弱區(qū)域，可以看成“弱”到磁感應強度趨于零，則帶電粒子由曲線運動變?yōu)橹本€運動，軌道半徑將變?yōu)闊o窮大，運轉一周時間也將變大，因而周期變大，角速度變小?？梢?，選擇題與計算題的解法不同，技巧性要求更高，如果用常規(guī)解法，計算量大且復雜，容易出錯，時間長，在高考中做6分的選擇題顯然是很不劃算的。而通過極限思維法，大膽地將條件推向兩個極端，簡化運算，快速、準確地解決問題。（四）在高三總復習教學中如何顯化物理思想和方法。從2016年開始福建省結束了自主命題，回歸到全國高考的隊伍中。面對全國高考，在高三總復習中采取有針對性的教學方法就顯得非常重要。2015年9月初，福建省普通教育教學研究室針對我省教學實際情況，形成了《福建省2016屆高三畢業(yè)班語文等九個學科教學指導意見》。《意見》中對物理學科也明確指出：“有機滲透物理方法，關注物理學史教育功能”、“高考試題中常涉及到許多物理方法，如：類比法、歸納法、微元法與極限法、整體與隔離法、合成與分解法、單位制中的思想方法、理想化模型、物理模型法、臨界問題分析法、圖象分析法等，在復習教學過程中應有機滲透物理方法”?？梢?，重視“過程與方法”，是貫徹高中物理課程標準三維目標的一個重要內容。物理學的內容不僅僅是教材中的物理概念和規(guī)律，更重要的是蘊藏在這些概念、規(guī)律的形成過