【读书报告】高中物理思想方法论读书报告

《高中物理思想方法论》读书报告前言新课程实施以来,我们在教学中常常感到课堂时间不够用，有时还会完成不了教学任务，若讲解具体的物理知识多，则练的时间就少；若练的时间多，则学生出现的问题就多。总结其原因，最大问题就在于教师过于重“知识”、轻“能力”，尤其不重视物理思想方法的渗透与训练。我们的教学只有走出单向传输、过量训练的误区，切实提高课堂教学效益，减轻过重的课业负担，使学生在学习中热爱学习，学会学习，体验学习的成功和快乐。进入高中，学生学习了高中物理的基础知识，缺乏的是系统归纳、整合已学的各种物理思想和方法。作为物理教师，只有把这些宝贵的思想和方法的渗透到平时的教学中，让学生在潜移转化的学习中获得滋养，才能真正做到“物”中寻“理”，寓“理”于“物”。2016年7月我作为课题主持人成功申报了“福建省‘十三五’规划课题《基于高中物理学科核心素养下等效思想的显化研究》”（立项批准号：FJJKXB16-033）课题，目前正在研究中，已完成中期汇报。基于我的课题研究，我购买了《高中物理思想方法论》、《中学生物理思维方法》（共13册）、《物理科学方法教育》、《中学物理数学方法讲座》、《中学物理教学方法研究论》等系列书籍，并把这些资料作为课题组成员学习研究的重要参考资料。一、作者简介、内容概要：《高中物理思想方法论》是一本由江苏省首批“教授级高级教师”王高执笔撰写。王老师作为“江苏省人民教育家培养工程”首批培养对象，对高中物理中的哲学思想、数学思想和物理学思想方法进行了深入的研究，并在物理教学实践中总结形成了自己鲜明的教学特色。王老师认为：“应该让物理教学充满物理学的思想，用物理学思想启迪学生的智慧，实现从知识课堂走向智慧课堂，为学生智慧的生长而教。”本书先从哲学角度阐释物理学的发展离不开哲学思想，并对这些哲学思想做进一步概括。概括出物理的哲学内容：物理世界的物质性；对立统一；量与质的转变；否定之否定等。物理学从一开始产生就与哲学不可分割，爱因斯坦也曾说过：“如果把哲学理解为在最普遍和最广泛的形式中对知识的追求，那么，显然，哲学就可以被认为是全部科学研究之母”。从古希腊哲学中的原子论学说到近代物理的最前沿，哲学可以说是作为物理学发展的指导者和引路人。在物理学的研究过程中，物理学家们会不自觉地接受哲学的指导。接着，作者从数学角度阐释了高中物理和数学的重要关系。物理学的研究不仅仅体现在定性分析问题上，也需借助数学思想方法对物理问题作进一步的定量分析，从而引出物理中更为普遍的规律。正如物理学家杨振宁指出：“……可以用生长在同一茎上的0十子，来形象化的说明数学与物理之间的关系，数学与物理同病相怜的，他们的生命交接在一起。”数学思想对物理学研究的重要意义体现在以下三个方面：一是，数学思想为研究物理提供了抽象、概括的工具，简化和加速了思维过程；二是，数学思想提供了数量分析和数值计算的方法，促进了物理学的迅速发展；三是，数学方法提供了推理工具和抽象手段，有助于把事物的本质及其内在联系。其次，作者从学科角度阐释了高中物理中绽放的学科思想。物理思想是研究物质的运动形式、内在规律和物质基本结构的客观存在反映在人们意识中经过思维活动而产生的结果。是研究物理过程中形成的物理符号体系、物理规律、物理逻辑和物理方法，是物理学知识、能力以及科学、哲学、美学、艺术等方面的综合体。物理学是以观察和实验为基础的一门学科，其最大的特点是来源于自然，来源于实践。因此，我们只有深入研究物理思想，领会物理学中绽放的思想，并逐步转化为自己的思想，对提高我们解决物理实际问题的能力是非常重要的。再次，作者从探索角度阐释是著名物理学家的思想光辉。在物理学的发展过程，离不开许许多多物理学家的科学发现，诸如伽利略、牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦、普朗克等，他们在探索物理规律中产生的思想和科学研究的方法是非常值得我们借鉴的。除此之外，我们还可以学习科学家们不畏艰辛勇于拼搏的精神，学习他们善于发现问题、勤于思考、尊重事实的科学研究态度，学习他们在研究物理时能进行抽象、分析、综合、判断、推理、总结等认识活动过程的思维方法。最后，作者从物理教学角度阐释了物理思想在高中物理解题中的具体应用。作者详细地介绍高中物理概念、物理规律的教学中常用的物理思想方法，并通过详实的例题分析了在物理解题过程中的应用。二、学习过程中的几点体会：1.本书在编写处理方面有特点。《高中物理思想方法论》第一部分“思想篇”以思想为主线，详细地介绍了高中物理中的哲学思想、数学思想和学科思想，以及著名物理学家的思想光辉；第二部分“方法篇”侧重于高中物理教学中涉及到的具体的物理思想方法，如整体法和隔离法、守恒法、等效法、模型法、对称法、类比法、转换法、假设法、图象法、微元法、极端法、归纳法与演绎法等，并以大量的典型例题、详细的分析、精准的点评阐释了这些思想方法在物理解题中的具体应用。对于我们高中教师在专业的提升方面是一本起到良师益友的好书，非常值得我们学习。2」作者在书中给我们传递一个重要讯息：“用思想启迪智慧”。“格物启智”是高中物理教师的追求，让学生通过物理课程的学习既“博物”又“明理”，开发智力，增长智慧，进而提高科学素养。.“方法篇”对我们高中物理教师的教学起着重要的指导作用。《高中物理思想方法论》一书印象较深，其中“方法篇”通过了大量的例题详细地阐释了高中物理中力学、热学、光学、电学、原子物理五大部分中典型的物理思想方法。我认为书中所阐述的这些思想方法对我们实际教学具有非常重要的指导作用，尤其对课堂习题教学及提高学生解题能力方面值得我们好好研究。.学习本书内容后的感悟。作为一名高中物理教师，不仅要重视传授具体的物理知识，更重要的是加强物理思想方法的渗透与训练。教师在知识传授和能力培养的过程中，如何将蕴藏于物理概念、物理规律、物理实验中的物理思想方法挖掘出来，并熟练地将它们应用于具体问题的解决中，对于提高解题效率、解题能力显得尤为重要。因此，在物理教学中我们要有意识地渗透物理思想方法，或是隐性地、或是显性地呈现，通过方法培养学生独立思考问题的能力，只有这样才能把物理课讲活、讲透、讲精。讲活一一让学生看到活生生的物理知识的发生发展过程，而不是死板的物理结论；讲透一一让学生真正理解物理内容，而不是囫囵吞枣、死记硬背；讲精一一让学生不仅能掌握具体的物理知识，而且能领会内在的思想方法，把握住处理问题的指导思想和基本策略，抓住了物理的灵魂，使人终身受益。.本书引起我教学理念上的转变。我仔细阅读了这书后，受到了很大启发。在实际教学中，我虽然会有意识地渗透物理思想和物理方法，但在知识与方法的融合过程，总感觉不是很到位，通过理论学习使我对高中物理的思想方法有了更进一步的理解，也把我在教学中存在的一些问题较好地指出来，引导我作出了具体的教学对策。我认为老师若想把认真准备的课付诸实施，把将这些成果成功地运用到课堂教学中去，必将使学生热爱学习，学会学习。.本书的方法篇只研究了物理思想方法在解题中的应用，尚未研究在课堂教学如何渗透思想方法，略显遗憾。在实际教学中，我们经常发现物理思想方法不仅仅在具体的解题中应用到，在课堂教学中，比如在物理概念、物理规律、物理实验的教学中，还蕴藏着丰富的物理思想方法，若能充分挖掘并讨论，那就更显完美了。三、读后感：（一）我对物理思想和物理方法有了进一步的认识。物理思想是指人们在研究物质的基本结构、物质的运动形式、物体的内在规律中经过一定的思维活动，形成对物理理论与内容本质的认识，是学习物理过程而形成的符合物理体系、规律、逻辑和方法的结果。而物理方法是指在某一物理活动中运用的方式、途径、程序、手段或办法。物理思想与物理方法知识虽然密切相关，但它们之间有区别。物理思想是物理方法的灵魂，物理方法是物理思想的表现形式和得以实现的手段；物理思想是一类物理方法本质特征的反映和灵魂，它须通过物理方法表现出来，在强调指导思想时候称为物理思想，在强调操作过程时称为物理方法。比如守恒，在强调其价值时，认其为思想；在强调其应用时，认其为方法。物理思想是物理方法的提炼与简化，是“升级版”物理方法。前者是内隐的，后者是外显的。它们不是相互独立的而是合二为一水乳交融的，不存在脱离物理知识的物理思想，也不存在缺失物理思想的物理知识。事实上，物理知识和物理思想是同时呈现的，在教学中，我们应该以物理思想为教学起点，来指导制定教学目标。高中物理学中涉及到的思想方法很多。比如，在建立概念规律过程中涉及的方法有：演绎推理法、实验归纳法、理想化方法、控制变量法、比值定义法、乘积定义法、等效替代法、平均值法、构建物理模型法、类比分析法、猜想与假设法、寻找守恒量法等；在应用知识解题过程中涉及的方法有：整体法和隔离法、图象法、图解法、极限思维方法、逆向思维法、极值分析法、估算法、引入中间变量法、比例法、定性与定量分析法、假设与反证法、临界分析法、对称法、微元法、统计学思想方法、解析法等等。除此之外，常用到的还有函数思想、方程思想、概率思想、微积分等数学思想。（二）我认为高中物理教学中渗透物理思想方法越来越重要。《普通高中物理课程标准》课程目标“过程与方法”中指出：“通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用”。可见，领会物理思想和方法，对于培养学生的科学素养尤为关键。高中物理概念、规律的教学中蕴含了丰富的科学研究方法，这些方法是前人长期的积累并总结出来的，学生的科学研究方法应该是“一学习”、“二模仿”、“三创新”，这样才能大大缩短学生探索的过程。因此教师在教学中积极挖掘，有意识去渗透，或者直接传授给学生现成的物理思想和方法，提升他们应用已知的物理思想方法去解决物理实际问题的能力，可以最大程度地避免学生少走弯路。高中许多物理概念如速度、加速度、电势、电容、功率、磁感应强度、电场强度、折射率等都是用两个或多个基本物理量的“比”来定义新的物理量，这种比值的思想反映了新的物理量不随定义所用的物理量的大小、增减、取舍而改变。除了比值法，物理概念教学中，还用到了极限思想（如瞬时速度、向心加速度、瞬时感应电动势等）、理想模型法（竖直上抛运动、平抛运动等）、类比法（电势、电势差、电势能等）。（三）怎样让学生更快更好地掌握物理思想方法。高中物理学科知识可以分为表层知识（侧重在学科概念、规律本身的内容方面）和深层知识（蕴含在学科知识内容之中或知识背后的物理思想和方法），表层知识的存在方式是显性的、系统的，而深层知识的存在方式则是隐性的、分散的。我认为，在课堂教学中物理思想方法可以是隐性呈现，也可以显性呈现。所谓隐性呈现，就是在教学过程中让学生自己从学习的过程中领悟、体会出物理的思想方法，但对不同层次的学生来说，参悟的情况是不同的，基础较弱的同学根本体会不到；所谓显性呈现，即在课堂教学实践中直接传授给学生现成的物理思想和方法。这种方式，有利于学生快速掌握思想方法，并能灵活运用，对提升他们应用已知的物理思想方法去解决物理实际问题的能力，更具有实用性，可以避免学生少走很多弯路，同时也可提高课堂效率。在具体教学中，我们可以从以下几个方面尝试。.在物理概念的教学中进行渗透。物理概念是人们在认识物质世界的过程中，经过大脑的思维加工、升华，从物理的现象、过程中逐步形成的具有物理最本质的特征。高中物理有很概念，在引入新概念时，往往运用类比旧概念的建立方法而引入。因为新旧物理概念之间也有共性，它可以把学生不容易理解的新概念与熟悉的旧概念进行类比，更快速地掌握新概念，也能把容易混淆的知识点予以澄清。比如我在《电势能和电势差》这一章的教学中，从电场力做功和电势能的改变的关系类比于重力场中重力做功和重力势能改变的关系，电势能类比重力场中重力势能、电势类比重力场中的高度、电势差类比重力场中的高度差等，运用类比手段有效地突破电场中这些抽象的概念。.在物理规律的教学中进行渗透。物理规律反映了物理现象、物理过程的内在联系，提示了事物的物理运动在一定条件下必然发生、发展和变化所遵循的过程。物理教学中的物理规律是通过物理学家经过长期时间的研究和推导出来的，其过程是比较复杂的。而运用物理思想方法可以让学生经历探究物理规律的艰难过程，领悟伟大的物理学家勇于探索未知世界奥秘的伟大精神，从情感、态度和价值观这一教学目标进行教育。比如，今年我开设了一节《测量电源的电动势和内电阻》教学公开课。这节课让学生用伏安法、伏阻法、安阻法三种方法来测量电源的电动势与内电阻，并用一种新的处理实验数据的方法一一用数学思想及图象法来处理实验数据。如伏阻法，先引导学生从数学角度探究原理，®EL(rr)，并适当变形工x(±)±，引导学生找不R UERE变量和变化量，从而确定上工函数关系，从图象上把描绘的曲线转换成直线，这就是UR物理中化曲为直的思想，这也是学生比较感兴趣的内容，通过学生自己的探索，不但把学过的知识应用于实际，还可以激发他们的创新精神。.在物理实验探究教学中进行渗透。有些概念的建立，学生并不具备足够的感性材料，往往可以通过一些随手小实验、演示实验、模拟实验、分组实验等，让学生通过细心观察，建立第一手感性认识，这些感性认识的积累，为概念的形成提供了丰富的素材。如在引入“自由落体运动”概念时，通过牛顿管演示羽毛和金属片在有空气和真空下下落快慢的对比实验，借助“对

比的思想方法”让学生明白“在真空中重量不同的两物体下落一样快”的实验事实，让学生理解：所谓“自由”，即只受重力无其它阻力作用，所谓“落体”，即竖直向下运动的物体。.在课堂教学中的各个环节进行渗透。在2016年10月29日我开设了一节视频录像课《验证牛顿第二定律实验》，现以此为例，谈我在这一节课在实际教学中如何渗透物理思想方法。（1）原理回顾复习中显化物理思想方法。原理再现：运用控制变量法，先研究在质量不变的前题下，讨论力和加速度的关系；再研究在力不变的前题下，讨论质量和加速度的关系。问题1：如何获得恒力？体现了哪些物理思想方法？图1 图2图1说明：采用等效替代法，需平衡摩擦力，存在系统误差图2说明：采用等效替代法，需平衡摩擦力，存在系统误差图3 图4图3说明：采用等效替代法，用弹簧测力计间接测量力，需平衡摩擦力，不存在系统误差图4说明：采用等效替代法，用力传感器测量力，无需平衡摩擦力，不存在系统误差问题2：对比以下几种实验方案，探讨涉及的物理思想方法有哪些？756

756涉及的物理思想方法：控制变量法、比较法、比例法（2）问题探究中渗透物理思想方法。问题的提出：①实验研究对象是什么？小车）②实验要验证什么？a.小车质量一定的情况下，小车的加速度与受到的拉力成正比。b.小车受到的拉力一定的情况下，小车的加速度与质量成反比。③小车受到的拉力怎么确定？（等效替代法：小盘和祛码的重力近似看作小车受到的拉力）④小车的质量怎么改变？（往小车中增加祛码）⑤实验需满足什么条件？a.平衡摩擦力（等效思想）：为什么要平衡摩擦力？如何平衡？平衡摩擦力的时候小车后需要挂上纸带和祛码盘吗？怎么判定？做法：在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，且要让小车拖着纸带匀速运动。判断依据：在误差允许范围内，纸带上相邻点迹间距大致相等。问题：实验中平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和祛码的总质量还是改变小车和祛码的总质量，为什么都不需要重新平衡摩擦力？b.m<<M（极限思想）：为什么要满足m<<M？对小吊盘：mg-F，=ma对小吊盘：mg-F，=ma若不考虑定滑轮对绳的阻力，则有：f，=f由此可得，F Jmg,即绳上拉力F实际上是小于mg的，要使误差小，必Mm需满足m〈3,才可把!^近似当成对M的拉力。这样的处理，会使得加速度的理论值大于实际值，且当m越大时，两者差异也越大。（3）数据处理中应用物理思想方法。①计算法：（加速度的求解一一逐差法）②图象法：作图象找关系描点画a-F图象，如果图象是一条过原点的倾斜直线，便证明加速度与作用力成正比。描点画a-1/M图象，如果图象是一条过原点的倾斜直线，就证明了加速度与质量成反比。处理方法：一看曲直、二看斜率、三看是否过原点。a、看曲直：对于a—F图像；M一定，贝UaxF,a-F图像为过原点的倾斜直线;对于a—3图像；F一定，则ax[,a-—1图像为过原点的倾斜直线；思考：M M M本实验图像弯曲是必然的，并且是向下弯曲，为什么呢？b、看斜率：a—F和a一1二个图像斜率的物理意义吗？①当M-定时，a-FM图像；②当F-定时，a—占图像（化曲为直的思想）。Mc、看是否过原点:是否过原点有何意义吗？5.在例题、习题中进行渗透。王老师在《高中物理思想方法论》一书中，也花了大篇幅详细地介绍了物理思想在解题中的应用。结合例题详细地介绍了整体法和隔离法、守恒法、等效法、模型法、对称法、类比法、转换法、假设法、图象法、微元法、极端法、归纳法和演绎法等方法。例题、习题也是课堂教学关键的组成部分，学生将学到的物理概念和物理规律进一步理解并加以应用、迁移的过程。有许许多多的物理思想方法蕴藏于习题教学之中。比如，极限分析法又称极限思维法（简称极限法），它是把某个物理量推向极端（最大、最小或某一临界值），使物理量间相互关系的合理性得以充分暴露，从而作出科学的推理分析，给出判断或导出一般结论。该方法一般适用于题干中所涉及的物理量随条件单调变化的情况。针对此法，我在2016年福建省中小学教师微课制作比赛中，我特地以此法制作了“高考试题还能如此‘极限'一一极限分析法在高考物理选择题中的运用”微课，并荣获省一等奖。例如2015全国理综1第14题：两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的（）A.轨道半径减小,角速度增大B.轨道半径减小,角速度减小C.轨道半径增大,角速度增大D.轨道半径增大,角速度减小分析：从较强到较弱区域，可以看成“弱”到磁感应强度趋于零，则带电粒子由曲线运动变为直线运动，轨道半径将变为无穷大，运转一周时间也将变大，因而周期变大，角速度变小。可见，选择题与计算题的解法不同，技巧性要求更高，如果用常规解法，计算量大且复杂，容易出错，时间长，在高考中做6分的选择题显然是很不划算的。而通过极限思维法，大胆地将条件推向两个极端，简化运算，快速、准确地解决问题。（四）在高三总复习教学中如何显化物理思想和方法。从2016年开始福建省结束了自主命题，回归到全国高考的队伍中。面对全国高考，在高三总复习中采取有针对性的教学方法就显得非常重要。2015年9月初，福建省普通教育教学研究室针对我省教学实际情况，形成了《福建省2016届高三毕业班语文等九个学科教学指导意见》。《意见》中对物理学科也明确指出：“有机渗透物理方法，关注物理学史教育功能”、“高考试题中常涉及到许多物理方法，如：类比法、归纳法、微元法与极限法、整体与隔离法、合成与分解法、单位制中的思想方法、理想化模型、物理模型法、临界问题分析法、图象分析法等，在复习教学过程中应有机渗透物理方法”。可见，重视“过程与方法”，是贯彻高中物理课程标准三维目标的一个重要内容。物理学的内容不仅仅是教材中的物理概念和规律，更重要的是蕴藏在这些概念、规律的形成过