11．训练思维的方法

中学物理教学中常用的思维方法有：分析的方法、综合的方法、比较的方法、抽象的方法、概括的方法、想象的方法、直觉的方法等等。在教学过程中不断的渗透科学思维方法教育，会使学生在潜移默化之中将其转变为自己分析问题时的不自觉的行为。思维方法的训练，一般是隐含在分析解决具体问题的过程中的，但当学生有了一定的认识之后，也可以通过专题的形式，教给学生一些常用的思维方法，促进学生能力的迁移。

例如：分析的方法，可以作为一个专题介绍给学生。在介绍时要注意讲清以下几个问题：

一、分析的界定：

分析是将整体分解为局部的思维方法（将研究对象、物理过程等化整为零进行研究的方法）。分析的方法学生天然能接受，吃馒头、搬砖等采用的都是这种思维方法。在牛顿的经典力学中，分析的方法用的是十分彻底的：牛顿将“时”分解为时间和时刻；将“空”分解为位置、状态、过程。给学生介绍一些这样的事实可以增进学生对思维方法的亲近感。

二、何时需要分析？

⑴研究物理对象或物理过程的空间分布时需要进行分析。例如对物体进行的受力分析、平抛物体的运动分析等。

⑵研究物理现象和物理过程随时间变化的特点时需要进行分析。例如竖直上抛运动分解为上升和下降两个阶段进行研究、电梯运动过程分为加速、匀速、减速三个阶段进行讨论等。

⑶研究物理对象的因果关系时需要进行分析。例如通过对布朗运动实验现象产生原因的分析，形成对分子运动的正确认识等。

通过上述介绍，使学生认识到：分析的方法是物理学习中一种最重要而又基本的思维方法，激发掌握这种思维方法的动机。

三、分析法的一般程序：

⑴把整体加以“解剖”，将其分解为各个部分；

⑵深入分析各部分的特殊本质；

⑶寻找各部分相互联系、相互作用的特点和规律。

例：一个质量可不计的活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸内，活塞上堆放着铁砂，如图所示，最初活塞搁置在气缸内壁的固定卡环上。气体柱的高度为H₀，压强等于大气压强P₀，现对气体缓慢加热，当气体温度升高了ΔT=60K时，活塞（及铁砂）开始离开卡环而上升。继续加热直到气柱高度为H₁=1.5H₀。此后，在维持温度不变的条件下逐渐取走铁砂，直到铁砂全部取走时，气柱高度变为H₂=1.8H₀，求此时气体的温度。（不计活塞与气缸之间的摩擦）

分析：以气缸内被封闭的气体为研究对象，在题述的整个过程中该气体前后曾处于四个临界状态，经历了三个特殊的状态变化过程，见下表：

上表对题给的气体状态变化过程进行“解剖”分析，并得出了由A到B、由B到C、由C到D三个变化过程的特征，如果就此列出三个方程，是可以求出最终结果的，但求解过程会很麻烦。如果我们进一步分析各个四个特殊状态的特点，进一步寻找他们之间的联系，还可以发现，由D到A过程也为等压变化过程。则由盖·吕萨克定律得：

                H₀S/（T_A+60）=1.5H₀S/ T_D

                          H₀S/ T_A=1.8H₀S/ T_D

解之：    T_D=540K。

四、把握分析的关键：

要利用分析的方法去处理问题，关键在于把握以下两点：

⑴分析要有根据。学生分析物理问题时出现错误，一个重要的原因就是分析的“根据”注意不够。例如，斜面上物体进行受力分析，学生经常有这样的疑问：干吗非要沿斜面方向和垂直斜面方向分解力？其根源就在于学生不理解受力分析的根据就是根据力的作用效果进行分解。再如，在图2中，利用分析的方法求系统的加速度时，T和T′为什么相等？这里面也隐含了一个重要的分析根据，就是连接M和m的是“轻质”细绳。以绳子为研究对象，有T－T′=ma，在“轻质”的情况下，m=0，才有T=T′。

⑵要找准分界点。分析物理现象要找要素：

学生经常问教师：你怎么一看就知道这个题目可以分三个阶段来研究，我怎么看不出来呢？一些经验不太丰富的教师会告诉学生主要是作的题目较少，做多了变“熟能生巧”了。其实不然，问题的关键在于教师没有告诉学生分析方法的关键在于寻找分界点，学生不明确这一点，题目做的再多，也是不会生巧的。

培养学生思维能力的方法是多种多样的，但要使学生的思维活跃，最根本的一条就是教师要善于“诱导”。学生良好的思维品质不是一朝一夕就能形成的，只需要我们根据学生的实际情况，通过各种手段，有目的、有意识地进行培养训练，坚持不懈。