高中物理常用思想方法中的进退之道

苏雪峰 魏新才 蒋德琼

（四川师范大学物理与电子工程学院 四川 成都 610101）

进指向前，退指向后，进退是最早见于《易经·系辞上》“变化者，进退之象也”，指卦象变化都是阴和阳的进退变化而引起的.在汉语字典里，“进”和“退”常作为两层相对的意思出现，如“进退两难、进退存亡、以退为进、进退有度”等成语.在我国，进退更多的体现为一种哲学思想，经道法儒兵释等诸子百家的阐释与发展，更体现为一种为人处世的方法、智慧与艺术.

1 进退思想在物理学思想方法中的体现与应用

进退之道，在于时机的把握，在于方法的应用，在于度的掌控.进退是一种方法，也是一种哲学思想，更是一种人生智慧与艺术.可适用于生活的方方面面，而物理学本身源于哲学，因此进退的思想在物理学中也有诸多体现，下面结合高中物理具体谈谈进退思想在物理学思想方法中的体现与应用.

1.1 时机的把握

1.1.1 化抽象为具体

抽象具有多层意思，这里取其形容词和名词含义，指看不见摸不着也不能被感官直接把握的东西，而具体则是指能被感官直接把握的形象的东西.物理学的许多概念与规律都具有一定的抽象性，不容易理解也不容易研究，这时不妨先进一步，将抽象的化为具体的、形象的、直观的，再退一步，研究原来事物的本质属性.如法拉第先后引入电场线和磁感线描述电场和磁场、卢瑟福根据α 粒子的散射实验引入的原子核式结构模型等.

1.1.2 化曲为直

1.1.3 猜想与假设法

在某些物理问题的处理与解决过程中，常出现不能明确分析研究对象、运动过程、运动状态、受力情况、能量变化等情况，或者在分析的过程中会遇到较大阻碍.这时可以先进一步，根据条件作出科学合理的猜想，并根据假设出的对象、过程、状态等计算出结果，再根据猜想得出的结果进一步与实际结果比较进行验证，从而得出物理规律.在物理学科学探究自然现象与规律的过程中，很多的规律的发现都用到了假设法，如伽利略对落体运动规律的探究、牛顿对万有引力定律的探究，安培的分子电流假说、爱因斯坦的相对论、德布罗意的物质波等.

1.2 方法的应用

1.2.1 微元法（极限法）

微元法是指在分析与处理问题时，先退一步，从事物的某一极小的部分入手，分析“微元”以找到规律，再进一步，通过“微元”分析整体，最终解决事物整体问题的方法.同化曲为直法一样，被微元的对象可以是实物，也可以是过程，还可以是图像.如对象的微元（选取物体的某一部分作为研究对象，如计算带电金属圆环中心轴上的场强等）、过程的微元（向心加速度的推导以及某些变力做功的计算等）、图像的微元（如匀变速直线运动位移公式的推导、F－x 图像计算功，F－t图像计算冲量等）.

1.2.2 等效替代法

等效替代法是在保证效果相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题或物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的对象或过程的方法，也称等效法.常用的物理方法中的类比法、累积法、放大法等都用到了等效思想.使用等效法处理实际物理问题时的基本思路一般也是先退一步，找相对简单的、易于直接处理的等效替代复杂的、不易直接处理的问题，再进一步，解决原来的问题.如力学合力与分力的等效、合运动与分运动的等效、电学串并联的等效电阻、电动机和电源的内阻与定值电阻的等效、交流电路电压电流的有效值等.

1.2.3 控制变量法

物理学中研究某一个因素（变量）与另外多个因素（变量）的关系时，常常先退一步，保证其他因素不变，只研究某两个因素之间的关系，然后再进一步，研究多个因素共同作用的关系.控制变量法是物理学中最常用的研究方法之一，很多自然规律和科学理论都是在这种方法的基础上得出来的，如“探究压强、压力与受力面积的关系、滑动摩擦力的影响因素、加速度与力和质量的关系、功率与功和时间的关系、动能与质量和速度大小的关系、点电荷的电场强度与电荷量和距离的关系、电流与电压和电阻的关系、安培力的大小和方向的影响因素”等.

1.2.4 整体法与隔离法

整体法是对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析研究的方法，隔离法是对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析研究的方法.在一些力学问题中，有时需先进一步，将多个对象看成一个整体，分析其受力与运动的特点，再退一步，将某一个对象从整体中隔离出来，单独进行分析.有时也需先退一步，将某一个对象或某一部分隔离出来，研究其运动或受力的特点，再进一步，判断整体的情况.灵活运用整体法与隔离法对处理很多复杂的物理问题有很大帮助，是一种很常用的方法.

1.3 度的掌控

1.3.1 抓住主要因素，忽略次要因素

抓住主要因素，忽略次要因素这种思想方法来源于哲学上对于矛盾的阐述，即在我们生活中遇到的许多事情都具有一定的复杂性，在解决这些问题时要抓住事物的主要矛盾而忽略其次要矛盾.物理学的许多实际问题具有一定的真实性、复杂性和多变性，在处理解决这类问题时一般可以先退一步，将无关因素或次要因素忽略，再进一步，抓住问题的主要因素，从而简化物理情境，抽象出物理模型，得出理论并应用于实际.如质点、轻弹簧、轻绳、轻杆、光滑面、匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动、简谐振动等高中物理常见的理想模型.

1.3.2 理想实验法

理想实验法是指把可靠的实验事实与已有的理论知识结合起来，进行概括、抽象、推理来揭示某些自然规律的一种重要的科学研究方法.由于实验达不到某些理想条件（如光滑、真空、绝对零度等），理想实验法得出规律的过程，只能是先退一步，由无限接近的实验条件下的现象，再根据已有的理论知识进一步科学推理得到理想条件下的规律，而不能用实验直接验证.如牛顿第一定律、真空不能传播声音等.

2 小结

常言道，退一步，海阔天空，进一步，其乐无穷.在处理实际问题时，有时需要以退为进，退不是目的，只是手段，退不是退缩也不是逃避，退是为了更好的进.有时需要以进为退，该进时还是得进，并且要倍道而进，进退结合，进退有度.

总之，何时进，何时退，体现的是时机的把握；如何进，怎样退，蕴含的是方法的应用；进多少，退多少，体现的是度的掌控.诸多物理学的研究方法和思想方法中的进退之道于以上3个方面均有体现，但各有侧重.只有在物理教与学的活动中了解和掌握了这些进退的思想，在处理实际问题时，才能有效避免进退首鼠、进退失据、进退无措、进退维谷、进退无路的现象，才能灵活根据进退消长的规律，做到进退有常、进退有据、进退有度.

1 项红专.物理学思想方法研究.杭州：浙江大学出版社，2004.06

2 周红成.进退——做人做事的取舍艺术，北京：新世界出版社.2009.11

3 陈熙谋，吴祖仁，等.普通高中课程标准实验教科书·物理（必修与选修系列），北京：教育科学出版社，2005.11