极值法在初中物理解题中的应用

顾俊文

【摘 要】随着新课改的进一步推行，对学生物理思维能力的培养在初中物理教学中越来越重要。因为物理思维能力的培养对学生分析问题、解决问题至关重要，因此，对于物理这一较难的基础理科而言，教师应注重学生物理思维能力的培养。与此同时，更要让学生学会用物理思维高效思考问题，让学生逐渐借助“极值法”解决物理问题。基于此，笔者将结合具体教学案例，就极值法在初中物理解题中的应用谈谈自身的看法。

【关键词】初中物理；极值法；解题；应用

在初中物理课堂，教师不仅要注重基础物理知识的讲授，更要注重采取多种创新的教学方法培养学生的物理思维能力，并给予学生正确的引导，进而在激发学生物理学习兴趣的基础之上，让学生逐渐形成自身独特的物理思维能力。在此基础上才能让学生掌握更多、更有效的学习方法进行解题，逐渐让学生学会使用极值法解决相关物理问题，最终有效提升学生的综合物理素质。

一、极值法的概念

极值法又称为极端假设法，这种方法通常在数学教学中的应用较为广泛，极值法进行解题也十分高效，即通过结合相关题型为物理题目予以极端假设，简化解题过程。所以，随着初中物理教学内容的增多以及难度的加大，对于相当多的物理题目而言，教师可以在讲授过程当中将此方法传授给学生，进而让学生逐渐学会用数学解题思想解决物理问题，使物理解题的过程变得更为简洁、高效，与此同时，在锻炼学生物理思维的同时，更能提升解题效率，进一步活跃发展学生的思维。所以，教师应当抛弃以往传统的讲课方法，而应培养学生跨学科思维，让学生意识到极值法并不仅限于某一个学科之内。针对这种情况，教师应该将极值法在物理学科中的具体应用加以系统讲授，让学生在以后的解题过程中，自主地运用此种方法，从而达到高效解决物理难题的目的。

二、极值法在初中物理中的具体应用

极值法在物理解题中的应用较为广泛，所以，教师在讲授过程中应有意识地将不同题型的物理题目汇总、加以分类，并积极示范在解题过程中应用到的极值法进行讲解，之后，再让学生进行专项训练，以此真正提升学生的物理思维以及物理学习能力。

（一）极值法在杠杆问题中的应用

力学知识作为物理学科的基础，在教学过程中占有相当大的一部分，所以，为了更为高效地让学生解决这部分知识，教师可以引入极值法进行授课。比如，教师在讲授杠杆相关的内容时，可以借助极值思维来进行授课，让学生对此部分的知识的理解更为透彻。与此同时，通过极值法的讲授减轻学生学习这部分物理知识的难度，让学生通过极端假设的方式解题，逐渐在动态过程中找到极值点，通过这种方式还能有效提升学生的学习能力，拓展学生的思维空间，让学生对力学部分形成正确的认知空间。

在另一层面而言，也会极大激发学生的物理学习热情，而当学生在真正理解这部分的题目时，这对学生解决与杠杆这一类问题十分有益。

所以，为了让学生系统了解极值法在解决杠杆类物理题型中的应用，教师可以借助物理杠杆平衡习题进行讲授，具体而言，教师可为学生整理几道类似的杠杆类题目，通过“让学生判断两个钩码A和B分别向两边同时移动相同距离，让学生判断杠杆的平衡情况”。在课堂讲授过程当中，教师可以首先让学生阐述自己的解题思路，鼓励学生积极发言，在学生表达自己的观点之后，教师再引导学生从其他的思路予以解决，即借助假设极值的方式让学生解题，通过分析力臂应先增大或先减小的方式进行假设，学生会惊奇地发现题目变得异常简单，“由于A和B移动的距离相同，因此移动的距离多少对答案的选择没有影响……”，在知晓这个知识点之后，让学生自己假设判断其平衡方向，这对学生解题十分有帮助。

（二）极值法在压强部分的应用

除了杠杆类问题可以运用极值法解题外，教师在讲授压力、压强、浮力等问题时，同样也可以鼓励学生运用极值法进行解题。在以往的授课过程当中，由于学生在生活中缺少发现物理知识的眼睛，对压强等问题理解不是那么透彻，相当多的学生认为这部分知识的学习较为抽象，经常对解决题目束手无策。针对这种情况，教师同样可以采用极值法进行授课，让学生对物理的受力情况进行极端假设，进而简化解题思路，提升解题能力。

具体而言，在讲解这样一道题时：“把一个20牛顿的空心铁球浸入水中，判断铁球在水中的情况”。因为根据题干可知，已知条件太少，铁球的体积以及空心部分的体积都未提到，所以，利用所学的物理知识根本无法判断铁球是上浮还是下沉，所以，在讲解过程中，教师要采用非常规方法，运用极值法一一进行假设，并对题目进行深入分析。首先，让学生假设空心部分体积非常大，引导学生判断铁球的情况；其次，当空心部分体积小时，铁球一定下沉；再次，空心部分的體积刚好为某一数值，即当球的密度近似于水的密度，此时铁球一定是悬浮的。综上可知，针对此类题型，重要的是让学生理解解题思路。在鼓励学生解题前，首先为学生示范解题思路，让学生抓住解这类题的精髓，在用非常规方法解题之后，可以让学生对所要考查的知识点理解得更为透彻。除此之外，为了高效解题，教师同样可以运用极值法进行讲解，有效提升教师的物理授课效率。

（三）极值法在电学部分的应用

在初中物理教学过程当中，除了在力学部分运用极值法解题之外，电学部分作为一个重点部分，它所占的分值比较多且十分重要，对于此类问题的解决，教师同样可以鼓励学生运用极值法。因为这部分内容对于学生而言难度偏大，会导致大量题目出现错误。所以针对这种情况，教师可以借助专项训练的方式，让学生学习极值法在电学部分的应用，巩固学生的电学基础知识，激发学生学习这部分的兴趣，综合提高学生的电学学习能力，通过这种方式还能有效提升学生的综合物理素养。

具体而言，教师在面对电学类题目时，由于一些物理题目较为抽象，导致学生面对此类题型会出现无从下手。而这时，教师可以采取极值法的方式开展教学，进一步培养学生的解题能力，拓展学生探寻问题解决的新方法、新思路。而在讲授“变阻器”这一节时，为使学生了解变阻器的构造及变阻器的工作原理，知道正确使用变阻器的方法，也为了进一步培养学生的形象思维能力，首先，让学生动手操作，借助实物，如“铅笔芯”连入电路进行实验，验证“电阻对电灯泡亮度”的影响因素，让学生借助铅笔芯逐渐变短观察灯泡亮度，进一步感受电阻变化的情况；之后，让学生借助类似的物理模型自己设计实验。最终，让学生借助具体物理模型，进一步巩固对变阻器实验原理的掌握程度。再之后，为学生展示“滑动变阻器的滑片P向下移动，电压表的示数将会发生何种变化”类型题目，并指导学生通过极值法解决。当学生拿到这样一道题目，他们首先解决思路就是逐步分析，分析电压的情况，再思考电流的情况，但是，在思考电阻在这个过程中，只要有一处出现疏忽就会导致大小的分析正好相反，导致问题解答失败。针对这种情况，教师鼓励学生可以这样进行假设，“在一开始时，滑片位于最左端，此时滑动变阻器相当于没有接入电路中，此时电压表的示数为零，而当滑片向下滑动时，接入电路中的电阻是增加的……”借助此种特殊解法，让学生的思维更为简洁，在潜移默化中提高学生的解题能力。

（四）极值法在物理实验中的应用

在物理教学中，物理实验作为重要的教学内容，需要教师给予足够的关注，因为借助实验教学可以有效加强学生的实验操作技能，这既是对物理理论知识的巩固，也是培养学生探究思维能力的最佳时机之一。具体而言，教师可以借助多媒体为学生进行实验演示，要让学生独自进行操作，在此过程中为学生引入极值思维，让学生在参与实验过程中规范操作步骤，掌握实验原理。这样一来，可以让学生将课堂上讲授的理论知识转化为实践，进一步培养其科学方法、科学态度和科学思维。

在开展“探究串联电路中各处电流的关系”的实验教学过程中，为进一步培养学生的探究思维能力，使学生掌握串联电路中电流的规律，体验科学探究的全过程，教师可开展物理实验教学。首先，为学生讲述了基本原理，之后，采取播放视频的方式为学生展示线路图的连接方式；再之后，让学生动手自己进行操作，在这个过程中，让学生一边操作，一边记录数据，并让学生探究“仅测两到三次电流是否能归纳出普遍适用下结论？串联电路中各处电流的关系？如何进行假设来推导电流关系？……”等问题展开讨论。之后，让学生大胆操作，借助极端假设的方式进行试验，直观感受这部分的知识内容，进而有效培养并提升学生的物理探究思维能力。

三、结束语

极值法在物理学习中应用较为广泛，教师为了拓展学生的物理思维，提升学生的物理解题能力，便可以结合授课内容将此种方法运用到教学过程中。除此之外，物理解题方法并不仅限于极值法，培养学生物理思维的方式也并不仅限于此，作為物理教师的我们，应灵活转变教学思路让学生将物理知识学活，注重学生物理思维能力的培养。所以，这就需要教师注重学生多种物理思维能力的培养，鼓励学生运用极值法解题，使问题化难为易，化繁为简，思路灵活，判断准确，可使分析过程大为简化，解题速度及准确率进一步提高，最终促进学生物理综合素质的发展。

【参考文献】

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[3]董朝武.初中物理解题中极值法的应用[J].数理化学习（初中版），2002（11）：46-47