初中物理思维方法大全-益智教育网

物理重观察实验、建模分析、公式推导与逻辑推理，善用控制变量、类比归纳法，培养

初中物理思维方法大全

初中物理思维方法大全-图1

观察与实验思维

（一）重要性阐述

物理学是一门以实验为基础的学科，而观察则是进行实验的前提，通过仔细观察物理现象，我们能够发现其中的规律和特点，进而提出合理的猜想与假设，在学习光的传播时，我们观察到光线在均匀介质中沿直线传播，在不同介质交界处会发生反射、折射等现象；在探究物体沉浮条件时，观察不同密度物体在水中的状态变化等,这些观察结果为我们后续深入研究提供了方向。

实验名称	观察要点	预期现象	实际观察到的现象	分析上文归纳
探究凸透镜成像规律	物距变化、像的大小位置及虚实情况	当物距大于二倍焦距时成倒立缩小实像；物距等于二倍焦距时成倒立等大实像；物距介于一倍和二倍焦距之间时成倒立放大实像；物距小于一倍焦距时成正立放大虚像	记录不同物距下所成的像的特点并与理论对比	验证了凸透镜成像规律，理解了物距与像距的关系对成像的影响
研究电流跟电压电阻的关系（欧姆定律实验）	保持电阻不变时改变电压，看电流如何变化；保持电压不变时改变电阻，看电流怎样改变	电压增大，电流随之增大；电阻增大，电流减小	绘制出相应的图像，直观展示电流、电压、电阻三者之间的定量关系	得出欧姆定律 I=U/R，明确了导体中的电流与导体两端电压成正比，与导体的电阻成反比

（二）培养方法

在日常学习生活中，要养成勤于观察的好习惯，无论是课堂上的演示实验还是课后自己动手做的小实验，都要全神贯注地观察每一个细节，学会用准确的语言描述观察到的现象，并且尝试对现象背后的原因进行初步分析，比如在做电学实验时，注意观察灯泡亮度随电流或电压变化的情况,思考为什么会出现这样的亮度差异。

归纳与演绎思维

（一）概念解析

归纳是从个别事例中概括出一般性上文归纳的思维过程，在初中物理中，很多定律和原理都是通过归纳大量实验数据得出的，牛顿第二定律 F=ma 就是对多个物体在不同力的作用下产生加速度的情况进行归纳归纳得到的，演绎则是从已知的一般原理出发，推导出特殊情况下的上文归纳，如根据能量守恒定律,可以演绎出机械能守恒的条件以及各种形式能量相互转化的具体实例。

（二）应用实例

以阿基米德原理为例，先通过多次测量不同形状物体浸入液体中所受浮力大小以及排开液体重力的大小，归纳出物体所受浮力等于它排开液体所受的重力这一普遍规律（归纳），然后利用这个原理去解决实际问题，比如计算轮船满载货物时受到的浮力、判断物体在液体中的沉浮状态等（演绎）。

物理知识	归纳过程简述	演绎应用场景举例
杠杆平衡条件	多次改变动力、动力臂、阻力、阻力臂的大小进行实验，测量并记录相关数据，分析得出动力×动力臂 = 阻力×阻力臂	使用杠杆撬动重物时，根据已知的动力臂和阻力臂长度来计算所需的最小动力；天平的设计原理也是基于此，通过调节游码使横梁平衡来称量物体质量
焦耳定律	用不同的导体、不同的电流和通电时间进行实验，测量产生的热量并与相关因素建立联系，归纳出电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比	家庭电路中导线过热起火的原因分析；选择合适的保险丝规格以防止电路过载等

（三）训练途径

在学习过程中，每学完一部分知识后，尝试自己归纳归纳知识点之间的联系和规律，做一些综合性较强的题目时，运用演绎法将所学原理应用到具体情境中去解决问题,加深对知识的理解和掌握。

类比思维

（一）作用原理

类比是将陌生的事物与熟悉的事物进行比较，借助已有的认知来理解和掌握新知识，在初中物理中，常常把电流类比成水流，电压类比成水压，这样可以帮助学生更好地理解抽象的电学概念，因为水流的形成需要有水位差（水压），而电流的形成则需要有电势差（电压）；水管对水流有阻碍作用相当于电阻对电流的阻碍作用。

（二）典型示例

在学习磁场知识时，可以将磁感线与地理上的经纬线相类比，地球表面的经纬线是用来确定位置和方向的虚拟线条，同样，磁感线也是为了形象地描述磁场的方向和强弱分布而引入的假想曲线，通过这种类比,学生能更直观地感受磁场的存在和特性。

待学知识	类比对象	相似点	帮助理解的内容
声波的传播	水波的传播	都具有波动性和传递能量的特性；都需要介质才能传播	声音在不同介质中传播速度不同的原因；回声现象的产生机制等
分子热运动	花粉颗粒在水中的运动（布朗运动）	微观粒子的无规则运动都可以通过宏观现象表现出来	说明一切物质的分子都在不停地做无规则运动；温度越高，分子运动越剧烈等

（三）运用技巧

当遇到难以理解的新概念时，主动寻找与之类似的已学知识或生活经验进行类比，但要注意类比只是辅助手段，不能完全等同于被类比的事物,要准确把握两者之间的本质区别。

转换思维

（一）内涵解读

转换思维是指将复杂的问题转化为简单易解的形式或者将不易直接测量的物理量转换为可测量的物理量，在测量不规则物体的体积时，可以利用排水法将其转化为水的体积来进行测量；在研究电阻的大小与哪些因素有关时，由于电阻本身无法直接观察和比较，我们通过测量通过它的电流大小来判断其阻值的大小（因为在电压一定时，电流越小表示电阻越大）。

（二）案例展示

在探究影响滑动摩擦力大小的因素实验中，摩擦力的大小难以直接测量，于是我们让木块在水平面上做匀速直线运动，此时拉力等于摩擦力，通过测量拉力的大小就可以间接得到摩擦力的大小,这就是一种典型的将不易测量的量转换为容易测量的量的转换思维方法。

问题情境	转换方法	依据原理	达到的效果
测量大气压强的数值	托里拆利实验中用水银柱的高度来表示大气压强	液体压强公式 p=ρgh，在一定条件下，水银柱产生的压强等于大气压强	把抽象的大气压强转化为具体的水银柱高度这一可测量的物理量，便于定量研究大气压强的大小
判断滑轮组的省力情况	不计绳重和摩擦时，根据承担动滑轮和重物的绳子段数 n 来判断拉力 F 与物重 G 的关系（F=G/n）	功的原理：使用任何机械都不省功	简化了对滑轮组受力情况的分析，快速确定使用该滑轮组是否省力以及省力的程度

（三）实践建议

遇到难题时，不要局限于常规思路，尝试从不同角度思考如何对问题进行转换，多做一些一题多解的题目,锻炼自己的转换思维能力。

模型思维

（一）定义说明

模型思维是通过对实际问题的简化和抽象，构建出理想的物理模型来解决复杂问题的方法，在研究地球绕太阳公转时，忽略地球自身的大小和形状等因素，把地球看作一个质点，这样就简化了问题的复杂度,便于运用万有引力定律等知识进行分析计算。

（二）常见模型列举

质点模型：用于研究物体平动时，当物体的形状和大小对研究问题的影响可以忽略不计时，可将物体视为质点,如研究汽车在公路上行驶的速度等问题。
理想气体模型：假设气体分子间除碰撞外无相互作用力，分子本身没有体积且遵守弹性碰撞规则等,用来处理一定质量的理想气体状态变化的问题。
弹簧振子模型：把一个一端固定、另一端附有质量的小球所构成的系统抽象为弹簧振子模型,用于研究简谐振动的相关规律。

（三）建模步骤

首先要明确研究对象和研究目的，然后分析主要因素和次要因素，忽略次要因素突出主要因素，最后建立起相应的物理模型并进行求解和验证，在研究自由落体运动时，忽略空气阻力的影响，将物体下落过程视为只受重力作用的理想模型——自由落体模型。

数学思维

（一）必要性强调

数学是学好物理的重要工具，初中物理中涉及到大量的计算、图表分析和逻辑推理等内容，都需要运用数学知识来解决，利用速度公式 v=s/t 计算物体运动的速度；用图像法表示物理量之间的关系，如路程时间图像、速度时间图像等,可以直观地反映物体的运动状态变化规律。

（二）常用数学方法汇总

数学方法	在物理中的应用举例	作用效果
代数运算	计算密度、压强、浮力等各种物理量的大小	准确得出数值结果，便于比较和分析不同情况下的物理量差异
几何知识	确定力臂长度、计算斜面的机械效率等涉及长度测量和角度关系的场合	帮助建立空间观念，正确求解与几何形状相关的物理问题
函数图像	描绘电流随电压变化的曲线（I U 图）、温度随时间变化的曲线（T t 图）等	清晰展示两个物理量之间的变化趋势和对应关系，辅助理解物理过程的本质特征

（三）提升策略

加强数学基础知识的学习，特别是代数、几何和函数部分，在做物理练习题时，注重数学方法的应用训练，提高运用数学解决物理问题的能力,学会从物理意义的角度去理解数学表达式和图像的含义。

批判性思维

（一）意义所在

批判性思维有助于我们对所学的物理知识和实验结果进行反思和质疑，不盲目接受既有上文归纳，而是通过自己的思考和进一步探究来验证其正确性，在学习了亚里士多德关于力是维持物体运动的原因的错误观点后，经过伽利略的理想斜面实验等科学探究过程，我们认识到正确的观点应该是力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因,这种批判性的思考推动了物理学的发展。

（二）实施方式

在课堂学习和课后复习过程中，多问几个为什么，对于教材中的实验设计、定理推导过程以及例题解答方法等都要进行深入思考，看看是否存在不合理的地方或者有没有其他更好的解决方案，积极参与小组讨论和辩论活动，分享自己的想法并倾听他人的意见,不断完善自己的认知体系。

创新思维

（一）价值体现

创新思维能够让我们突破传统思维定式的束缚，提出新颖独特的见解和方法，在物理学习中，鼓励学生尝试用不同的方法解决问题，开展课外小制作、小发明等活动，培养学生的创新意识和实践能力，有些同学可能会想到利用废旧材料制作简易电动机或发电机模型，这不仅加深了对电磁感应原理的理解,还锻炼了动手能力和创新能力。

（二）激发途径

积极参加科技竞赛、科技创新社团等活动，拓宽视野，接触更多的前沿科技信息，教师在教学过程中也要注重引导学生进行发散性思维训练，鼓励学生大胆想象和猜测,给予他们足够的自主探索空间。