宁夏大学物理电气信息学院 张 放 王 林 马晓艳 吴 超
【摘要】物理学方法是连接原有物理知识与新物理概念、规律的桥梁。文章讨论了几种常见的物理学方法，分析并阐述了物理学方法在物理学学习中的作用以及在培养学生物理学习能力方面的重要意义。
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关键词 物理学方法；物理概念；物理学习
中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1671-0568（2014）24-0025-02
基金项目：本文系国家科技部项目“沙漠腹地沙尘监测与信息获取关键技术合作研究”（项目编号：2011DFA11780）的阶段性成果。
一、物理学方法的界定
方法是研究问题的门路和程序，也是方式和办法的整合。所谓物理学方法，就是研究、学习和应用物理学的方法，是物理思想的具体表现。物理学方法的指导思想是唯物辩证法理论，它是一种研究性方法，其中包括如何描述、研究物理现象，如何验证、总结物理规律等。
二、物理学方法的分类
在物理学习、研究中用到的物理学方法比比皆是，下面具体介绍几种常用的方法：
1.实验法。物理是一门以实验为基础的学科，实验法是指通过利用实验仪器观察实验现象，记录实验数据，经过整理、分析实验数据进而得出规律性结论的一种方法。在物理的学习中，物理实验与我们形影不离。尤其是理想实验，如“高速运动的汽车”、“伽利略的斜面理想实验”等这种理想实验模型把在实验室中无法完成的实验用人的想象力在人的思维中完成。实验法也是大家最运用自如的物理学方法。当然，在实验法中最重要的就是明察秋毫、实事求是、一丝不苟的实验态度。
2.假设法。由于现实生活与理想的物理环境相差甚远，假设法就成为一种分析物理现象的重要方法。当我们在物理学习和物理教学中遇到一些似是而非的物理问题时，用假设法会有意想不到的收获。例如，分析“放置在墙角的足球是否受到竖直墙面给的支持力”时，我们可以假设没有竖直墙面，看看足球的运动状态是否改变，若改变则竖直墙面对它有支持力，反之没有。这个方法在判断摩擦力的有无时屡试不爽；另外，如果遇到一些较为抽象的物理文字题时，我们不妨大胆地创设相关物理情境，就可以化抽象为具体；还有些题目中已知的物理量较少，这时若能先适当介入一些物理量，或许就会豁然开朗。
3.极限法。自然科学中利用临界条件处理问题的方法叫做极限法。初中物理告诉我们运动是绝对的，静止是相对的，尤其是在解决运动学问题时，当有物理量发生突变时的运动状态就是一种临界状态。把临界状态作为解题的切入点，往往能够化难为易。例如，在高一物理的运动学学习中会遇到很多“追及问题”，这时利用极限法，就会发现当两物体速度相同时，这两个物体间距出现极值，即距离最大、最小或是恰好追上，后面的问题就迎刃而解。
4.类比法。类比法就是在与一些内容、方法或形式相同的事物的比较中发现异同点的方法，在学习物理概念、分析物理规律、推导公式时都会用到。同类比较有：“串联”和 “并联”电路的电压、电流、电阻特点，动量定理与动能定理的区别与联系；以“电流”和“水流”相比来研究电流，通过比较“水压”引入“电压”的概念都是异类比较的例子。类比法不仅仅是一种物理学方法，是一种通用的科学方法，更是提出科学假说、做出科学预言的重要途径。
5.控制变量法。当一个物理过程受多个物理量影响时，我们为了研究某两个量之间的关系，而控制其他物理量不变的方法就叫控制变量法。例如，在探讨“影响滑动摩擦力大小的因素”时，在接触面粗糙程度不变的情况下，反映的是滑动摩擦力与正压力的关系；而在正压力不变的情况下，反映的则是滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
6.模型法。在物理学习中经常用通过简化、抽象的方法建立的模型去研究问题。例如，经典物理学中的一个最简单、最重要的质点模型，它把物体看作有质量的点，忽略物体的形状、大小和结构等。在描述光的传播方向和途径时引入了“光线”这一物理模型；在描述磁场的强弱与方向时引入了“磁感线”；我们生活中的实物电路错综复杂，但是通过“电路图”模型电路连接方式就能一目了然。模型法是科学的抽象，通过忽略次要因素，凸显主要因素的作用，用比实际情况简单但同样可以反映实际本质的模型简化问题的方法。
以上物理学方法虽然各不相同，但在物理学习中却彼此联系，相融贯通。
三、物理学方法对物理学习的作用
物理学的发展史告诉我们，物理知识的发展与物理学方法的探究是紧密联系的，没有物理学方法的辅佐就谈不上物理学。任何一位物理学家所取得的成就不仅与他的知识积淀、实验条件有关，而且与物理学方法有关。研究这些方法在物理学习中的作用，对于理解物理学概念和规律无不有很大帮助。方法比物理知识更加通用、普遍、稳定。同一个方法可以应用在不同的物理学领域，同时物理学方法也更有创新意义。
1.在物理概念学习中，物理学方法化抽象为具体。物理概念是物理基础知识中最基本最重要的内容，概念的引入是概念教学中一个关键环节。教师可以通过类比法利用身边事物引入物理概念，也可以借助实验来创设概念学习的情境。中学生学习物理的兴趣几乎都来自直觉兴趣，在物理概念教学时综合利用类比、实验等方法可以将电场强度、电阻、速度等概念具体化，不仅理解起来容易，而且记忆深刻。
2.探究物理规律时，物理学方法如影随形。物理是一门以实验为基础，以思维为核心的课程。在中学阶段，探索并总结物理规律主要运用实验归纳和理论分析的方法。学生可以通过观察、演示实验，分析实验现象，归纳、总结出有关物理规律；或者让学生自己做实验并通过实验进行探究，总结出有关规律。其实，学生综合运用实验、猜想、类比、推导、控制变量法等方法的过程也就是探究物理规律的过程。
3.物理学方法的学习与能力培养的关系。物理教学要培养学生的实验能力，思维能力，分析问题、解决问题的能力等，这些能力与物理方法密切相关，要具备实验能力就要掌握实验的方法；要有较强的思维能力就应该在物理学习中通过多种物理学方法的训练逐步提高；要分析解决物理问题，就应该掌握实验法、假设法、极限法、类比法、控制变量法、模型法。由此可见，要培养学生的物理能力必须从学习物理学方法入手。
4.物理学方法教会我们学习物理。实事求是、独立思考、追求真理是科学的学习精神，也是构成高素质人才的重要因素。而物理学方法更有益于培养学生的这些物理品质，在物理学习和教学中将物理学方法和物理学史相结合，让学生在体会前辈努力探索的同时，用适合的物理学方法认识自然、悟出其理。物理学方法不仅是物理学习的手段，更是沟通能力与知识的桥梁，离开物理学方法就谈不了物理概念、物理规律、物理过程、物理思想。任何一种能力的发展都离不开方法的有效运用，学生的学习效果很大程度上由他们掌握的方法决定。所以，在学习过程中学生要不断探索物理学方法，进而提高解决物理问题的能力。物理学方法论不仅帮助学生有效地掌握物理概念，正确认识物理规律，提高学生解决物理问题的能力，更有益于创造性思维的培养。
会“渔”者必得“鱼”，科学的方法对于不同的学科也可以通用，加强物理学方法教育对学生的综合能力也有重要意义。学生可能会忘记具体的概念、公式，但科学的态度和方法一定可以使他们终身受益。
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（编辑：杨迪）