【摘要】微元法是一種基于物理學(xué)的研究方法，它將大物體分解為無窮小的微元，通過對每個微元的分析和推導(dǎo)，最終得出整個物體的性質(zhì)和規(guī)律.在教學(xué)中，微元法需要學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和邏輯思維能力.它不僅是簡單地應(yīng)用公式和計算，更要求學(xué)生能夠從微觀角度分析問題，理解物理現(xiàn)象的本質(zhì)和內(nèi)在規(guī)律.本文對高中物理教學(xué)中的“微元法”教學(xué)特點進(jìn)行初步探討，旨在提出有效的教學(xué)策略.

【關(guān)鍵詞】微元法；高中物理；教學(xué)策略

在高中物理教學(xué)中，“微元法”被認(rèn)為是一種至關(guān)重要的教學(xué)方法，它展示了獨特的教學(xué)風(fēng)格，具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性和整體性，旨在培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力和解決實際問題的能力.但在實際教學(xué)中，許多教師尚未意識到如何利用微元法本身所具有的優(yōu)勢以及如何針對微元法本身的特點制定科學(xué)的教學(xué)策略.本文將著重分析微元法教學(xué)的特點，并提出一些有效的教學(xué)策略，期望對高中物理教學(xué)的改進(jìn)和優(yōu)化有所幫助.

1 高中物理微元法的教學(xué)特點

1.1 系統(tǒng)性

所謂系統(tǒng)性特點，是指系統(tǒng)內(nèi)部各個組成部分相互聯(lián)系和相互作用的特性.對于高中物理教學(xué)來說，“微元法”作為一種重要的教學(xué)方法和學(xué)習(xí)手段，也同樣具有獨特的系統(tǒng)性.“微元法”是以微小的局部為研究對象，將復(fù)雜的問題劃分成若干個微小的局部進(jìn)行分析、歸納、綜合的一種思維方法，它呈現(xiàn)出系統(tǒng)性思維的核心，即整體與局部的關(guān)系、局部與整體的關(guān)系是統(tǒng)一的.“微元法”被廣泛地運用到各個領(lǐng)域的研究和實踐中，例如，微分、積分、微分方程等，這些都是建立在對系統(tǒng)性特點的理解和運用之上的［1］.

首先，在高中物理教學(xué)中采用“微元法”，這種方法的系統(tǒng)性特點表現(xiàn)在知識結(jié)構(gòu)上.物理學(xué)作為一門系統(tǒng)科學(xué)，其理解也是有層次關(guān)系的，而運用“微元法”進(jìn)行教學(xué)，可以將復(fù)雜的物理現(xiàn)象和問題分解為幾個小環(huán)節(jié)研究，形成層層遞進(jìn)的知識結(jié)構(gòu)，學(xué)生可以通過逐層細(xì)化的學(xué)習(xí)過程，逐漸建立對物理學(xué)的整體理解和把握.

其次，在高中物理教學(xué)中應(yīng)用“微元法”，其系統(tǒng)性特征還表現(xiàn)在方法論上.“微元法”的學(xué)習(xí)和應(yīng)用需要考慮整體與部分、部分與整體的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，需要從整體上循序漸進(jìn)地將問題分解為一個個小部分進(jìn)行剖析，這需要學(xué)生在運用“微元法”時具有整體思維，并且將學(xué)習(xí)到的知識和技能融合在一起，形成全面的認(rèn)識和了解，同時還需要學(xué)生具有歸納總結(jié)的能力，從細(xì)微處提煉出知識的規(guī)律和原理，形成深邃的見解.

此外，“微元法”這一教學(xué)法的系統(tǒng)性特點還體現(xiàn)于高中物理教學(xué)過程中的實際操作，實踐操作在物理學(xué)中是培養(yǎng)學(xué)生動手能力和實踐能力的重要途徑.而運用“微元法”進(jìn)行實踐操作，有利于學(xué)生理解物理現(xiàn)象和問題的微小成分，并能在實踐中進(jìn)行驗證和實踐.通過實踐操作，學(xué)生可以在具體問題的解決過程中逐漸理解系統(tǒng)性特點，加強(qiáng)動手和實踐能力的培養(yǎng).

1.2 抽象性

高中物理教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和實踐能力為目標(biāo)，微元法作為物理學(xué)中一種重要的思維方法，具有較強(qiáng)的抽象性特點.微元法就是將復(fù)雜的物理問題劃分為多個微小的元素，讓每個微元通過分析求和獲得整體的解析結(jié)果，其抽象性的操作方式讓學(xué)生在物理問題求解過程中，更加深入地理解和應(yīng)用物理學(xué)基本原理，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維和解題能力.

微元法的抽象性首先體現(xiàn)于物理問題的建模過程中.物理問題通常具有形式繁雜、元素龐雜等特點，但微元法則通過將問題進(jìn)行細(xì)分，將多個小局部進(jìn)行抽象表達(dá)，從而使問題復(fù)雜程度得到了簡化.這種抽象為學(xué)生提供了較為清晰易懂的構(gòu)架，幫助學(xué)生理解物理問題的本質(zhì)，并將其抽象為數(shù)學(xué)表達(dá)式或圖象.

其次，微元法的抽象性體現(xiàn)在物理問題的求解上.利用微元法求解物理問題，需要學(xué)生將物理量轉(zhuǎn)化為微小的單位，并通過每個微元進(jìn)行分析和操作，最終得出總的分析結(jié)果，這一過程需要學(xué)生理解和運用微積分、微分方程等數(shù)學(xué)工具，將物理問題映射到抽象數(shù)學(xué)空間中去求解.通過這一抽象性的求解過程，能培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維和分析問題的能力.

此外，微元法的抽象性也體現(xiàn)在對物理原理的理解上.利用微元法解決物理問題時，需要學(xué)生對每個微元進(jìn)行分析，了解其物理變化和相互影響，然后將這些微元的結(jié)果進(jìn)行求和.這個求和過程，本質(zhì)上就是微元素抽象運算.通過這一抽象求和，可以使學(xué)生們更加深刻地認(rèn)識并運用物理學(xué)基本原理，使物理學(xué)知識得到進(jìn)一步強(qiáng)化.

2 高中物理微元法教學(xué)的策略

2.1 指導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變思維

微元法是一種有效的教學(xué)方法，能夠在高中物理教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變思維.通過觀察、實驗設(shè)計、問題解析、思考探索，能讓學(xué)生逐步理解和利用微元法提高物理思維能力和解決問題的能力.在微元法這一教學(xué)方法的實施過程中，教師的引導(dǎo)和指導(dǎo)是重要的保障，教師應(yīng)該注重學(xué)生的參與和交流，幫助學(xué)生充分發(fā)揮自身的潛力.

例如 以高中物理課程為例，牛頓第二定律作為核心概念，用于說明物體的運動與所受作用力的關(guān)系，在教學(xué)中，教師常常采用各種巧妙的教學(xué)方法，幫助學(xué)生深化對這一規(guī)律的認(rèn)識和應(yīng)用.其中，微元法是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維轉(zhuǎn)變的一種有效方法，微元法的字面意思是將一個整體問題分解成多個微小問題，并通過逐步積累來逼近整體問題的方法，將微元法運用到高中物理課程當(dāng)中，可以幫助學(xué)生將繁雜的物理難題分解為幾個小環(huán)節(jié)，逐步推導(dǎo)出對應(yīng)的解決方法［2］.這種教學(xué)方法對于學(xué)生的思維以及邏輯推理都有較為嚴(yán)格的要求，所以從教學(xué)成效上來說表現(xiàn)突出.利用微元法講授牛頓第二定律，可以起到很好的引導(dǎo)作用，在教學(xué)過程中，教師可以通過引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察和思考，幫助學(xué)生理解物體受力的本質(zhì).如可以讓學(xué)生觀察物體在受力情況下的運動規(guī)律，讓學(xué)生通過觀察物體加速度與所受力之間的關(guān)系.從而讓學(xué)生通過觀察和思考，逐漸認(rèn)識牛頓第二定律.之后，教師可以從實驗設(shè)計和問題解析兩方面入手，輔助學(xué)生理解微元法的具體運用.如，可以設(shè)計一些簡單的實驗讓學(xué)生通過測量物體的質(zhì)量和加速度來驗證牛頓第二定律，在實驗時，學(xué)生要采用微元法這一思考模式，把實驗內(nèi)容拆解成幾個小步驟，逐步得出相關(guān)結(jié)論.通過該實驗設(shè)計，能使學(xué)生親身體驗微元法的具體應(yīng)用，進(jìn)一步加深對牛頓第二定律的理解.此外，教師還可以通過布置一些富有挑戰(zhàn)的課題來激發(fā)學(xué)生的思維和探索，如給出應(yīng)用微元法進(jìn)行分析求解的復(fù)雜力學(xué)問題等，在此背景下，學(xué)生有必要對如何把問題分解成若干小部分進(jìn)行深刻反思，逐步找到解決策略.

通過應(yīng)對挑戰(zhàn)能夠讓學(xué)生形成解決問題的能力，同時也能夠深入理解微元法在解決物理問題中的作用.在教學(xué)中實施微元法這種教學(xué)方法時，需要教師注重學(xué)生的參與和溝通，鼓勵學(xué)生提出問題、展開討論、分享思路，可以激發(fā)學(xué)生的興趣和積極性.同時，教師也應(yīng)該進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和引導(dǎo)，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)微元法時逐步掌握解題技巧和方法.

2.2 設(shè)置主題學(xué)習(xí)模塊

微元法的教學(xué)方法對于高中物理主題教學(xué)具有重要的指導(dǎo)意義，這種教學(xué)方法通過營造探索性學(xué)習(xí)環(huán)境、分解知識點、指導(dǎo)思考和發(fā)現(xiàn)、培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，能夠在提高學(xué)生創(chuàng)造力和批判性思維能力的前提下，幫助學(xué)生充分理解和應(yīng)用物理知識概念.教師在實際教學(xué)中應(yīng)充分發(fā)揮微元法這一教學(xué)方法的優(yōu)勢，將其運用到實際教學(xué)中去，促使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)興趣得到提升［3］.

例如 在“運動的快慢”這一主題的教學(xué)中，實施微元法教學(xué)方法可以幫助學(xué)生更好地理解運動的本質(zhì)和快慢的概念.實施微元法教學(xué)方法時，應(yīng)該為學(xué)生營造充滿探索和交互的氛圍，教師可以準(zhǔn)備小車、鐘擺等運動速度相關(guān)實驗器材和模型.有了這些實驗裝置，學(xué)生就可以親自動手觀察和測量各種條件下物體的運動和速度的變化.這樣的實踐性教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)學(xué)生對于知識的理解和識記.同時，微元法教學(xué)方法需要將整個學(xué)習(xí)過程分解為多個小型學(xué)習(xí)單元，通過每一個知識點的詳細(xì)劃分與循序漸進(jìn)的講解，幫助學(xué)生循序漸進(jìn)地理解運動的韻律與速度.例如，可以從物體的速度出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生通過實驗和觀察來了解其定義、計算方法和各種影響因素.然后，可以擴(kuò)展到加速度、力的作用等相關(guān)概念，幫助學(xué)生建立整體性知識框架.在微元法教學(xué)方法中，教師還應(yīng)注重指導(dǎo)學(xué)生思考和發(fā)現(xiàn)，通過開放性問題和討論可以激發(fā)學(xué)生的思維和創(chuàng)作，促其積極地思考和探索.如可以設(shè)置問題，讓學(xué)生思考汽車在啟動的一瞬間為什么會加速得更快，為什么重力會對物體的速度產(chǎn)生影響，等等.通過這樣的討論和思考，學(xué)生可以更加深入地理解運動的快慢，還可以培養(yǎng)獨立思考能力.此外，微元法教學(xué)方法還需要對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力進(jìn)行培養(yǎng)，教師可以通過教學(xué)過程設(shè)計若干組或個人研究方案，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣和能力來選擇，并深入研究某個關(guān)于運動快與慢的題目.例如，學(xué)生可以通過實驗、建立數(shù)學(xué)模型來探究不同質(zhì)量物體的加速度和速度的關(guān)系，也可以研究風(fēng)力對運動物體的影響，學(xué)生通過這樣的自主學(xué)習(xí)，可以更加深入地理解和應(yīng)用運動的快慢.

2.3 強(qiáng)化實踐與應(yīng)用

微元法作為一種實踐應(yīng)用的教學(xué)方法，在高中物理教學(xué)中具有獨特優(yōu)勢，在實驗的基礎(chǔ)上，通過實際應(yīng)用和教具的載體讓學(xué)生親身體驗和體會知識的規(guī)律，從而加深對相關(guān)知識的理解和掌握.當(dāng)然，教師在設(shè)計和引導(dǎo)教學(xué)過程中也起著決定性的作用，采用微元法教學(xué)期望學(xué)生對知識有更深入的理解，并將所學(xué)應(yīng)用到實際中.

例如 就高中物理課程而言，學(xué)生要學(xué)習(xí)圓周運動的知識，這一部分內(nèi)容對于學(xué)生來說可能具有一定的抽象性和艱巨性，因此教師在授課過程中要采用一些創(chuàng)新的教學(xué)方法來幫助學(xué)生深刻掌握這一知識點.在這種背景下，“微元法”的教學(xué)方法被廣泛應(yīng)用于高中物理圓周運動的教學(xué)中，它的核心思想是通過實踐應(yīng)用讓學(xué)生親身體驗和感受圓周運動的規(guī)律，然后加深對相關(guān)概念、原理的理解，在圓周運動的教學(xué)過程中，微元法的實際應(yīng)用可以通過一系列富有趣味性的實驗來實現(xiàn)，教師可以指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一些實際的實驗，例如用旋轉(zhuǎn)臺和線圈等設(shè)備，觀察轉(zhuǎn)速和半徑之間的關(guān)系，從而驗證角速度和角加速度的概念.學(xué)生通過親自操作和觀察，可以更加直觀地體會到圓周運動過程中的各種變化和規(guī)律.在微元法教學(xué)中，除了實驗教學(xué)，還可以結(jié)合一些實際應(yīng)用情境應(yīng)用于教學(xué)，例如，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考在日常生活中有哪些圓周運動的例子，并讓學(xué)生分析其中的物理原理，如自行車的轉(zhuǎn)彎、行星繞太陽的旋轉(zhuǎn)都可以作為教學(xué)案例，讓學(xué)生將已學(xué)理論知識與實際情境相結(jié)合，加深對知識的理解，提高運用能力.值得強(qiáng)調(diào)的是，微元法在教育實踐中的應(yīng)用不僅僅局限于實驗和實際應(yīng)用的場合，教師還可以通過一些形象生動的教具和教學(xué)材料來輔助教學(xué)，比如使用旋轉(zhuǎn)模型、交互式演示軟件等.通過這些具體的物質(zhì)形式，可以讓學(xué)生更加深入地理解和感受圓周運動的特點和規(guī)律.

3 結(jié)語

綜上所述，微元法作為一種特殊的物理教學(xué)方法，在高中物理教學(xué)中具有重要的意義.通過研究微元法的教學(xué)特點，制定科學(xué)的教學(xué)策略，可以促進(jìn)學(xué)生綜合思維能力和解決實際問題的能力的提高，進(jìn)而進(jìn)一步提高高中物理的教學(xué)效果.通過教師的引導(dǎo)和學(xué)生的努力，相信將微元法應(yīng)用于高中物理教學(xué)將為高中物理教學(xué)提供更多創(chuàng)新和進(jìn)步的空間.

參考文獻(xiàn)：

［1］梁曉芳.微元法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用探討［J］.數(shù)理化解題研究，2023（36）：107-109.

［2］章智達(dá).例談微元法在高中物理解題教學(xué)中的巧妙運用［J］.數(shù)理天地（高中版），2023（18）：17-18.

［3］鄒燕.高中物理教學(xué)中“微元法”教學(xué)策略初探［J］.中學(xué)教學(xué)參考，2023（17）：49-51.