高严
山东省烟台第四中学，山东烟台，264000
摘 要：依据发展学生核心素养的课程要求，高中物理既要引导学生掌握物理知识与技能，还应培养其科学思想，促使其认识物理学规律。将极限思想运用于高中物理课程之中，对于学生理解物理规律、掌握科学的解题方法、提高解题速度和准确性均极为有益。有效渗透极限思想，教师需要在讲解物理概念中引导学生认知极限思维，在探究物理规律中引导学生深刻体会极限思维，在解决物理问题中引导学生运用极限思维。
关键词：高中物理；极限思维；
根据高中物理课程标准要求，课程教学应把握物理学科本质，从物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等方面，对学生的核心素养进行培养。所谓“授之以渔，不如授之以渔”，在高中物理课程教学中，引导学生掌握科学的思考与探究方法，是学生核心素养发展的重要表现。极限思想是数学课程中的重要思想，其在物理课程中有着广泛的运用。极限呈现的是变量在无限变化中的变化趋势， 是从有限中认识无限 从近似中认识精确 从量变中认识质变的一种思想方法。在物理解题中，我们经常会把过程无限分割，从“不变”认识“变”，从“直线”认识“曲线”，并运用已知的规律来解决未知问题。根据高中物理教学要求，在教学实践中，教师可以从理解物理概念、认识物理规律、解答物理问题等角度进行探究。
一、在讲解物理概念中引导学生认知极限思维
讲解物理概念是高中物理课程的重要任务。一个个概念是物理学科构建的基础，例如运动、瞬时速度、匀变速直线运动、牛顿运动定律、磁场、静电场等等。教师在教学实践中，不仅要引导学生讲解物理概念的内涵和外延，还应启发学生从概念中探究思想方法，感知其中包含的极限思想，为学生运用极限思维奠定基础。
例如在讲解“瞬时速度”这一概念时，教师只是说明“瞬时速度是指某一点时的速度”这一概念内容，显然是不够的，学生在理解中无法从抽象的问题，解剖概念的内涵和外延，还会与平均速度、初速度等概念混淆。针对此，教师可以渗透极限思想。在概念讲解中，教师可以结合例题，引导学生对物体运动的速度的值取得小一些，物体在从当前速度加速后所产生的时间间隔也就比较小，而运动快慢的差异也就小一些，这也可以看出在描述瞬时速度的时候，时间的间隔越小，运动的描述就越精确。这样教师可以鼓励学生发挥想象：如果某一物体从t到t1之间，时间间隔无限小，那么，这一时刻速度就是该物体运动的瞬时速度。在这一概念的解析中，出现了极限的思维，教师可以从“时间间隔无限小”这一角度进行切入，引导学生进行感知和体验，了解极限思想的含义。
当然，学生在理解物理概念的时候，由于概念过于抽象，对极限思想的理解不够深刻，在面对一些实际问题的时候，还是会面临困惑。例如无论是生活经验，还是学习经验，我们都知道物体的运动是一个过程，在这一过程中又怎么能够确定具体位置的瞬时速度呢？即便是时间间隔无限小，那它依然不可能是0，因此得出的瞬时速度只能是一个近似的值，这个数值可靠吗？这些问题主要是由于学生没有深刻理解极限思维。针对此，高中物理教师应该加强课程研究，了解学生在理解物理概念过程中、接受极限思想的过程中可能出现的问题，并通过教学讲解让学生循序渐进，深入感知极限思想，理解极限思想中无限趋近于零的含义，理解瞬时速度中时间间隔所代表的意思就是小到无极限却又不等于零，而这一速度无法真正测量，因此，只能用极限思想不断精确，而从宏观的角度看，如此的微小的时间差，对整体结果并不会产生实际影响。这样的教学指导，可以帮助学生突破抽象物理概念的理解难度，同时理解极限思想，奠定极限思维能力。
二、在探究物理规律中引导学生深刻体会极限思维
高中新课程标准要求教师应采用多元化实践方法，注重学生的自主学习，引导学生理解物理学的本质，整体认识自然界，形成科学思维习惯。物理规律隐藏在物理现象背后，透过现象看本质的过程是发展学生自主性、启发其抽象思维、提升其物理核心素养的途径。
在高中物理课程中，一些物理规律的探究过程体现一种极限思想，教师引导学生运用极限思维，从物理现象逐渐探究物理规律，是教学设计的有效思路。例如在讲解匀变速直线运动位移和时间关系时，学生探究学习的重难点是认识匀变速直线运动位移的规律。教师在教学讲解中，不能将规律直接透露出来，而要为学生创造探究和分析的过程，引导其运用极限思想抽丝剥茧，自主总结匀变速直线运动位移的规律。在课堂探究中，教师将学生划分为不同的学习小组，要求各小组根据v-t 图像进行讨论；教师及时点拨，要求学生可以将一段运动当作一个匀速直线运动来估算时间，这个时间需要无限小，而在这一时间范围内对应的运动距离也就无限小，这样学生通过对v-t 图像的不断分割，就可以直观地感知匀变速直线运动的位移；最终，学生将对动位移和时间关系的探究，转化为计算长方形面积的问题，然后根据已知的数学公式进行计算、推导，得出匀变速直线运动位移和时间关系，即x=v0t+1/2 at2，并分类思考当a＝0时，x＝v0t，表示匀速直线运动；当v0＝0时，x＝1/2 at2表示物体由静止开始的匀加速直线运动。
在这一教学设计中，教师依托图像，将匀变速直线运动位移和时间关系规律的探究转化为已知的几何问题，而所运用的就是微元与极限的思想。学生在探究物理规律的过程中，可以将未知的物理问题与已知的数学知识联系起来，这无疑是降低了探究新知的难度，同时也让学生在感知有关物理公式概念和规律的过程中，了解到了微元与极限思想运用的方法，而这不仅能够加深学生对物理规律的理解，更能够培养学生的抽象思维和概括能力。
三、在解决物理问题中引导学生运用极限思维
在高中物理教学中，教师应结合物理习题，指导学生自主运用极限思想，启发学生不断总结归纳，从中总结规律，提高学生的解决问题的能力。例如题目：拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具。设拖把头的质量为m，拖杆质量可以忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ。设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ。已知存在一临界角θ0，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切tanθ0。在解题中，教师可以指导学生采用极限法，即直接对推力F取无限大，确定推力的范围，通过计算可以得知临界角的正切为tanθ0=λ。这样的解题方法，相较于常规方法省去了许多步骤，提高了解题速度，同时也锻炼了学生的抽象思维能力，强化了学生对极限思想的理解和把握。
综上所述，在发展学生核心素养的课程要求下，高中物理课程不仅要引导学生掌握物理知识与技能，还应该培养学生的科学思想，促使学生认识物理学的规律。极限思想在高中物理课程中的运用，有利于提升学生对物理理论知识和物理规律的认知和理解，能够指导学生掌握科学的解题方法，提高学生解题的速度和准确性。在教学实践中，教师应结合物理概念的讲解，结合物理规律的探究以及物理问题的思考中，渗透极限思维，让学生理解含义、把握方法，并在学习实践中主动运用。
参考文献
[1]朱义基.在高中物理教学中渗透极限思想和方法?[J].中学物理教学参考,2020(12):37-38.
[2]张甲申.极限思维法在高中物理教学解题中的应用分析[J].高考,2020(04):42.
作者简介：高严（1987,3—），女，民族，山东临沂人，本科，中学二级教师，研究方向：中学物理教学。