黃肖斌

【摘 要】本文從解題前提、解題關(guān)鍵和解題保證三方面對(duì)物理題目的解題思路進(jìn)行探究，提出將問(wèn)題進(jìn)行表征，使學(xué)生易于理解題目，進(jìn)而生成解題方案，然后構(gòu)思解題的思路，最后進(jìn)行反思檢驗(yàn)以保證解題的準(zhǔn)確度。

【關(guān)鍵詞】高中物理 解題思路 思維程序

【中圖分類(lèi)號(hào)】G ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2019）08B-0147-02

學(xué)生學(xué)習(xí)高中物理的時(shí)候，需要將教材上的知識(shí)進(jìn)行綜合整理，構(gòu)建自己的物理知識(shí)體系，并學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用這些知識(shí)。其中，解答物理題目是一項(xiàng)重要的技能。學(xué)習(xí)物理不僅要掌握書(shū)本上的物理知識(shí)，而且要學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去解答相應(yīng)的物理題目。因此需要學(xué)生在平時(shí)的練習(xí)中感受和體驗(yàn)解答題目的思維邏輯過(guò)程，掌握其中的解題技巧和解題步驟。我們知道，很多物理題目的解答都有固定的流程，為此，教師需要結(jié)合實(shí)例，指導(dǎo)學(xué)生探究解題思維程序，將這些具有探究意義的題目吃透。

一、問(wèn)題表征，解題的前提

要想解決一個(gè)問(wèn)題，最首要的是要搞清楚這個(gè)題目考查什么知識(shí)點(diǎn)，哪些地方會(huì)布下陷阱。因此，解題的第一步即解題的前提就是把所看到的文字或圖表進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使問(wèn)題清晰地表征在腦海里，以便學(xué)生在頭腦中搜尋關(guān)聯(lián)的知識(shí)點(diǎn)，找到解題思路。

（一）數(shù)字加工，直譯轉(zhuǎn)換。物理的解題過(guò)程可以類(lèi)比于數(shù)學(xué)問(wèn)題的解題過(guò)程，在一道物理題目中數(shù)字往往是第一眼看到的，并且具有關(guān)鍵性作用。因此，在解答物理問(wèn)題的時(shí)候，要著重將題目中的數(shù)據(jù)信息提取出來(lái)，進(jìn)行數(shù)字加工運(yùn)算，將數(shù)字之間進(jìn)行公式化的關(guān)聯(lián)，進(jìn)行簡(jiǎn)單的直譯轉(zhuǎn)換。也就是說(shuō)，將問(wèn)題表征清楚，是解題的第一也是最重要的步驟。

比如，有關(guān)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的習(xí)題，題目中有很多的數(shù)字需要提煉加工：

某汽車(chē)在平直的公路上以速度 v0 勻速行駛，司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)在前方 x=90 m 的地方有老人摔倒，緊急剎車(chē)。已知?jiǎng)x車(chē)的加速度是 a1=-5 m/s2，汽車(chē)剛好在老人面前停下，求 v0 是多少？

例如，在這一題目中有三個(gè)數(shù)據(jù)，其中兩個(gè)已知，要求根據(jù)這兩個(gè)已知數(shù)去求另外一個(gè)未知數(shù)。結(jié)合數(shù)字 a1=-5 m/s2 可以知道汽車(chē)緊急剎車(chē)后做勻減速運(yùn)動(dòng)，在這一過(guò)程中總共移動(dòng)的距離 x=90 m，因此可以根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，求解原來(lái)的運(yùn)動(dòng)速度 x0，在勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中 v2-v02=2a1x，v=0，從而可以求得 v0=30 m/s。

由此可見(jiàn)，對(duì)一些數(shù)字較多的物理問(wèn)題進(jìn)行解答時(shí)，老師要引導(dǎo)學(xué)生將數(shù)據(jù)信息提取出來(lái)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶崆凹庸?，在腦海中構(gòu)思簡(jiǎn)單的解題思路。這種直譯轉(zhuǎn)換的形式不僅簡(jiǎn)單有效，能幫助學(xué)生取得一定的分?jǐn)?shù)，而且還能在把數(shù)字一步步地代入公式中的過(guò)程中，幫助學(xué)生進(jìn)行思路的梳理和引導(dǎo)，提升解決問(wèn)題的效率和準(zhǔn)確性。

（二）質(zhì)的推理，問(wèn)題模型。解決物理問(wèn)題時(shí)，需要注意進(jìn)行問(wèn)題模型的建立。若把數(shù)字加工看作是量的推理，那么構(gòu)建問(wèn)題模型便是質(zhì)的推理。如果沒(méi)有完整嚴(yán)密的模型支撐，那么物理問(wèn)題便無(wú)法得到完整的解決，也不能實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。對(duì)高中生來(lái)講，學(xué)會(huì)解決物理問(wèn)題不僅僅是為了成績(jī)，更是對(duì)邏輯思維的一種鍛煉。

比如，有關(guān)彈簧彈力的問(wèn)題：“有一彈簧，若上端固定，下端連接一個(gè)質(zhì)量為 m kg 的物體，此時(shí)伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度為 L;若用手往下拉彈簧，使其總的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度為 L+ΔL，然后突然松手。問(wèn)松手瞬間彈簧對(duì)物體的彈力為多少？”遇到這種問(wèn)題，我們很自然地就會(huì)想到胡克定律這一物理知識(shí)模型。不過(guò)胡克定律是建立在彈簧的彈力系數(shù)為一固定值的情況下才適用的，因此，我們必須假設(shè)，該彈簧的彈力系數(shù)固定，然后才可以作答。在手突然松開(kāi)的瞬間，彈簧的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度依然為 L+ΔL，并且在彈簧只掛一重為 m kg 的物體時(shí)拉長(zhǎng) L，根據(jù)胡克定律可以求出該彈簧的系數(shù) k=mg/L，所以可得此時(shí)彈力大小為 。

由此可見(jiàn)，通過(guò)問(wèn)題模型的構(gòu)建，學(xué)生能夠?qū)⑼?lèi)的問(wèn)題歸一化，在遇到類(lèi)似問(wèn)題的時(shí)候不僅可以套用公式，而且能夠在模型的幫助下理清楚解題的主要思路，進(jìn)行邏輯思考。只有將問(wèn)題中的情境深刻理解，并進(jìn)行模型的構(gòu)建反思，才能真正學(xué)會(huì)一類(lèi)問(wèn)題的解題方法，實(shí)現(xiàn)物理知識(shí)的質(zhì)的跨越。

二、方案生成，解題的關(guān)鍵

要想解決問(wèn)題，最重要的便是解題的方案。因此，教師需要引導(dǎo)學(xué)生制定一套好的解題方案，給予學(xué)生一定的指點(diǎn)和幫助，使其能夠在遇到類(lèi)似的問(wèn)題時(shí)快速地建立成熟的問(wèn)題解決方案。在這個(gè)構(gòu)建解決方案的過(guò)程中，一般包括兩個(gè)環(huán)節(jié)，一是找到相近似的問(wèn)題進(jìn)行類(lèi)比與創(chuàng)新;二是對(duì)類(lèi)比出來(lái)的思路進(jìn)行整合修正，對(duì)具有差異的重新構(gòu)建。

（一）找類(lèi)比源，映射。任何學(xué)科的知識(shí)之間都是互通的，不可能是單一存在的，解題方案也是如此，都是可以互相進(jìn)行類(lèi)比映射的。在遇到新的物理題目時(shí)，老師不妨引導(dǎo)學(xué)生在自己的腦海中搜尋類(lèi)似的知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)行類(lèi)比映射，從而進(jìn)行方案的構(gòu)建。

比如，對(duì)于習(xí)題：“一個(gè)電子在電場(chǎng)中 A 點(diǎn)具有 80 eV 電勢(shì)能，它由 A 點(diǎn)移動(dòng)到 B 點(diǎn)的過(guò)程中，克服電場(chǎng)力做功為 30 eV，則 B 點(diǎn)電勢(shì)能為多少？”就可以類(lèi)比曾經(jīng)學(xué)過(guò)的重力做功和重力勢(shì)能之間的聯(lián)系。這兩種力做功和所對(duì)應(yīng)的勢(shì)能之間有十分簡(jiǎn)單的物理關(guān)系，電場(chǎng)力或者重力所做的功就等于在移動(dòng)過(guò)程中該物體的電勢(shì)能變化或者重力勢(shì)能的變化。因此在這一道題目中，因?yàn)槭强朔妶?chǎng)力做功，所以在移動(dòng)的過(guò)程中電場(chǎng)力做了負(fù)功，相應(yīng)的電勢(shì)能提升，所以可以得出在 B 點(diǎn)的電勢(shì)能 EB=EA+WAB=80+30=110 eV。

由此可見(jiàn)，通過(guò)將以往學(xué)過(guò)的知識(shí)與新遇到的問(wèn)題進(jìn)行類(lèi)比映射，以記憶中的問(wèn)題作為類(lèi)比源，可以有效地構(gòu)建新物理問(wèn)題的解題方案。在這種類(lèi)比中，學(xué)生不僅能獲得有效的方案，而且可以對(duì)這一類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行歸納整理，在頭腦中構(gòu)建統(tǒng)一的框架體系。

（二）整合修正，順逆。在記憶中喚醒了原始問(wèn)題后，學(xué)生能順利構(gòu)建新問(wèn)題的解題方案，但由于新舊問(wèn)題之間總是存在一定的差異性，解題的方案也不盡相同。因此在實(shí)際的制定解題方案的時(shí)候，老師需要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)差異，并對(duì)制定的方案進(jìn)行整合修正，分別進(jìn)行順向推理和逆向推理，以便找到最合適的解題方案。

比如，有道習(xí)題：“一物體在拉力 F 作用下在一個(gè)光滑斜面上勻速上升，移動(dòng)距離 l 米，上升的高度為 h，問(wèn)這一過(guò)程中該物體機(jī)械能如何變化？”同學(xué)們往往就想當(dāng)然地認(rèn)為該過(guò)程中機(jī)械能守恒，錯(cuò)誤地認(rèn)為由于拉力是彈力的性質(zhì)，所以在該系統(tǒng)中除了重力、彈力之外沒(méi)有外力做功，因此守恒。這就是因?yàn)闆](méi)有注意到類(lèi)比時(shí)題目的差異，沒(méi)能分清系統(tǒng)內(nèi)外的關(guān)系。如果是系統(tǒng)內(nèi)部的彈力那么做功當(dāng)然是守恒的，但是因?yàn)樵谶@一問(wèn)題中拉力并不屬于物體的系統(tǒng)，所以其屬于外力，并不能用作判斷機(jī)械能守恒的條件。

由此可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)整合修正后的解題方案，雖然是在原始記憶問(wèn)題上延伸出來(lái)的，但是卻不同于類(lèi)比源，是具有自身獨(dú)特色彩的解題思路。正是進(jìn)行了或順向或逆向的推理之后，解題的思路才變得更加清晰和簡(jiǎn)潔明了。

三、檢驗(yàn)反思，解題的保證

在解答物理題目的時(shí)候，能讀懂題目意思、快速獲取題目信息是尤為重要的前提，但制定最佳的解題方案也是不可或缺的，可必不可少的一步是檢驗(yàn)反思這整個(gè)過(guò)程的思路是否有瑕疵。只有經(jīng)過(guò)了檢驗(yàn)的解題思路，才能夠是保證解題正確率的最佳解題思路。

（一）一般圖示歸納，關(guān)注表面結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行檢驗(yàn)反思的過(guò)程中，一般圖示歸納法可以作為檢驗(yàn)問(wèn)題在表面或者結(jié)構(gòu)方面的有效手段。許多研究表明，好的圖示歸納能夠有效地解決問(wèn)題，因此教師在傳授解題思路的檢驗(yàn)反思環(huán)節(jié)中，需要重點(diǎn)要求學(xué)生掌握一般圖示歸納法，以有效地保證解題思路的準(zhǔn)確性。

比如，在求解有關(guān)衛(wèi)星繞地飛行速度的問(wèn)題時(shí)，要求學(xué)生掌握三種宇宙速度的概念與含義。因此，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)概念信息進(jìn)行圖式歸納。關(guān)注三種速度的表面特征，進(jìn)而徹底掌握它。首先，要清楚一顆人造衛(wèi)星繞地旋轉(zhuǎn)時(shí)有三種可能的狀況。一是繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng);二是速度加快，逃離地球;三是速度更快脫離太陽(yáng)系。其次，進(jìn)行推導(dǎo)。衛(wèi)星繞地運(yùn)動(dòng)時(shí)萬(wàn)有引力為向心力，向心力 ，引力 ，其中， r 是衛(wèi)星運(yùn)行的半徑，因此可以得出 ，R 為地球半徑，因此可以推導(dǎo)出第一宇宙速 v1=7.9 km/s。

由此可見(jiàn)，正是具備了高質(zhì)量的圖示歸納能力，學(xué)生的解題思路的準(zhǔn)確性才得到保證。在運(yùn)用一般圖示歸納后，學(xué)生能夠關(guān)注到問(wèn)題之間的表面和結(jié)構(gòu)方面的共性問(wèn)題，這對(duì)于他們發(fā)現(xiàn)各種物理問(wèn)題之間的聯(lián)系和區(qū)別有很重要的作用。

（二）程序圖示歸納，審視原理步驟。在審視檢驗(yàn)解題思路的時(shí)候，老師可以引導(dǎo)學(xué)生使用程序圖示歸納的方法，去檢查自己制定的解題思路中有關(guān)原理和步驟是否正確，以規(guī)避錯(cuò)誤出現(xiàn)。有時(shí)候如果解題的大方向定錯(cuò)了，即需要用到的原理、公式弄錯(cuò)，那么再?lài)?yán)謹(jǐn)?shù)姆桨敢彩呛翢o(wú)用處的。

比如，對(duì)于受力分析的問(wèn)題而言，就具有共性的階梯原理。我們?cè)诜治龅倪^(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)，要分析的物體既受到其他物體施加的力又向其他物體施加作用力。此時(shí)一定要弄明白分析的是哪個(gè)物體的受力簡(jiǎn)圖，只對(duì)該物體的受力進(jìn)行分析即可，而不用管他是否給其他物體施加作用力，然后分別對(duì)每個(gè)物體畫(huà)出其受力情況。比如，若分析一放置在斜坡上的矩形物體的受力情況，那么就不用考慮該物體對(duì)斜坡表面的壓力，只需分析其所受的重力 G=mg，斜坡給的彈力 T=mg·cosθ，以及斜坡表面的靜摩擦力 f=kT，并且在這三個(gè)力里，在以斜坡表面為橫軸的坐標(biāo)系中分配后，會(huì)發(fā)現(xiàn)物體所受合力恰好為零。

由此可見(jiàn)，通過(guò)運(yùn)用程序圖示歸納，可以有效地將所用到的原理、公式等進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z驗(yàn)。學(xué)生根據(jù)這個(gè)程序圖示能清晰地有條理地找出問(wèn)題之間在原理和步驟上面的共通之處，這對(duì)解題思路的培養(yǎng)具有重要意義。

對(duì)于高中物理來(lái)說(shuō)，大量的題目練習(xí)是不可缺少的環(huán)節(jié)，但是策略的探究更是成敗的關(guān)鍵。教師通過(guò)結(jié)合大量的實(shí)際問(wèn)題案例，可以引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行解題思路的探究。將問(wèn)題的表征環(huán)節(jié)做好，幫助學(xué)生打好解題的基礎(chǔ)工作，教會(huì)學(xué)生運(yùn)用類(lèi)比整合的形式去制定好的解題方案，并為他們指明思考的方向，以便獲得更好的解題體驗(yàn)。

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（責(zé)編 盧建龍）