闞小勇

(江蘇省如皋市江安鎮(zhèn)濱江初中 226534)

物理學(xué)習(xí)作為一種有意義的學(xué)習(xí)，學(xué)生必須解答大量的物理習(xí)題以加深對物理概念、規(guī)律及物理思想方法的理解.物理解題的過程也是主體積極認(rèn)知的過程，解答物理習(xí)題涉及到人如何獲取信息、加工信息，如何進(jìn)行決策思維，以及如何儲存和提取知識等等.為提高學(xué)生解答物理問題的能力，在物理教學(xué)過程中必須教給學(xué)生一些特殊的解題思維策略.所謂物理習(xí)題的解題策略，是指在探求物理習(xí)題答案的過程中所采取的途徑和方法，它是對解題過程的概括性認(rèn)識.而特殊思維策略，是指思考路徑不太常規(guī)，而對解題活動又能出奇制勝的思維策略.現(xiàn)結(jié)合具體習(xí)題的解答談幾種特殊思維策略的應(yīng)用.

1 變更問題策略

所謂變更問題策略，就是主體面對難以完成知識的提取和推理而無從下手的問題時(shí)，思維不要停留在原問題上，而是思考原問題的情境是否可以進(jìn)行“反客為主”的變更，能否換一種表述方式來把它改變成一個(gè)等價(jià)問題，使它變得更熟悉、更簡單、難度大大降低而更加易于解決的新問題，以便通過解決其等價(jià)問題而達(dá)到解決原問題的目的，這顯然有助于提高學(xué)生思維的變通性與創(chuàng)造性.

例1 某游客去泰山旅游，第一天早上9∶00檢完票進(jìn)入景區(qū)大門沿山路步行爬山，于下午14∶00到達(dá)山上某一賓館住宿，在第二天早上9∶00時(shí)又從該賓館處下山沿原路步行返回，正好于下午14∶00離開景區(qū)大門，則在該線路上____(選填“不一定”“一定”或“一定不”)存在這樣一個(gè)地點(diǎn)：該游客第二天返回經(jīng)過該地點(diǎn)的時(shí)刻與第一天經(jīng)過該地點(diǎn)的時(shí)刻相同.

解析本題采用變更問題法，在不改變問題實(shí)質(zhì)的情況下，恰當(dāng)引入一個(gè)替代過程，可使原問題變得易于求解.題中給出的條件是同一個(gè)人在前后兩天走過相同的路程，現(xiàn)假設(shè)在第二天這個(gè)游客從賓館出發(fā)返回景點(diǎn)大門的過程中，有另一個(gè)“替身”游客模擬該游客第一天的行為從景點(diǎn)大門走向山上賓館，因?yàn)樗麄兂霭l(fā)的時(shí)刻相同(均為早上9∶00)而又相向而行，所以他們必然會相遇在賓館與景區(qū)大門路途之間的某一位置，而且相遇時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間也必然相等，答案顯然是“一定”存在這個(gè)地點(diǎn).

2 代入檢驗(yàn)策略

有些問題通過正面求解也許不能得出正確答案，而問題本身存在幾個(gè)可能的答案，用常規(guī)的邏輯推理難以排除這些可能答案中的錯誤選項(xiàng)時(shí)，可以采用相應(yīng)的物理知識，寫出相關(guān)量之間的關(guān)系式后，將題給選項(xiàng)逐一代入這個(gè)關(guān)系式進(jìn)行檢驗(yàn)，使關(guān)系式成立的選項(xiàng)即為所需答案，這種代入檢驗(yàn)策略有時(shí)是很奏效的.

例2 有甲、乙兩種物質(zhì)制成的兩個(gè)物體，它們的質(zhì)量之比為3∶1，吸收的熱量之比是2∶1，則它們升高的溫度之比和比熱之比分別為( ).

A.2∶3，10∶1 B.5∶3，2∶5

C.3∶2，1∶10 D.3∶5，5∶2

解析這里先用“等分量”法設(shè)甲、乙兩物體的質(zhì)量分別為3m和m，吸收的熱量之比分別為2Q和Q，比熱之比為c甲和c乙，升高的溫度之比分別為Δt甲和Δt乙，則根據(jù)吸熱公式Q=cmΔt可得：

2Q=c甲×3mΔt甲

①

Q=c乙×mΔt乙

②

聯(lián)立①②得：

③

將各選項(xiàng)分別代入③式，只有選項(xiàng)B正確.

3 模式識別策略

在物理解題活動中，解題主體通常都是首先辨別題目的類型或所涉及到的物理知識，以便與已有的知識發(fā)生聯(lián)系，從而迅速從記憶中提取有關(guān)知識來解決問題，這種解題策略叫做模式識別.如果很快識別出這個(gè)問題屬于哪一類，就能由此選擇大致的解題方向，縮小搜索的范圍，提取相關(guān)知識進(jìn)行求解，問題的解法和答案也會很快的明朗起來.

例3 某同學(xué)在使用托盤天平稱量一個(gè)物體的質(zhì)量時(shí)，先把天平放在水平臺上，由于疏忽而沒有把游碼撥回“0”刻線處，當(dāng)游碼位于0.2克處時(shí)去調(diào)節(jié)平衡螺母，使指針指到刻度盤的正中央，之后把被測物體放在左盤，在右盤中加入43克砝碼時(shí)，天平再次恢復(fù)平衡，由此可知被測物體的質(zhì)量為( ).

A.43.0克 B.43.1克

C.42.9克 D.不能確定

解析天平本身是個(gè)等臂杠桿，當(dāng)天平放在水平臺上指針指在刻度盤的中央而使橫梁處于平衡狀態(tài)時(shí)，左盤中物體的質(zhì)量與右盤中砝碼的質(zhì)量是相等的，所以本題答案為A.顯然，這里只要能識別出天平的工作原理就能得出正確答案，至于題中游碼位于0.2克處時(shí)對天平所形成的影響，其實(shí)已被調(diào)節(jié)平衡螺母所抵消，這與游碼位于“0”刻度線處時(shí)去調(diào)節(jié)平衡螺母使橫梁平衡并沒有本質(zhì)區(qū)別.當(dāng)然，此時(shí)若需要向右移動游碼才能使橫梁平衡，則物體質(zhì)量應(yīng)為m法+(m游-0.2克)，其中m游為游碼所對刻度值.

4 以退求進(jìn)策略

解題時(shí)先退到我們最容易看清楚問題的地方，認(rèn)清了，看透了，鉆深了，然后再去解決問題，這就是“以退求進(jìn)”的策略.運(yùn)用這一策略常見的情形有：從一般退到特殊；從復(fù)雜退到簡單；從多退到少；從整體退到局部；從較強(qiáng)的命題退到較弱的命題.使抽象的問題具體化，以便使其中的數(shù)量關(guān)系或空間形式更明確，也就更容易找到解題的途徑.

圖1

A.杠桿將失去平衡，右端會上升

B.杠桿將失去平衡，左端端會上升

C.杠桿始終保持平衡

D.無法判斷

解析本題的問題是“蠟燭燃燒的過程中”，可將這個(gè)條件退到特殊情況，因?yàn)橄灎TA、C較短，不妨選擇蠟燭A、C同時(shí)燒盡的時(shí)刻來分析，則此時(shí)蠟燭B還剩下一半，此時(shí)杠桿將失去平衡，且右端會上升，所以正確選項(xiàng)是A.

5 先進(jìn)再退策略

這種解題策略與“以退求進(jìn)”策略的思路恰好相反，即在解決一個(gè)特殊問題時(shí)，先將這個(gè)問題作一般化的探討，推進(jìn)到一般情況來考慮問題，通過對一般問題的解決，再返回來解決原來給出的問題，以達(dá)到最終解決問題的目的.

A.0.28安 B.0.33安 C.0.11安 D.0.22安

圖2

解析本題通常用歐姆定律列出方程求解，但若能將問題作一般化的處理.將定量計(jì)算的問題轉(zhuǎn)化為定性分析問題，這里采用“逆向思考”的方法來分析.若把滑片向左移動到B點(diǎn)，滑動變阻器接入電路的電阻最大，電路的總電阻最大，電流最?。划?dāng)滑片向右移動時(shí)，變阻器接入電路的電阻減小而導(dǎo)致總電阻減小，電流必然增大而大于開始時(shí)的0.3安，所以答案只能是B.這樣就免去了列式求解的繁瑣.

6 正難則反策略

對某些物理問題，若從正向(由因到果)的思路去尋找解題路徑時(shí)可能難以解決，此時(shí)若轉(zhuǎn)而從反向(由果到因)的思路去考慮，以突破思維定勢，使陷入僵局的思維進(jìn)入新的境界而很快就能得出結(jié)論，這種對問題從正面解決有困難而轉(zhuǎn)向反面尋求解法的思維策略稱為“正難則反”策略，也可稱為逆向思維策略.使用這種策略解題往往能達(dá)到“柳暗花明又一村”的效果.常見的幾種方法是：分析法、反證法、淘汰法和逆推法.

例6 如圖3所示的電路中，R1、R2為定值電阻，若電源電壓恒定，開關(guān)閉合后，將滑動變阻器的滑片P向右移動，則( ).

圖3

A.電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變小

B.電流表和電壓表示數(shù)都變大

C.電阻R1消耗的功率增大

D.整個(gè)電路消耗的總功率不變

總之，我們在平時(shí)的教學(xué)過程中，要有意識地指導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)對解題策略的總結(jié)，積累一些特殊的思維策略，并學(xué)會靈活地運(yùn)用這些策略來解決問題，以達(dá)到迅速、準(zhǔn)確地解題的目的，也能優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì)，提升創(chuàng)造性解題的能力.