山東 賈玉兵 竇立勇

分析綜合能力作為物理學(xué)科關(guān)鍵能力的高階能力，對(duì)助力高校選拔人才起著關(guān)鍵作用。培養(yǎng)學(xué)生分析綜合能力，可從三個(gè)方面有計(jì)劃、有步驟地實(shí)施：綜合運(yùn)用“對(duì)象、狀態(tài)、過程、條件、規(guī)律、聯(lián)系”六個(gè)基本要素分析題意，提高審題能力；熟練掌握“加速、減速、勻速、靜止、拋體、圓周、碰撞、反沖”八種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，提高物理過程分析能力；將復(fù)雜任務(wù)的情境拆分成相對(duì)獨(dú)立的基本狀態(tài)和過程，提高復(fù)雜情境分析能力。教學(xué)過程中要注意幫助學(xué)生克服在基本概念、規(guī)律理解上的困難，基本數(shù)學(xué)能力欠缺，實(shí)際情境問題訓(xùn)練不足等問題。

《中國高考評(píng)價(jià)體系》的正式頒布標(biāo)志著我國高考進(jìn)入了一個(gè)無考綱的新時(shí)代，高考對(duì)素養(yǎng)能力的考查成為命題的重點(diǎn)，對(duì)學(xué)生關(guān)鍵能力的培養(yǎng)已成為我國教育的主要目的，更是評(píng)價(jià)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。結(jié)合《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》，可以確定理解能力、實(shí)驗(yàn)探究能力、模型建構(gòu)能力、邏輯推理能力、分析綜合能力、信息加工能力是物理學(xué)科的關(guān)鍵能力。分析綜合能力屬于物理學(xué)科關(guān)鍵能力中的高階能力，是指能夠獨(dú)立地對(duì)所遇到的問題進(jìn)行具體分析、研究，弄清物理狀態(tài)、過程和物理情境，找出起重要作用的因素及有關(guān)條件；能夠把一個(gè)復(fù)雜問題分解為若干個(gè)簡單問題，找出它們之間的聯(lián)系；能夠提出解決問題的方法，運(yùn)用物理知識(shí)和方法綜合解決問題的能力。

一、高考對(duì)分析綜合能力的考查

實(shí)施新高考的省份，對(duì)學(xué)生分析綜合能力的考查已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)新的高度。如2020年山東卷(共18道題，時(shí)長90分鐘)，有效文本長度達(dá)4 892字，較同年江蘇卷(共16道試題，時(shí)長100分鐘)多出了27.7%。文本越長往往意味著情境越復(fù)雜，對(duì)學(xué)生信息加工能力、分析綜合能力的要求就越高。山東卷第15題，以中醫(yī)拔罐為情境考查學(xué)生對(duì)理想氣體狀態(tài)方程、玻意耳定律、變質(zhì)量問題的分析綜合能力；第16題通過創(chuàng)設(shè)奧運(yùn)會(huì)滑雪比賽的實(shí)際場景，考查學(xué)生運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)的合成與分解等物理知識(shí)處理復(fù)雜情境問題的能力；第17題以質(zhì)譜儀為情境，通過巧妙設(shè)計(jì)與構(gòu)思，將粒子在電場、磁場中的運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來，考查學(xué)生的科學(xué)思維品質(zhì)和分析綜合能力；壓軸的第18題對(duì)學(xué)生分析綜合能力的考查達(dá)到了極致，該題通過斜面上物塊間的多次碰撞，將動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、動(dòng)能定理等物理學(xué)科核心規(guī)律考查得淋漓盡致，對(duì)學(xué)生的分析綜合能力、運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問題能力提出極高要求，充分體現(xiàn)了助力高校選拔人才的能力導(dǎo)向。

二、分析綜合能力培養(yǎng)中存在的問題

在實(shí)際教學(xué)過程中，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分析綜合能力培養(yǎng)方面常存在以下問題：

1.基本概念、基本規(guī)律的學(xué)習(xí)落實(shí)不到位

有的學(xué)生雙基不過關(guān)，如對(duì)超重、失重、第一宇宙速度等基本概念理解不深刻，對(duì)重力加速度和向心加速度的區(qū)別與聯(lián)系辨別不清等。有的學(xué)生對(duì)核心規(guī)律的適用條件理解不深刻，隨意寫公式，如不理解機(jī)械能守恒定律和動(dòng)量守恒定律的適用條件，不理解機(jī)械能守恒的過程動(dòng)量可能不守恒、不清楚動(dòng)量守恒的過程機(jī)械能可能不守恒等。

2.基本方法的指導(dǎo)和訓(xùn)練落實(shí)不到位

有些學(xué)生對(duì)基本的思想方法掌握不到位，不會(huì)加以運(yùn)用，如不會(huì)運(yùn)用整體法和隔離法，不會(huì)運(yùn)用圖像法、等效法、對(duì)稱法、極限法、微元法、臨界分析法等基本方法。

3.審題方法的指導(dǎo)落實(shí)不到位

有些學(xué)生審題能力不過關(guān)，或不會(huì)審題，或存在不會(huì)閱讀題目、不會(huì)畫草圖、隱含條件挖掘不出來的現(xiàn)象。

4.基本的數(shù)學(xué)能力培養(yǎng)欠缺

有些學(xué)生對(duì)三角函數(shù)應(yīng)用不熟練，數(shù)值運(yùn)算不正確，簡單方程組解不對(duì)，缺乏空間想象力，基本的幾何關(guān)系找不出來等。

5.分析解決實(shí)際情境問題的訓(xùn)練不足

學(xué)生面對(duì)聯(lián)系現(xiàn)代生活、體育項(xiàng)目、社會(huì)實(shí)踐等新情境試題，經(jīng)常束手無策，無法順利提取有效信息、正確建構(gòu)物理模型。

以上問題，表面看是學(xué)生的問題，實(shí)際暴露出的是教師在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分析綜合能力培養(yǎng)過程中的不足。教師過多地以完成教學(xué)進(jìn)度為目標(biāo)，注重“面”上的教學(xué)，缺乏對(duì)學(xué)生的個(gè)性化指導(dǎo)，一些細(xì)節(jié)性的工作沒有落實(shí)到學(xué)生身上，使得分析綜合能力的培養(yǎng)打了折扣。

三、分析綜合能力培養(yǎng)策略

1.提高審題能力——“十二字方法論”分析試題情境

審題是分析、解決問題的第一步。第一步邁不開，就無法理解題意、獲取有效信息，從而影響信息加工、模型構(gòu)建、邏輯推理等解題環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行。因此，分析綜合能力的培養(yǎng)首先要從提高審題能力開始。

筆者將綜合運(yùn)用“對(duì)象、狀態(tài)、過程、條件、規(guī)律、聯(lián)系”等六個(gè)基本要素分析解決物理問題的方法，概括為“十二字方法論”。教學(xué)實(shí)踐表明，“十二字方法論”概括了審題的基本要領(lǐng)，能有效指導(dǎo)學(xué)生審題，提高學(xué)生的審題能力。

(1)靈活選取研究對(duì)象：比如小球、滑塊、輕桿、結(jié)點(diǎn)、系統(tǒng)等，都可能作為解決問題的研究對(duì)象。研究對(duì)象可以是單個(gè)物體，也可以是幾個(gè)物體組成的整體。靈活、正確地選取研究對(duì)象，能給解題帶來很大方便。

(2)認(rèn)清物理狀態(tài)：題目中類似“在某時(shí)”、“在某點(diǎn)”的敘述，指的就是一個(gè)物理狀態(tài)。與狀態(tài)相聯(lián)系的物理量即狀態(tài)量，如力、速度、角速度、加速度、動(dòng)量、機(jī)械能(包括動(dòng)能、彈性勢能、重力勢能)、電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度、電勢能等。

(3)探明物理過程：題目中類似“從某時(shí)到某時(shí)”、“從某點(diǎn)到某點(diǎn)”的敘述，指的就是一個(gè)物理過程，與一段時(shí)間間隔或一段位移相對(duì)應(yīng)。與過程相聯(lián)系的物理量即過程量，如功、沖量、通過導(dǎo)體的電荷量、氣體吸收或放出的熱量等。

(4)挖掘隱含條件：要出現(xiàn)某些物理狀態(tài)或?qū)崿F(xiàn)某些物理過程，需要滿足一定的物理?xiàng)l件或數(shù)學(xué)條件，如豎直面內(nèi)細(xì)繩懸掛的小球能做圓周運(yùn)動(dòng)，隱含著小球到達(dá)(通過)最高點(diǎn)時(shí)至少要滿足重力等于向心力的條件；兩個(gè)物體發(fā)生彈性碰撞，隱含著碰撞前后要同時(shí)滿足動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒等。在試題情境描述中，往往對(duì)應(yīng)著“無碰撞地、理想、足夠長、動(dòng)能最大時(shí)、至少、恰好”等一些關(guān)鍵詞句。從這些關(guān)鍵詞句中讀出隱含的物理?xiàng)l件，對(duì)分析解決問題是非常重要的。

(5)選準(zhǔn)物理規(guī)律：在認(rèn)清物理狀態(tài)和探明物理過程的基礎(chǔ)上，要根據(jù)題目創(chuàng)設(shè)的具體情境和需要解決的具體問題靈活選擇相應(yīng)的物理規(guī)律。與狀態(tài)相聯(lián)系的物理?xiàng)l件或物理規(guī)律，有平衡方程、牛頓第二定律、動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律、理想氣體狀態(tài)方程等；與過程相聯(lián)系的物理?xiàng)l件或物理規(guī)律，有運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、動(dòng)能定理、動(dòng)量定理、熱力學(xué)第一定律等。在高中物理中，基本物理過程有勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)(勻變速曲線運(yùn)動(dòng))、圓周運(yùn)動(dòng)、碰撞、反沖、簡諧運(yùn)動(dòng)等。這些基本物理過程都有相對(duì)應(yīng)的物理規(guī)律和方法，如拋體運(yùn)動(dòng)，通?？紤]運(yùn)動(dòng)的合成與分解，采用“化曲為直”的思想方法加以解決。熟練掌握基本規(guī)律和方法，對(duì)提高分析綜合能力十分有益。

(6)健全各種聯(lián)系：兩個(gè)物理狀態(tài)或兩個(gè)物理過程之間往往存在著一定的聯(lián)系，或通過某一物理量聯(lián)系在一起，或通過滿足一定的數(shù)學(xué)(幾何)關(guān)系聯(lián)系在一起，這些“聯(lián)系”構(gòu)成了物理狀態(tài)或物理過程之間的橋梁，制約著題目能否順利求解。

教學(xué)實(shí)踐表明，熟悉審題的六個(gè)基本要素，用好“十二字方法論”對(duì)培養(yǎng)和提高學(xué)生審題能力十分有效，是培養(yǎng)和提高分析綜合能力的基礎(chǔ)。

2.提高過程分析能力——“八字訣”分析運(yùn)動(dòng)過程

高中階段學(xué)生學(xué)習(xí)的基本物理過程，筆者用“加、減、勻、靜、拋、圓、碰、反”八個(gè)字加以概括，稱為“八字訣”。教學(xué)實(shí)踐表明，弄清這一口訣的具體含義并熟練運(yùn)用，對(duì)提高學(xué)生的物理過程分析能力具有事半功倍的效果。

(1)“加、減”，指物體做加速運(yùn)動(dòng)或減速運(yùn)動(dòng)。依據(jù)試題的任務(wù)情境，如果是曲線運(yùn)動(dòng)或非勻變速運(yùn)動(dòng)優(yōu)先考慮用動(dòng)能定理求解；如果是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，且任務(wù)情境中涉及時(shí)間、加速度等物理量，優(yōu)先考慮用速度公式、位移公式求解。

(2)“勻、靜”，指物體處于勻速運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)。這兩個(gè)狀態(tài)均滿足合外力等于零的條件，優(yōu)先考慮用正交分解法列平衡方程。

(3)“拋”，指物體做拋體運(yùn)動(dòng)，是在恒力作用下的運(yùn)動(dòng)。如果物體只受重力作用，根據(jù)初速度方向與合外力方向的關(guān)系，有平拋、斜上拋或斜下拋運(yùn)動(dòng)。如果物體在恒定電場力或其他恒力作用下運(yùn)動(dòng)，一般稱為類拋體運(yùn)動(dòng)。處理(類)拋體運(yùn)動(dòng)的基本方法，是運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)將曲線運(yùn)動(dòng)等效為兩個(gè)方向上的直線運(yùn)動(dòng)。

(4)“圓”，指物體做圓周運(yùn)動(dòng)。分析思路一是利用描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量(a、v、ω、T、r)之間的關(guān)系；二是進(jìn)行受力分析確定向心力，利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律(向心力公式)求解。

(5)“碰”，指兩個(gè)或多個(gè)物體相互作用發(fā)生碰撞。如彈性碰撞、(完全)非彈性碰撞等，以及各種“類碰撞”模型，如滑板滑塊、物塊與彈簧的相互作用過程等。優(yōu)先考慮用動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律結(jié)合動(dòng)力學(xué)規(guī)律求解。

(6)“反”，指反沖運(yùn)動(dòng)，包括各種“類反沖”模型，如人船模型、彈簧連接體、爆炸、核衰變等。反沖運(yùn)動(dòng)的特征是系統(tǒng)總動(dòng)量為0、滿足系統(tǒng)動(dòng)量守恒或某一方向上動(dòng)量守恒，系統(tǒng)機(jī)械能有增加。

以上“八字訣”涵蓋了高中物理所學(xué)的基本運(yùn)動(dòng)過程，總結(jié)了解題所需的基本規(guī)律和思想方法。熟悉“八字訣”的基本內(nèi)涵，對(duì)提高學(xué)生審題能力和過程分析能力是非常有效的。

3.提高復(fù)雜情境分析能力——“善于拆分，大題小做”分解任務(wù)情境

對(duì)于過程較多、任務(wù)情境比較復(fù)雜的綜合性問題，如各地區(qū)高考試卷的壓軸題等，要“善于拆分，大題小做”。該類試題都是由多個(gè)連續(xù)的、彼此關(guān)聯(lián)的物理過程有機(jī)銜接而成，信息含量大，任務(wù)情境復(fù)雜，對(duì)考生分析綜合能力要求較高。面對(duì)此類問題，要沉著冷靜、細(xì)心讀題，按照以下步驟將整個(gè)任務(wù)情境拆分成相對(duì)獨(dú)立的基本狀態(tài)和過程，分別運(yùn)用相關(guān)規(guī)律和方法加以解決。

(1)認(rèn)真審題。按照前面敘述的審題方法，注意關(guān)鍵詞句，明確解答目標(biāo)；加強(qiáng)判斷推理，找出隱含條件；關(guān)注過程細(xì)節(jié)，弄清內(nèi)在聯(lián)系。

(2)細(xì)致分析物理過程。運(yùn)用“加、減、勻、靜、拋、圓、碰、反”(八字訣)進(jìn)行過程拆分，實(shí)現(xiàn)快速建模。物理綜合題的研究對(duì)象所經(jīng)歷的過程往往比較復(fù)雜，在審題獲取關(guān)鍵詞語、隱含條件后，就要對(duì)各個(gè)運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行剖析，確定對(duì)應(yīng)的物理模型、規(guī)律及各過程間的聯(lián)系。對(duì)劃分好的子過程，要活用規(guī)律、準(zhǔn)確答題。要結(jié)合試題的具體情境，在透徹分析題給條件的基礎(chǔ)上，靈活選用規(guī)律和方法分步列式、聯(lián)立求解。切忌背結(jié)論、套公式、堆砌方程。

(3)規(guī)范答題。按照科學(xué)規(guī)范的表達(dá)方法，將解題過程有條理地呈現(xiàn)出來，要有必要的文字說明、主要方程式、重要演算步驟和明確結(jié)果。在應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)(如一元二次方程、正弦定理、三角函數(shù)公式、三角形相似、勾股定理等)解答物理問題時(shí)，不需要詳細(xì)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)或數(shù)學(xué)解答過程，只需列出數(shù)學(xué)表達(dá)式后直接寫出數(shù)學(xué)結(jié)果。要用題給符號(hào)，杜絕背公式。如題目給出磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，導(dǎo)體棒長度為d，就不能背公式隨意寫成F=BIL，而要寫成F=B1Id。

四、結(jié)語

分析綜合能力是學(xué)生解答復(fù)雜物理問題的必備能力，從更高層面反映了學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)的水平。培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的分析綜合能力不是一朝一夕可以做到的，需要教師有意識(shí)、有目的、有計(jì)劃地運(yùn)用科學(xué)方法加以培養(yǎng)。