解決物理問題思維四“走向”

顧慶華 李愛華

運(yùn)用物理規(guī)律解決實(shí)際問題是物理教學(xué)中的重要一環(huán),其表現(xiàn)形式往往就是解題思路.

解題思路的形成取決于思維的起點(diǎn)、思維的角度和思維的方式,由此誕生出各式各樣的解題方法.

人的思維必須建立在題目的物理情境上,不能把握物理題目的過程是無法下手解決物理問題的,這就需要在中學(xué)物理教學(xué)中注意思維“走向”,進(jìn)而形成形象思維和抽象思維.

我們應(yīng)當(dāng)借助實(shí)驗(yàn)、借助圖象來幫助學(xué)生體會(huì)出題目所描述的物理情境與過程.同時(shí),解題的結(jié)果是否合理,是否能實(shí)驗(yàn),也應(yīng)想象一下,也可運(yùn)用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證一下.

在解題過程中可以發(fā)展學(xué)生的思維.如果平時(shí)觀察得多一些,頭腦中的物理背景厚實(shí)一些,那么,解題時(shí)就容易聯(lián)想一些,過程分析就透徹一些,從而運(yùn)用規(guī)律解決問題就更快一些.

一、從整體分析到局部分析的思維走向

閱讀審題是物理應(yīng)用的重要環(huán)節(jié).在閱讀審題的過程中,首先要全面了解問題,盡可能全面正確地獲取信息.例如,題目涉及的對(duì)象、對(duì)象如何運(yùn)動(dòng)或作用、遵循怎樣的規(guī)律、已知或未知什么等.

如果題目中有尚不清楚的,不要按照自己的主觀臆測(cè),以“莫須有”的方式去強(qiáng)行解決,應(yīng)借助題目提供的整體信息,從全面閱讀走向重點(diǎn)閱讀,形成具體問題情境的大致輪廓,并對(duì)解題方向做出初步判斷,然后從整體把握走向局部把握.

在選擇研究對(duì)象時(shí),優(yōu)先考慮整體;在選擇物理過程時(shí).優(yōu)先選擇全過程,抓住問題的關(guān)鍵因素,較快地解決問題.

在建立方程前,要有整體意識(shí),比如,本題有幾個(gè)未知數(shù)、能建立幾個(gè)方程等,這樣就能減少解題的盲目性.

二、從過程分析到狀態(tài)分析的思維走向

物理應(yīng)用最終要達(dá)到對(duì)所給物理情境的過程和狀態(tài)的把握,應(yīng)用物理概念或物理規(guī)律進(jìn)行分析,建立方程,盡管解決的題目最終體現(xiàn)為對(duì)狀態(tài)和狀態(tài)間關(guān)系的把握,但思維則應(yīng)從分析過程開始.只有通過對(duì)物理過程的全面分析,正確認(rèn)識(shí)過程的始、末狀態(tài),過程的轉(zhuǎn)折點(diǎn)以及這些狀態(tài)所滿足的條件,才能理解所選狀態(tài)的意┮.

很多同學(xué)就題論題,只關(guān)注某一題目的某一狀態(tài),似乎快速高效地解決了問題,但形成了不好的思維方式,換一個(gè)情境,就不知從何處入手了.

分析物理過程中就是要分析研究對(duì)象在物理環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)變化過程,尤其要注意過程的轉(zhuǎn)折點(diǎn)以及所滿足的條件.要突出主要因素忽略次要因素,抽象出物理本質(zhì).

三、從定性分析到定量分析的思維走向

分析物理過程包括定性分析、定性半定量分析、定量分析這幾種類型.

定性分析從質(zhì)的方面把握物理過程的性質(zhì)、特點(diǎn),找出物理過程的本質(zhì)特性,排除非本質(zhì)特征的干擾,建立起物理過程的模型.

定量分析利用物理公式找出物理量在各個(gè)過程間的定量關(guān)系,特別是要找出物理過程中各個(gè)物理量的變化及臨界狀態(tài).

定性半定量分析是將定性分析和定量分析相結(jié)合,快速找到解決問題的途徑.在具體解決問題時(shí),能定性分析的不要定量分析,能在物理概念、規(guī)律的基礎(chǔ)上借助定性推理得到結(jié)論的,不要數(shù)學(xué)推導(dǎo)得出來,要學(xué)會(huì)合理選擇并找到解決問題最簡(jiǎn)捷的方法.

四、從基本方法到物理模型的思維走向

概念規(guī)律本身就包含了解決問題的基本方法,能直接用來解決很多問題,平時(shí)應(yīng)盡可能把多種題型納入到基本方法的框架之下,這樣才會(huì)越學(xué)越清楚.因?yàn)橹R(shí)結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)約就越有可能快速解決問題,只有對(duì)于一類典型的問題,在生活中具有廣泛的代表性,而且從基本方法到該類問題的解決還有一定的距離才建立物理模型,并記住其結(jié)論.

對(duì)建立的物理模型,要弄清楚其中包含的基本知識(shí)和基本方法,對(duì)于結(jié)論,要知道其推導(dǎo)過程.碰到新問題,應(yīng)從基本方法入手,如果有必要才過渡到物理模型,避免亂套模型、亂用結(jié)論.

例如,在講完“焦耳定律Q=I²Rt”以后,可以做這樣的演示,把兩只“220V,500W”的電熱水器分別串聯(lián)或并聯(lián)后加熱同樣的一杯水.實(shí)驗(yàn)結(jié)果將表明把水煮沸并聯(lián)時(shí)需時(shí)少,串聯(lián)時(shí)需時(shí)多.

引導(dǎo)學(xué)生分析這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,把焦耳定律和歐姆定律結(jié)合起來就可得到焦耳定律的變形:玅=U²R.當(dāng)電壓U保持不變時(shí),Q與R成反比.兩個(gè)電熱水器并聯(lián)的電阻小于串聯(lián)時(shí)的電阻,在相同的時(shí)間內(nèi)并聯(lián)時(shí)需時(shí)少.

總之,解題需要抽象思維,更需要觀察與想象,觀察實(shí)驗(yàn)與理論分析相結(jié)合,在解題中,學(xué)生們各抒己見、各顯神通,培養(yǎng)了學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的興趣和素養(yǎng),使學(xué)生的思維迸發(fā)出創(chuàng)造性的火花.