高中物理力學解題策略的一般步驟

夏國偉

摘 要:高中物理中力學知識占有重要地位,力學解題策略貫穿整個高中物理教學。力學解題策略,是指學生解決力學問題時用來調(diào)節(jié)他們的注意力、學習、回憶和思維的技能。它包括形成解題思路、解題過程中具體思維方法的運用和解題步驟等。這里研究的是解決力學問題的一般步驟。這個步驟對力學問題的解決有普遍的指導意義。

關(guān)鍵詞:高中物理 力學 解題策略

力學解題策略,是指學生解決力學問題時用來調(diào)節(jié)他們的注意力、學習、回憶和思維的技能。它包括形成解題思路、解題過程中具體思維方法的運用和解題步驟等。這里研究的是解決力學問題的一般步驟。這個步驟對力學問題的解決有普遍的指導意義。盡管,并不是每道力學題一定用這些步驟來解,也不是按這些步驟就可以解決所有力學問題,但是如果按這樣的步驟思考力學問題,就能快速地正確切入問題,往往較順利解決,少走彎路。對“一般步驟”的說法目前尚未有權(quán)威說法,大致如下:

1.選取研究對象。研究對象或是某一物體,或是某一物體系;有的問題始終是同一研究對象,而有的問題在不同的階段要選取不同對象。

2.建立物理模型,提高審題能力。實際物理現(xiàn)象都很復雜,為了解決它,常常需要忽略一些次要因素,物理模型就是忽略次要因素的抽象產(chǎn)物。它主要包括兩種:一是對象模型,如只考慮物體質(zhì)量忽略其大小——質(zhì)點、忽略分子之間相互作用力——理想氣體、忽略平面、曲面摩擦力——光滑面、只考慮電量忽略其大小——點電荷等;二是過程模型,如勻加速運動、自由落體、豎直上拋、平拋運動、簡諧運動、勻速圓周運動、碰撞、反沖等。

在解答這類題目時,要認真審題,注意分析題目本身隱含的條件:如“一物體在光滑面上運動……”,其中“光滑”的含義為不計摩擦,所以隱含條件為物體所受的摩擦力為零。又如“扔出去的鉛球在空中自由飛行”,其中的“自由”的含義為鉛球僅受重力作用,所以隱含條件為:鉛球只受一個力——重力。

3.借助教材圖片,分析“狀態(tài)、過程”。高中教材中附有大量的實物圖片、圖像,這些實物和圖像在教學過程中不可忽略,它可以起到意想不到的效果。比如力學中,力的圖示、質(zhì)點、勻速直線運動的位移圖象,速度圖象、振動圖象、波形圖;電學中,點電荷、電場線、磁場線、交變電流的圖象等等。這些圖象是通過應(yīng)用物理的方法從實物、從實驗中抽象出來的或是應(yīng)用數(shù)學手段總結(jié)出來的。它能夠形象的反映物理規(guī)律,表達物理知識。比枯燥的文字、公式更容易理解和掌握。力學解題目標一般包括:畫出研究對象的示意圖。在圖上進行受力分析(不能遺漏所受到的每一個力,也不能憑空增加力),物體在各個時刻的狀態(tài)、位置、運用的物理規(guī)律、公式、要求的物理量等。文字敘述向示意圖形轉(zhuǎn)換。在根據(jù)題意畫出的圖上標明受力情況(按重力、彈力、摩擦力順序思考)。某一時刻或某一位置的運動狀態(tài),也用符號標出。學生通過畫圖對物理圖景有了直觀了解,觸景生情,增強了解題的信心。

4.選擇適當規(guī)律,確定解題方案。在對物理狀態(tài)過程分析的基礎(chǔ)上,再去選擇適用的物理規(guī)律。對于同一物理過程,從不同的角度去考慮,可以遵循不同的物理規(guī)律,因此可以有幾種不同的解題方案,應(yīng)通過比較選擇最佳的方案。高中力學內(nèi)容主要有:牛頓運動三定律、萬有引力定律、機械能守恒定律、動能定理、動量定理、動量守恒定律等。一些能力中下的學生把物理規(guī)律成立的條件及適用范圍置于思維盲區(qū),需要對已建立的解題信息加以選擇。根據(jù)物理過程選擇規(guī)律。從已知條件選擇物理規(guī)律。從解題結(jié)果檢驗物理規(guī)律選擇的合理性。

5.討論、驗證所得結(jié)果。對于解出的結(jié)果,應(yīng)進行必要的討論和驗證,看它是否合理,物理意義是否明確,從中可以得到什么啟示。

高中物理教學中,許多學生對力學問題依然是“教師一講就會,自己一做就錯”,最主要的原因就是許多學生沒有理清解題的思路,無法歸納總結(jié)出解題的“一般步驟”,形成解題策略。

培養(yǎng)物理解題能力在不同時期實施重點各有不同,高一引導學生對比歸納力學解題一般步驟;高二將力學解題策略遷移至電磁學;高三反復訓練,將解題策略自然化和規(guī)范化。我針對不同時期分階段、分層次提出物理解題能力的具體培養(yǎng)目標。具體做法是,高一學生在學完機械能后,要掌握力學解題策略,不少教師采取題海戰(zhàn)術(shù),讓學生大量做題,這對學生廣泛了解和掌握基本題型,學會解決基礎(chǔ)的力學問題,確實能夠起到一定的作用。但花費的時間太多,學生容易產(chǎn)生厭倦感,使剛剛培養(yǎng)起來的學習物理知識的興趣受到嚴重的影響,進而直接影響到高二、高三的學習。在高二的電磁學部分,學生很容易就用已掌握的知識來解決電磁學等其他部分的相關(guān)問題,實現(xiàn)知識和遷移。從而較好地掌握解決物理問題的策略。到了高三,主要是進行反復練習,鞏固技能,形成穩(wěn)定的解題策略。經(jīng)過不斷地探究性學習,學生的解題能力不斷提高,學習興趣,考試成績也隨著提高。

參考文獻:

1.何一力.《如何獲取物理題中的有效信息——淺談高中物理解題關(guān)鍵》[J].物理教學.2008,(12):32

2.賈金玲.《高中物理習題教學中批判性思維能力的培養(yǎng)》[J].西藏教育.2001,(3):28

作者單位:四川省蒼溪縣五龍中學校