淺談“一題多解”在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用”

顧中善

高中物理中常常會遇到許多題目可以用發(fā)散性思維解答，這就是所謂的“一題多解”.當(dāng)物理知識連成一個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)之后，學(xué)生的解題方法也會根據(jù)自身對知識的掌握程度出現(xiàn)分歧.“一題多解”能夠發(fā)散學(xué)生的思維，幫助學(xué)生熟練掌握、理解相關(guān)物理學(xué)原理，使學(xué)生解題手法更靈活多變，有助于激發(fā)他們的創(chuàng)新性思維.物理教師在高中的物理課堂中，應(yīng)該時刻遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，根據(jù)教學(xué)的實(shí)際要求，隨著不同學(xué)習(xí)階段學(xué)生理解能力的不同，循序漸進(jìn)地在課程中擴(kuò)展解題方法，引導(dǎo)學(xué)生找尋題目的切入點(diǎn)，有意識地培養(yǎng)他們的發(fā)散思維.

一、“一題多解”在教學(xué)中的具體案例

（一）例 一輛正在行駛中的列車看見前方有一行人橫穿軌道于是緊急剎車.在剎車后7 s列車才停止.假設(shè)火車一直在做勻速減速直線運(yùn)動，且在最后1 s時的位移為2 m（如圖1所示）.問，該列車在緊急剎車時的速度是多少？剎車途中通過的位移又是多少？

1.運(yùn)用基本公式運(yùn)算求解

將題目中提到的列車看成是一個質(zhì)點(diǎn)，通過公式得出該列車在第七秒時的平均速度

V7=s1t=112 （V6+0）=2（m/s）

列車在第六秒末的速度

V6=4（m/s）

可以求出加速度

a=（0-V6）1t=-4（m/s）

可以求出初始速度

置時，框架便也開始運(yùn)動.設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10 m/s2.試求：

（1）框架開始運(yùn)動時， 導(dǎo)體棒ab的速度v的大小；

（2）從導(dǎo)體棒ab開始運(yùn)動到框架開始運(yùn)動的過程中，框架MN的電阻R2上產(chǎn)生的熱量Q=0.1 J，求這一過程中導(dǎo)體棒ab位移x的大小.

分析和解答（1） 導(dǎo)體棒ab與U型金屬框架對水平面的壓力 N=m1g+m2g，

框架與水平面間的最大靜摩擦力

f=μN(yùn)=μ（m1+m2）g，

當(dāng)框架剛要滑動時導(dǎo)體棒ab的速度為v，其感應(yīng)電動勢

E=BLv

回路中的電流I=E1R1+R2

MN受到的安培力 F安=BIL

金屬框架剛要滑動時，有 F安≥f

由上述公式代入數(shù)據(jù)可得到導(dǎo)體棒ab的速度為

v=6 m/s.

（2） 由能量守恒關(guān)系得到Fx=112mv2+Q總，

而回路中的總熱量由Q總=（R1+R2）Q1R2，

代入數(shù)據(jù)解得 x=1.1 m

解題回顧由上述解題過程可見，本題涉及到許多知識點(diǎn)，如：感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流、摩擦力、安培力、物體的受力分析、牛頓運(yùn)動定律、閉合電路歐姆定律、物體的平衡、功能關(guān)系等等，要求學(xué)生對這些知識比較熟悉，能前后聯(lián)系，進(jìn)行聯(lián)想思維；還涉及到臨界問題、動力學(xué)問題等研究方法，因而學(xué)生解這題時感覺有一定的難度.但只要解題時把各個知識點(diǎn)及它們間關(guān)系的結(jié)合起來，在理解電磁學(xué)的有關(guān)概念的基礎(chǔ)上，利用動力學(xué)方法以及功與能的關(guān)系，就能較為方便地進(jìn)行求解.通過本題的訓(xùn)練，能使學(xué)生前后知識相互聯(lián)系，鞏固已學(xué)知識，并使綜合運(yùn)用知識的能力得到提高.

三、通過問題拓展和延伸，深化知識的理解和運(yùn)用

通過對所研究問題的拓展與延伸，使各個不同部分的知識有機(jī)地聯(lián)系起來，增強(qiáng)學(xué)生解題的條件意識和依據(jù)意識，規(guī)范學(xué)生的解題行為、思維方式，鞏固和深化知識，著力培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維與求異思維，培養(yǎng)、提高學(xué)生的創(chuàng)新意識與能力.

例3如圖2，在粗糙的水平地面上有一個傾角為θ的斜面體，其質(zhì)量為M，斜面是光滑的.當(dāng)質(zhì)量為m的木塊沿斜面由靜止開始下滑的過程中，斜面體始終保持靜止，試求地面對斜面體的支持力和摩擦力分別多大？

在解完此題后，可進(jìn)行拓展和延伸.

（1）若斜面也不光滑，木塊沿斜面勻速下滑，斜面體始終保持靜止，求地面對斜面體的支持力和摩擦力分別多大？

（2）水平面也光滑，若使兩物體一起向右運(yùn)動，如圖3所示，則作用于斜面體M上的水平力F多

大？

（3）水平面也是光滑的，若使兩物體一起向左運(yùn)動，如圖4所示，則作用于木塊m上的水平力F多大？

（4）若滑塊與斜面體間、斜面體與地面間的動摩擦因素分別為μ1、μ2，若使兩物體一起向左運(yùn)動，則作用于木塊m上的水平力F多大？

隨著題目的不斷變換，所研究的問題得到不斷地拓展與延伸，對問題的研究也就不斷地深入，因而知識不斷深化，對物理問題的分析方法得到掌握，解題能力迅速提高.從而達(dá)到學(xué)會一個問題，解決一類問題的效果.V0=at=4×7=28（m/s）

所以可以得到位移

s=v0t+112at2=28×7-112×4×49=98（m）

2.運(yùn)用畫圖法求解

先將題目理一遍，挑出題目中有用的信息并畫出圖像（如圖2所示）.將題目中提到的列車看成是一個質(zhì)點(diǎn)，圖2中陰影部分為第七秒的位移大小，為

S7=112（1×v6），

v6=4（m/s）

由于陰影部分的三角形與列車位移時間圖像形成的大三角形相似，可得：

v61v0=117，可求V0=4×711=28（m/s）

可以得到列車的總位移（即為列車位移圖像圍起的面積大?。镾=112（7×28）=98（m）

（二）例 一個矩形木塊以某種未知的速度沖上一個光滑的斜坡，該木塊在前四秒內(nèi)的位移為1.6 m，在此之后4 s的位移為0，假設(shè)木塊一直做勻變速運(yùn)動，求該矩形木塊的加速度.

1.運(yùn)用基本公式求解

由矩形木塊在前四秒內(nèi)的位移為1.6m，且一直做勻速減速運(yùn)動，則S=v0·t+112a·t2=112v0×4+ a×16=1.6m，

得4v0+8a=1.6 ①

由題可知，該矩形木塊在后四秒的位移是仍舊保持在1.6m，可得

S=v0·t+112a·t2=112v0×8+112a×64=1.6 m，

得8v0+32a=1.6 ②

由公式①、②可得a=-0.1（m/s2），V0=0.6（m/s）

2.運(yùn)用推論法求解

由題可知，矩形木塊上沖的整個過程中，加速度一直維持不變，所以由公式Δx=at2可得該木塊的加速度數(shù)

a=Δx1x=1.6142=0.1（m/s2）

3.分段推論法

由題可知，該矩形木塊一直在做勻速變速運(yùn)動，所以木塊運(yùn)動的2s末速度為前4s的平均速度，即

v2=v=1.614=0.4（m/s）

由該木塊在第6s末的速度為0可得木塊的加速度

a=v2-v61t=0.4-014=0.1（m/s2）

（三）例一個做勻速直線運(yùn)動的小球，從某一個非特定時刻起，在前2 s內(nèi)位移了8 m，后兩秒內(nèi)位移為20 m，求小球的運(yùn)動初始速度和加速度值.

1.通過已知的時間和位移求解

8=v0·2+a·2212 ①

28=v0·4+a·4212 ②

可得最終結(jié)果為v0=1（m/s），a=3（m/s2）

2.運(yùn)用推論法求解

由題可知，該小球一直在做勻速直線運(yùn)動，由公式Δs=at2可得

Δs=at2=a×22=20-8=12，

可以求得a=3（m/s2）

將已知量帶入到公式中可得

8=v0·2+a·2212=2v0+2×3，

可以求得V0=1（m/s）

二、“一題多解”應(yīng)當(dāng)遵守的原則

學(xué)習(xí)物理中，掌握的物理知識越多，則解題方法越廣.相應(yīng)的，物理邏輯性越強(qiáng)的學(xué)生，解題的步驟就更簡捷明了.教師要充分考慮學(xué)生的實(shí)際水平，循序漸進(jìn)地為他們加強(qiáng)物理習(xí)題的廣度和深度，從實(shí)際情況出發(fā)，照顧到所有同學(xué)的理解、接受能力，逐步培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維，幫助他們加強(qiáng)物理邏輯性，提高物理課堂的聽課效率，有助于提升整個班級的物理綜合水平.教師在高中物理課堂的“一題多解”教學(xué)應(yīng)該遵循的原則：

（一）分清主次內(nèi)容

教師教學(xué)時切不可因小失大、不明主次.物理教師日常教學(xué)中細(xì)心留意學(xué)生的動向，將大部分學(xué)生易于接受的解題方法作為教學(xué)重點(diǎn)進(jìn)行講解.對于多數(shù)學(xué)生難以掌握的解題方法選擇直接放棄，不要浪費(fèi)過多的時間，以節(jié)省課堂時間，提升課堂效率.對于少部分有其他思路的學(xué)生，可以在課下進(jìn)行單方面的交流，以節(jié)約課堂時間，有效提升課堂利用率.

（二）從實(shí)際出發(fā)，因材施教

學(xué)習(xí)高中物理過程中，由于每一位學(xué)生的理解掌握能力不同，教師應(yīng)該因材施教，結(jié)合客觀實(shí)際，調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和方法.物理只是高中眾多學(xué)科中的一門，每位學(xué)生都有自己的閃光之處.物理教師教學(xué)中，不能按高水準(zhǔn)要求每一位學(xué)生，要根據(jù)學(xué)生自身的物理敏感度分層次教學(xué).對物理基礎(chǔ)較好、悟性較高的學(xué)生講解一些深層次的、需要較強(qiáng)邏輯性的解題方法；針對物理水平較低的學(xué)生，要鼓勵他們在掌握一般方法的基礎(chǔ)上，多多嘗試新的解題思路，逐漸培養(yǎng)起他們學(xué)習(xí)的物理興趣，提升他們的學(xué)習(xí)物理積極性.

（三）深入淺出，層層遞進(jìn)

教學(xué)活動主要讓學(xué)生理解掌握基礎(chǔ)知識，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行拔高訓(xùn)練.有些教師過于急功近利，一心希望學(xué)生盡快掌握多種解題方法，以提升物理邏輯思維能力.這樣的教學(xué)往往會適得其反，學(xué)生在沒有掌握基礎(chǔ)知識的前提下，就一次性為他們灌輸太多的新鮮解題思路，容易造成學(xué)生記憶混亂.長此以往，會使學(xué)生逐漸喪失學(xué)習(xí)物理的信心，對物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生倦怠感.所以，在日常物理教學(xué)中，教師應(yīng)該注意循序漸進(jìn)的教學(xué)步驟，深入淺出地為學(xué)生解疑答惑，切不可急于求成.

結(jié)束語綜上所述，將“一題多解”運(yùn)用于高中物理教學(xué)中，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考意識和自主學(xué)習(xí)能力，發(fā)散學(xué)生的思維，幫助學(xué)生熟練掌握、理解相關(guān)物理學(xué)原理，使學(xué)生解題手法更靈活多變，幫助學(xué)生將物理知識中的各個零碎知識點(diǎn)構(gòu)建成一個系統(tǒng)的物理知識網(wǎng)絡(luò)，有效提高他們的解題能力.

得4v0+8a=1.6 ①

由題可知，該矩形木塊在后四秒的位移是仍舊保持在1.6m，可得

S=v0·t+112a·t2=112v0×8+112a×64=1.6 m，

得8v0+32a=1.6 ②

由公式①、②可得a=-0.1（m/s2），V0=0.6（m/s）

2.運(yùn)用推論法求解

由題可知，矩形木塊上沖的整個過程中，加速度一直維持不變，所以由公式Δx=at2可得該木塊的加速度數(shù)

a=Δx1x=1.6142=0.1（m/s2）

3.分段推論法

由題可知，該矩形木塊一直在做勻速變速運(yùn)動，所以木塊運(yùn)動的2s末速度為前4s的平均速度，即

v2=v=1.614=0.4（m/s）

由該木塊在第6s末的速度為0可得木塊的加速度

a=v2-v61t=0.4-014=0.1（m/s2）

（三）例一個做勻速直線運(yùn)動的小球，從某一個非特定時刻起，在前2 s內(nèi)位移了8 m，后兩秒內(nèi)位移為20 m，求小球的運(yùn)動初始速度和加速度值.

1.通過已知的時間和位移求解

8=v0·2+a·2212 ①

28=v0·4+a·4212 ②

可得最終結(jié)果為v0=1（m/s），a=3（m/s2）

2.運(yùn)用推論法求解

由題可知，該小球一直在做勻速直線運(yùn)動，由公式Δs=at2可得

Δs=at2=a×22=20-8=12，

可以求得a=3（m/s2）

將已知量帶入到公式中可得

8=v0·2+a·2212=2v0+2×3，

可以求得V0=1（m/s）

二、“一題多解”應(yīng)當(dāng)遵守的原則

學(xué)習(xí)物理中，掌握的物理知識越多，則解題方法越廣.相應(yīng)的，物理邏輯性越強(qiáng)的學(xué)生，解題的步驟就更簡捷明了.教師要充分考慮學(xué)生的實(shí)際水平，循序漸進(jìn)地為他們加強(qiáng)物理習(xí)題的廣度和深度，從實(shí)際情況出發(fā)，照顧到所有同學(xué)的理解、接受能力，逐步培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維，幫助他們加強(qiáng)物理邏輯性，提高物理課堂的聽課效率，有助于提升整個班級的物理綜合水平.教師在高中物理課堂的“一題多解”教學(xué)應(yīng)該遵循的原則：

（一）分清主次內(nèi)容

教師教學(xué)時切不可因小失大、不明主次.物理教師日常教學(xué)中細(xì)心留意學(xué)生的動向，將大部分學(xué)生易于接受的解題方法作為教學(xué)重點(diǎn)進(jìn)行講解.對于多數(shù)學(xué)生難以掌握的解題方法選擇直接放棄，不要浪費(fèi)過多的時間，以節(jié)省課堂時間，提升課堂效率.對于少部分有其他思路的學(xué)生，可以在課下進(jìn)行單方面的交流，以節(jié)約課堂時間，有效提升課堂利用率.

（二）從實(shí)際出發(fā)，因材施教

學(xué)習(xí)高中物理過程中，由于每一位學(xué)生的理解掌握能力不同，教師應(yīng)該因材施教，結(jié)合客觀實(shí)際，調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和方法.物理只是高中眾多學(xué)科中的一門，每位學(xué)生都有自己的閃光之處.物理教師教學(xué)中，不能按高水準(zhǔn)要求每一位學(xué)生，要根據(jù)學(xué)生自身的物理敏感度分層次教學(xué).對物理基礎(chǔ)較好、悟性較高的學(xué)生講解一些深層次的、需要較強(qiáng)邏輯性的解題方法；針對物理水平較低的學(xué)生，要鼓勵他們在掌握一般方法的基礎(chǔ)上，多多嘗試新的解題思路，逐漸培養(yǎng)起他們學(xué)習(xí)的物理興趣，提升他們的學(xué)習(xí)物理積極性.

（三）深入淺出，層層遞進(jìn)

教學(xué)活動主要讓學(xué)生理解掌握基礎(chǔ)知識，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行拔高訓(xùn)練.有些教師過于急功近利，一心希望學(xué)生盡快掌握多種解題方法，以提升物理邏輯思維能力.這樣的教學(xué)往往會適得其反，學(xué)生在沒有掌握基礎(chǔ)知識的前提下，就一次性為他們灌輸太多的新鮮解題思路，容易造成學(xué)生記憶混亂.長此以往，會使學(xué)生逐漸喪失學(xué)習(xí)物理的信心，對物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生倦怠感.所以，在日常物理教學(xué)中，教師應(yīng)該注意循序漸進(jìn)的教學(xué)步驟，深入淺出地為學(xué)生解疑答惑，切不可急于求成.

結(jié)束語綜上所述，將“一題多解”運(yùn)用于高中物理教學(xué)中，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考意識和自主學(xué)習(xí)能力，發(fā)散學(xué)生的思維，幫助學(xué)生熟練掌握、理解相關(guān)物理學(xué)原理，使學(xué)生解題手法更靈活多變，幫助學(xué)生將物理知識中的各個零碎知識點(diǎn)構(gòu)建成一個系統(tǒng)的物理知識網(wǎng)絡(luò)，有效提高他們的解題能力.

得4v0+8a=1.6 ①

由題可知，該矩形木塊在后四秒的位移是仍舊保持在1.6m，可得

S=v0·t+112a·t2=112v0×8+112a×64=1.6 m，

得8v0+32a=1.6 ②

由公式①、②可得a=-0.1（m/s2），V0=0.6（m/s）

2.運(yùn)用推論法求解

由題可知，矩形木塊上沖的整個過程中，加速度一直維持不變，所以由公式Δx=at2可得該木塊的加速度數(shù)

a=Δx1x=1.6142=0.1（m/s2）

3.分段推論法

由題可知，該矩形木塊一直在做勻速變速運(yùn)動，所以木塊運(yùn)動的2s末速度為前4s的平均速度，即

v2=v=1.614=0.4（m/s）

由該木塊在第6s末的速度為0可得木塊的加速度

a=v2-v61t=0.4-014=0.1（m/s2）

（三）例一個做勻速直線運(yùn)動的小球，從某一個非特定時刻起，在前2 s內(nèi)位移了8 m，后兩秒內(nèi)位移為20 m，求小球的運(yùn)動初始速度和加速度值.

1.通過已知的時間和位移求解

8=v0·2+a·2212 ①

28=v0·4+a·4212 ②

可得最終結(jié)果為v0=1（m/s），a=3（m/s2）

2.運(yùn)用推論法求解

由題可知，該小球一直在做勻速直線運(yùn)動，由公式Δs=at2可得

Δs=at2=a×22=20-8=12，

可以求得a=3（m/s2）

將已知量帶入到公式中可得

8=v0·2+a·2212=2v0+2×3，

可以求得V0=1（m/s）

二、“一題多解”應(yīng)當(dāng)遵守的原則

學(xué)習(xí)物理中，掌握的物理知識越多，則解題方法越廣.相應(yīng)的，物理邏輯性越強(qiáng)的學(xué)生，解題的步驟就更簡捷明了.教師要充分考慮學(xué)生的實(shí)際水平，循序漸進(jìn)地為他們加強(qiáng)物理習(xí)題的廣度和深度，從實(shí)際情況出發(fā)，照顧到所有同學(xué)的理解、接受能力，逐步培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維，幫助他們加強(qiáng)物理邏輯性，提高物理課堂的聽課效率，有助于提升整個班級的物理綜合水平.教師在高中物理課堂的“一題多解”教學(xué)應(yīng)該遵循的原則：

（一）分清主次內(nèi)容

教師教學(xué)時切不可因小失大、不明主次.物理教師日常教學(xué)中細(xì)心留意學(xué)生的動向，將大部分學(xué)生易于接受的解題方法作為教學(xué)重點(diǎn)進(jìn)行講解.對于多數(shù)學(xué)生難以掌握的解題方法選擇直接放棄，不要浪費(fèi)過多的時間，以節(jié)省課堂時間，提升課堂效率.對于少部分有其他思路的學(xué)生，可以在課下進(jìn)行單方面的交流，以節(jié)約課堂時間，有效提升課堂利用率.

（二）從實(shí)際出發(fā)，因材施教

學(xué)習(xí)高中物理過程中，由于每一位學(xué)生的理解掌握能力不同，教師應(yīng)該因材施教，結(jié)合客觀實(shí)際，調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和方法.物理只是高中眾多學(xué)科中的一門，每位學(xué)生都有自己的閃光之處.物理教師教學(xué)中，不能按高水準(zhǔn)要求每一位學(xué)生，要根據(jù)學(xué)生自身的物理敏感度分層次教學(xué).對物理基礎(chǔ)較好、悟性較高的學(xué)生講解一些深層次的、需要較強(qiáng)邏輯性的解題方法；針對物理水平較低的學(xué)生，要鼓勵他們在掌握一般方法的基礎(chǔ)上，多多嘗試新的解題思路，逐漸培養(yǎng)起他們學(xué)習(xí)的物理興趣，提升他們的學(xué)習(xí)物理積極性.

（三）深入淺出，層層遞進(jìn)

教學(xué)活動主要讓學(xué)生理解掌握基礎(chǔ)知識，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行拔高訓(xùn)練.有些教師過于急功近利，一心希望學(xué)生盡快掌握多種解題方法，以提升物理邏輯思維能力.這樣的教學(xué)往往會適得其反，學(xué)生在沒有掌握基礎(chǔ)知識的前提下，就一次性為他們灌輸太多的新鮮解題思路，容易造成學(xué)生記憶混亂.長此以往，會使學(xué)生逐漸喪失學(xué)習(xí)物理的信心，對物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生倦怠感.所以，在日常物理教學(xué)中，教師應(yīng)該注意循序漸進(jìn)的教學(xué)步驟，深入淺出地為學(xué)生解疑答惑，切不可急于求成.

結(jié)束語綜上所述，將“一題多解”運(yùn)用于高中物理教學(xué)中，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考意識和自主學(xué)習(xí)能力，發(fā)散學(xué)生的思維，幫助學(xué)生熟練掌握、理解相關(guān)物理學(xué)原理，使學(xué)生解題手法更靈活多變，幫助學(xué)生將物理知識中的各個零碎知識點(diǎn)構(gòu)建成一個系統(tǒng)的物理知識網(wǎng)絡(luò)，有效提高他們的解題能力.