提升學(xué)生解決物理問題能力的四種方法

吳祥

【摘 要】本文論述提升學(xué)生解決物理問題能力的四種方法：由條件到結(jié)論，直觀感知；由問題到遷移，發(fā)散思維；由命題到逆命題，反向推理；注意陷阱，謹(jǐn)防偏差，以有效地提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，提高教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】物理問題 分析能力 發(fā)散思維 反向推理

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2017）07B-0145-02

培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力不是一朝一夕就能夠完成的，它需要貫穿于整個(gè)教學(xué)過程中。授業(yè)解惑，需要我們?nèi)パ詡魃斫?。筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生信息處理能力，可以有效地提高學(xué)生解決物理問題的能力。

一、由條件到結(jié)論，直觀感知

想要培養(yǎng)學(xué)生高效解決問題的能力，我們必須教會(huì)他們?nèi)绾畏治鰡栴}。而分析問題的第一步就是要找出題目中的已知條件，只有有效地找出題目中給出的條件來加以分析，才能解決問題。

例如，在講解《曲線運(yùn)動(dòng)》的課堂上，學(xué)生問過筆者這樣一道題：“平拋一個(gè)小球，小球在落地前一秒內(nèi)的速度與水平方向的夾角由 37°變?yōu)?53°，求小球拋出時(shí)的速度（g=10m/s2）?！痹谥v這道題的時(shí)候，筆者引導(dǎo)學(xué)生由條件到結(jié)論的整個(gè)過程進(jìn)行推理。首先，筆者讓學(xué)生找出題目中的已知條件，從題目中學(xué)生可以知道小球的運(yùn)動(dòng)類型和小球落地前一秒內(nèi)速度的方向與水平方向夾角的變化。但是這些條件并不足以解決這個(gè)問題，因此筆者接下來引導(dǎo)學(xué)生從已知條件中推導(dǎo)出間接條件：因?yàn)槲矬w做平拋運(yùn)動(dòng)，所以落地前一秒時(shí)速度的水平分量和落地時(shí)速度的水平分量是相等的，因此就可知道落地前一秒時(shí)速度的垂直分量 v1 和落地時(shí)速度的垂直分量 v2 的比值。挖掘出了 這個(gè)潛在條件后，就可迎刃而解了。因?yàn)轭}目中給出了小球落地前速度與水平方向的夾角，所以學(xué)生就可知道 v2 與拋出小球速度的夾角。學(xué)生根據(jù) v2=v1+gt 這個(gè)公式得出了 v2 的值，最后根據(jù)以上兩個(gè)條件得出了問題的答案 （m/s）。引導(dǎo)學(xué)生去分析已知條件，使解題過程變得有條理，這樣會(huì)讓他們?cè)谝院蠼獯饐栴}的過程中變得更加從容。

引導(dǎo)學(xué)生尋找和分析題目中的已知條件，可以增強(qiáng)他們的直觀感覺，讓他們?cè)诮忸}的時(shí)候變?nèi)菀滓恍Ｅ囵B(yǎng)學(xué)生分析問題的能力，可以讓他們?cè)陔y題面前不再束手無策，可以很好地提升他們解決物理問題的能力。

二、由問題到遷移，發(fā)散思維

在講題的過程中，我們會(huì)給學(xué)生傳授一些解題方法，一般來說這些解題方法不僅僅適用于一個(gè)問題，而且也適用于許多其他的問題。在一解多用的過程中，學(xué)生需要具備遷移的能力，即把一個(gè)問題的解答方法嫁接到另一個(gè)問題的解決過程中。

例如，在講《運(yùn)動(dòng)的合成與分解》的時(shí)候，筆者讓學(xué)生重溫《力的合成》和《力的分解》的基本內(nèi)容，因?yàn)樗鼈兌咧g有異曲同工之妙。運(yùn)動(dòng)和力都是矢量，都可以把他們分解為在垂直的 x 軸和 y 軸上的分量，然后分別研究它們?cè)?x 軸和 y 軸上的運(yùn)動(dòng)和作用，學(xué)生如果把力的分解理解透徹了，那么他們對(duì)運(yùn)動(dòng)的分解的理解就會(huì)容易一些。“古學(xué)今用”不僅可以運(yùn)用于新知識(shí)的講解，而且也同樣適用于問題的解答過程。學(xué)生可以在解決問題的過程中，找到本題與以前所做過的題目的相同點(diǎn)，然后運(yùn)用類似的方法快速地得出解答，這對(duì)提高學(xué)生解題效率有很好的作用。

學(xué)生在學(xué)習(xí)中要學(xué)會(huì)融會(huì)貫通，如果他們掌握了“移花接木”之法，那么所有陌生的題目對(duì)他們來說都會(huì)變得很容易。讓學(xué)生學(xué)會(huì)由問題到遷移的過程，不僅可以提升他們解決物理問題的能力，而且可以發(fā)散他們的思維，讓他們的大腦更加靈活。

三、由命題到逆命題，反向推理

“命題”和“逆命題”是數(shù)學(xué)上兩個(gè)重要的概念，但在物理學(xué)科中也有“命題”和“逆命題”。物理課本中的一些問題既可以從條件推出結(jié)論，也可以從結(jié)論推出條件。但有些問題只可以從條件推出結(jié)論，卻不可以從結(jié)論推出條件。所以學(xué)生在解題的過程中，要注意“逆命題”是否成立，如果成立，就可進(jìn)行反向推理；反之，進(jìn)行反向推理只能得出錯(cuò)誤的結(jié)論。

例如，在《相互作用》的課堂上，學(xué)生做過這樣一道選擇題：

下列有關(guān)重力、彈力、摩擦力的說法中，正確的有（ ）

A.運(yùn)動(dòng)物體不可能受到靜摩擦力，靜止的物體不可能受到滑動(dòng)摩擦力

B.物體間有摩擦力時(shí)一定有彈力，這兩個(gè)力的方向一定垂直

C.重力、彈力、摩擦力既可以是動(dòng)力也可以是阻力

D.靜止在桌面上的物體對(duì)桌面的壓力就是物體的重力

學(xué)生對(duì)選項(xiàng) A 感到非常糾結(jié)，因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦力是在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的，所以學(xué)生就認(rèn)為靜止的物體不可能受到滑動(dòng)摩擦力。有這種想法是因?yàn)閷W(xué)生沒有搞清楚其“逆命題”是否成立，所以做出了錯(cuò)誤的反向推理。在講這道題的時(shí)候，筆者給學(xué)生舉了一個(gè)反面例子：用力推一個(gè)箱子，使它在地面上運(yùn)動(dòng)，地面給箱子的滑動(dòng)摩擦力與它的運(yùn)動(dòng)方向相反，但是由于相互作用力，箱子對(duì)地面會(huì)有與它運(yùn)動(dòng)方向相同的滑動(dòng)摩擦力。經(jīng)過這么分析，學(xué)生一下子就豁然開朗了。物理學(xué)中有些“逆命題”是成立的，有些是不成立，所以學(xué)生不能想當(dāng)然地進(jìn)行反向推理，必須要有實(shí)際事例作為依據(jù)。

在講課的過程中，我們需要讓學(xué)生注意“逆命題”是否存在，避免他們因?yàn)槔缅e(cuò)誤的“逆命題”進(jìn)行反向推理而出現(xiàn)差錯(cuò)。在學(xué)生不確定“逆命題”是否存在的時(shí)候，我們可以給他們列舉反例來證明，這樣會(huì)讓他們的印象更加深刻，提高他們以后解決此類問題的正確率。

四、注意陷阱，謹(jǐn)防偏差

在一些物理問題中，會(huì)出現(xiàn)信息“錯(cuò)誤”的問題，這個(gè)時(shí)候?qū)W生如果不能保持清醒的頭腦，那么他們就極有可能會(huì)因?yàn)榇笠舛羧胂葳?。因此在做題的過程中，學(xué)生必須時(shí)刻高度集中注意力，嚴(yán)密檢查其中是否存在陷阱，防備因?yàn)榇笠舛霈F(xiàn)解題的偏差。

例如，在講《摩擦力》的時(shí)候，筆者讓學(xué)生做這樣一道題：放在水平地面上的物體 M，上面有一物體 m，M 與 m 之間有一處于壓縮狀態(tài)的彈簧，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖 1 所示，判斷 m 和 M 是否受到摩擦力的作用；如果有，則指出摩擦力的方向。

這道題的陷阱就在于“整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)”，看到“靜止”二字，學(xué)生會(huì)立刻想到 m 與 M 不受摩擦力的作用，這樣就會(huì)讓整個(gè)題的解答出現(xiàn)錯(cuò)誤。在給學(xué)生講解這道題的時(shí)候，筆者先問學(xué)生一個(gè)問題：“m 和 M 有沒有受到外力的作用？”學(xué)生低頭看過題目后回答說：“有。”接著筆者提問了一個(gè)學(xué)生：“這個(gè)外力是什么力？”那位學(xué)生回答道：“彈簧的彈力?！比绻麑W(xué)生弄明白了 m 和 M 有外力的作用，那么這個(gè)題目就好解決了。m 會(huì)受到向左的彈力，所以 M 對(duì)它有向右的摩擦力讓它保持靜止，二者之間是相互作用力，所以 m 對(duì) M 有向左的摩擦力。如果學(xué)生識(shí)破了題目中的陷阱，那么他們的解題過程就會(huì)一帆風(fēng)順。

在講題的過程中，我們要指出學(xué)生容易忽略的地方，讓他們對(duì)自己的失誤加深印象。這樣會(huì)給學(xué)生敲響警鐘，讓他們時(shí)刻警惕陷阱的出現(xiàn)，提高學(xué)生解答物理問題的正確率。

隨著時(shí)代的進(jìn)步，學(xué)生具備解決問題的能力日益重要，因此，我們?cè)谑谡n的過程中需要重視學(xué)生解決物理問題能力的培養(yǎng)。以上四種方法，可以有效培養(yǎng)學(xué)生處理物理問題信息的能力，進(jìn)而提升他們解決問題的能力。其實(shí)，這四種方法同樣適用于其他學(xué)科，同樣能對(duì)學(xué)生成績的提升有很大幫助。

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（責(zé)編 盧建龍）