聚焦思想方法 提升解題能力——核心素養(yǎng)背景下的高考復(fù)習(xí)策略初探

貴州 胡道成

高考題非常注重學(xué)科方法和思維方法的運(yùn)用能力，高考答題是一個(gè)知識(shí)的選擇、組合、運(yùn)用的智力活動(dòng)。高考備考教學(xué)過程中必須把“思想方法”突顯出來，把概念、定理、定律、公式等知識(shí)聯(lián)系起來形成結(jié)構(gòu)。教學(xué)過程中要提高學(xué)生的解題能力，就必須聚焦思想方法，把物理思想方法和特殊思維方法的應(yīng)用能力作為一項(xiàng)重要策略來提升，有針對(duì)性的引導(dǎo)學(xué)生去思考、領(lǐng)悟、感知、品味、體驗(yàn)，逐步提高學(xué)生面對(duì)新穎的、陌生的實(shí)際問題時(shí)能自覺、獨(dú)立地運(yùn)用科學(xué)思想方法分析、論證并運(yùn)用相關(guān)物理知識(shí)解答問題的能力。

一、建構(gòu)物理模型，尋找基本知識(shí)、規(guī)律的運(yùn)用途徑

【例1】(2018年全國(guó)Ⅱ卷第16題)2018年2月，我國(guó)500 m口徑射電望遠(yuǎn)鏡(天眼)發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星“J0318+0253”，其自轉(zhuǎn)周期T=5.19 ms，假設(shè)星體為質(zhì)量均勻分布的球體，已知萬有引力常量為6.67×10-11N·m2/kg2。以周期T穩(wěn)定自轉(zhuǎn)的星體的密度最小值約為

( )

A.5×109kg/m3B.5×1012kg/m3

C.5×1015kg/m3D.5×1018kg/m3

【備考啟示】建立合適的物理模型是思維的關(guān)鍵，高中物理涉及二十多種物理模型，教學(xué)過程中要善于引導(dǎo)學(xué)生識(shí)別實(shí)物現(xiàn)象中的物理模型，準(zhǔn)確聯(lián)想到相關(guān)的物理概念、規(guī)律和公式，進(jìn)而尋找已知量與待求量之間的具體關(guān)系。

二、結(jié)合生產(chǎn)、生活經(jīng)驗(yàn)，圍繞物理知識(shí)、規(guī)律提高估算能力

【例2】(2018年全國(guó)Ⅱ卷第15題)高空墜物極易對(duì)行人造成傷害。若一個(gè)50 g的雞蛋從一居民樓的25層墜下，與地面的碰撞時(shí)間約為2 ms，則該雞蛋對(duì)地面產(chǎn)生的沖擊力約為

( )

A.10 N B.102N

C.103N D.104N

【備考啟示】解答估算題通常需要建立物理模型，同時(shí)使用生產(chǎn)、生活中積累的常識(shí)性數(shù)據(jù)、采用合理取舍的數(shù)學(xué)近似方法處理，進(jìn)行科學(xué)的推理和論證。高中物理的教學(xué)過程不應(yīng)該是一個(gè)“兩耳不聞窗外事，一心只讀圣賢書”的“書山題?！彼烙浻脖尺^程！

三、培養(yǎng)科學(xué)想象能力，在嚴(yán)密的邏輯聯(lián)系中去推理、綜合與分析

【例3】(2018年全國(guó)Ⅰ卷第18題)如圖1，abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道，ab水平，長(zhǎng)度為2R；bc是半徑為R的四分之一圓弧，與ab相切于b點(diǎn)。一質(zhì)量為m的小球，始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，自a點(diǎn)處從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)。重力加速度大小為g。小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn)，機(jī)械能的增量為

( )

圖1

A.2mgRB.4mgR

C.5mgRD.6mgR

【備考啟示】愛因斯坦說過：“想象力比知識(shí)更重要，因?yàn)橹R(shí)是有限的，而想象力可概括世界上的一切，推動(dòng)著進(jìn)步，并且是知識(shí)進(jìn)化的源泉?！痹?018年高考題命題中采用引入這種隱形“場(chǎng)”(題圖不給出)考查學(xué)生“想象能力”的題目還有全國(guó)Ⅱ卷第20題“整個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中”和全國(guó)Ⅲ卷第25題“小球還一直受到一水平恒力”。解題時(shí)加上這個(gè)隱形場(chǎng)的場(chǎng)線引導(dǎo)以維持嚴(yán)密的思維邏輯是至關(guān)重要的。本題還設(shè)下了一個(gè)讓考生錯(cuò)誤率很高的“陷阱”，即易把“軌跡最高點(diǎn)”當(dāng)成“軌道最高點(diǎn)”，觀察能力也很重要。

四、把握基本規(guī)律，以不變應(yīng)萬變，定性與半定量相結(jié)合

【例4】(2015年全國(guó)Ⅰ卷第20題)如圖2(a)，一物塊在t=0時(shí)刻滑上一固定斜面，其運(yùn)動(dòng)的v-t圖線如圖2(b)所示。若重力加速度及圖中的v0、v1、t1均為已知量，則可求出

( )

圖2

A.斜面的傾角

B.物塊的質(zhì)量

C.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)

D.物塊沿斜面向上滑行的最大高度

【備考啟示】本題通過圖象來考查學(xué)生的物理方法，只要抓住“一看軸，二看線，三看斜率，四看面積，五看截距，六看點(diǎn)”這些常規(guī)的思路識(shí)別出斜率、面積、截距的物理意義并結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)情況，選擇牛頓第二定律和恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)學(xué)公式就很容易通過分析、推理得出結(jié)果。根本沒必要算出具體結(jié)果，只需要適當(dāng)?shù)挠?jì)算就可推理出θ、μ和最大高度能夠求出來即可。只會(huì)低頭計(jì)算不會(huì)抬頭思考是徒勞而費(fèi)時(shí)的，要把定性分析與半定量方法有機(jī)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)提速增效。合理使用量綱分析法、對(duì)稱分析法、數(shù)量級(jí)估算法、特殊值分析法等能夠做出判定的，能不算就不算。

五、抓住思維起點(diǎn)，注重優(yōu)選公式和算法，寧可直中取，不在曲中求

【例5】高爾夫是一種把享受大自然的樂趣、體育鍛煉和游戲集于一身的運(yùn)動(dòng)，看重紳士風(fēng)度之展現(xiàn)。比賽要求球處于靜止?fàn)顟B(tài)才可開始。在某次比賽中，一名高爾夫運(yùn)動(dòng)員擊球后球恰好落在洞的邊緣，洞縱切面恰好是半徑為R的半圓，如圖3所示，假設(shè)忽略空氣阻力，重力加速度為g，把此球以大小不同的初速度v0沿半徑方向水平擊出，球落到圓周上，則下列說法正確的是

( )

圖3

A.v0越大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)

C.調(diào)整v0大小到合適，球就會(huì)垂直擊在圓周上

D.無論v0多大，球都不會(huì)垂直擊在圓周上

【備考啟示】識(shí)別模型，將題給情境進(jìn)行同化，在腦海中迅速搜索出相關(guān)“子結(jié)論”，充分利用推論實(shí)現(xiàn)“以題攻題”是一種高階思維能力，養(yǎng)成這種思維習(xí)慣往往具有事半功倍的效果。再比如2018年全國(guó)Ⅱ卷第21題的解答過程中就需要用到“勻強(qiáng)電場(chǎng)中同一條直線上兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與兩點(diǎn)間的距離成正比”這一推論。思維品質(zhì)的優(yōu)化是解題過程中必須考慮的問題，平時(shí)要善于引導(dǎo)學(xué)生看準(zhǔn)題干，弄清情境，切勿在解題過程中急于求成而忘記了為什么出發(fā)，落入自尋煩惱的困境中。

六、充分利用逆向思維法、極限法、對(duì)稱法、微元法、等效法等特殊思維方法參與解題，可以提升思維品質(zhì)，出奇制勝

【例6】(原創(chuàng)題)如圖4所示，熱氣球及吊籃的質(zhì)量為M，有一質(zhì)量為m的玩具籃球放置于吊籃中，起初它們一起以加速度a上升，當(dāng)玩具籃球(體積可以忽略)突然從吊籃中掉落時(shí)，熱氣球及吊籃上升的加速度將變?yōu)?/p>

( )

圖4

【思路分析】本題可以根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程求解。但如果我們考慮特殊情況，即：將掉落的籃球質(zhì)量m認(rèn)為等于零，代入四個(gè)選項(xiàng)之中，得到的加速度應(yīng)該為a，而滿足這一條件的只有選項(xiàng)C符合，所以本題的答案為C。

【備考啟示】有些物理問題涉及的因素眾多、過程復(fù)雜，很難直接解答。但若將問題推到極端條件或特殊狀態(tài)下進(jìn)行分析，可以使變化關(guān)系變得明顯，實(shí)現(xiàn)對(duì)問題的快速判斷。這種將問題推到極端狀態(tài)進(jìn)行處理的解題方法就是極端法，極端法也可以是在題給條件下使用特殊值代入進(jìn)行分析處理。高考命題導(dǎo)向很注重對(duì)學(xué)生思維品質(zhì)的考查，恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用特殊思維法參與解題過程往往能提高解題效率，使問題化難為易，化繁為簡(jiǎn)。