分類討論，提升物理邏輯思維的嚴(yán)謹(jǐn)性

◇ 馬洪慶

分類討論思想是我們深入思考問題的一種重要思想．高中物理學(xué)習(xí)離不開對(duì)問題的分類討論．將具體問題分情況討論，有助于更加全面地分析問題，提升物理邏輯思維的嚴(yán)謹(jǐn)性．近年來，隨著學(xué)科核心素養(yǎng)的提出，如何提升學(xué)生物理邏輯思維的嚴(yán)謹(jǐn)性成為十分重要的研究?jī)?nèi)容．下面，筆者圍繞分類討論思想在高中物理思維培養(yǎng)中的教學(xué)策略展開論述．

1 多維角度，梳理各種情況

大多數(shù)時(shí)候，我們所接觸的物理問題往往不是只需要簡(jiǎn)單地研究某一物理對(duì)象．常見的物理問題中通常涉及多個(gè)對(duì)象的變化，學(xué)生在解決這類問題時(shí)，應(yīng)當(dāng)學(xué)會(huì)由主及次，從多維角度討論分析，通過梳理各種情況，幫助自己更加全面地認(rèn)識(shí)問題．教師在教學(xué)過程中可以進(jìn)行針對(duì)性講解，梳理問題的分析過程，引導(dǎo)學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕忸}思維．

例如，在教授“氣體”時(shí)，教師可以向?qū)W生講解這樣一個(gè)問題:假設(shè)有一個(gè)可以通過自由膨脹來維持球內(nèi)外壓強(qiáng)相等的氫氣球，由于大氣壓強(qiáng)隨著高度的增加不斷減小，因此，氫氣球在上升的過程中，體積將不斷膨脹，若大氣和氫氣都視為理想氣體，溫度、大氣的平均摩爾質(zhì)量和重力加速度等都是恒定不變的，試探究氣球在上升過程中所受的浮力變化．對(duì)于這道題，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生分別從氫氣球內(nèi)氣體和外界大氣兩個(gè)對(duì)象出發(fā)進(jìn)行討論．首先分析氫氣，若地面附近的壓強(qiáng)和體積分別為p1、V1，上升到一定高度后分別為p2、V2，那么p1V1＝p2V2，以大氣為研究對(duì)象進(jìn)行討論可以得出:其兩次壓強(qiáng)之比等于密度之比．分別以氫氣和大氣為研究對(duì)象進(jìn)行討論后就可以利用所得關(guān)系對(duì)結(jié)果進(jìn)行判斷，氫氣球兩次所受浮力之比等于重力之比，即，即氫氣球所受浮力沒有發(fā)生改變．

從多維角度分析討論，能夠幫助學(xué)生更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)胤治鼋鉀Q物理問題．教師在講解后還可以為學(xué)生布置一些習(xí)題，以深化學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解．

2 分析屬性，解釋物理過程

物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變往往伴隨著其物理屬性的改變，例如受力、能量等．這部分內(nèi)容是高中物理學(xué)習(xí)中的重難點(diǎn)．在解決這類問題時(shí)，可以將未知量進(jìn)行分類討論，從而解釋具體物理過程．對(duì)此，教師可以在教學(xué)過程中帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行屬性分析，通過分類討論，引導(dǎo)其正確理解與掌握屬性分析的特點(diǎn)及方法．

例如，在講解“靜電場(chǎng)”時(shí)，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生分析這樣一道例題:將一個(gè)帶電小球1固定在光滑絕緣桌面上，另一側(cè)放有另一帶電小球2，若給小球2一個(gè)初速度，該速度方向與兩小球的連線垂直，試分析小球2運(yùn)動(dòng)過程中的運(yùn)動(dòng)情況．在解決這道題目時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)帶領(lǐng)學(xué)生從兩個(gè)方面進(jìn)行討論，分別為兩小球的電性相同或者電性不同．若為同種電荷，則球2所受的庫(kù)侖力為排斥力，運(yùn)動(dòng)過程中做速度增大但加速度減小的曲線運(yùn)動(dòng)，庫(kù)侖力做正功．若為異種電荷，庫(kù)侖力為吸引力，那么就需要將球2所受的吸引力與向心力進(jìn)行比較，若相等則說明小球接下來做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若吸引力較小，則做離心運(yùn)動(dòng)，否則做速度增大、加速度也增大的曲線運(yùn)動(dòng)．這樣以帶電情況劃分并圍繞加速度和速度、庫(kù)侖力等屬性展開分析，能夠幫助學(xué)生更加全面地分析解釋物理過程，提升學(xué)生邏輯思維的嚴(yán)謹(jǐn)性．

在分析探究物理過程時(shí)，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生分類討論，通過分析屬性的變化幫助學(xué)生更加準(zhǔn)確地解釋物理過程，提升物理學(xué)習(xí)效率．

3 拓展變化，延伸一類題型

高中物理涉及的公式和規(guī)律很多．學(xué)生不僅需要掌握基礎(chǔ)的物理公式，同時(shí)還要靈活使用相關(guān)公式．教師在教學(xué)過程中可以通過拓展變化帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行分析，延伸題型，引導(dǎo)學(xué)生更好地掌握和使用物理公式，提升物理學(xué)習(xí)效率．

通過拓展變化，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行分類討論，能夠加強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)及公式的靈活使用，提升物理邏輯思維的嚴(yán)謹(jǐn)性．但僅僅依靠教師的講解還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，學(xué)生應(yīng)當(dāng)及時(shí)地整理、消化吸收、自主分析推導(dǎo)，加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的掌握．

總之，分類討論思想是高中物理學(xué)習(xí)中十分重要的一種解題思想．教師應(yīng)當(dāng)通過教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生逐漸掌握分類討論思想，幫助其養(yǎng)成更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢磉壿嬎季S，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成，為長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．