高中物理解題思維方法的探究與運(yùn)用

吳斌

【摘 要】對(duì)于高中階段的物理學(xué)習(xí)，理論和實(shí)踐二者缺一不可。筆者在高中物理教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生對(duì)物理有恐懼心理，他們平時(shí)會(huì)花費(fèi)很多時(shí)間在物理學(xué)習(xí)上，但是成績(jī)卻一般，這造成其對(duì)物理學(xué)習(xí)失去信心，更加恐懼，形成惡性循環(huán)。通過(guò)對(duì)這些現(xiàn)象進(jìn)行分析總結(jié)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題主要集中在學(xué)生對(duì)物理基本定理、公式和概念的理解上。學(xué)生對(duì)這些基本知識(shí)理解不夠透徹，沒(méi)有掌握解物理題的思維方法，從而導(dǎo)致其對(duì)概念、原理、定理、公式等背得滾瓜爛熟，但是應(yīng)用起來(lái)卻很吃力。因此，在物理學(xué)習(xí)中，教師應(yīng)注意使學(xué)生掌握解決問(wèn)題的思維方法。

【關(guān)鍵詞】高中物理;解題思維;方法;運(yùn)用分析

【中圖分類號(hào)】G633.7? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A? 【文章編號(hào)】1671-8437（2020）28-0079-02

高中物理知識(shí)內(nèi)容與探索的方法都與日常生活有著密切聯(lián)系。因此，培養(yǎng)學(xué)生的物理思維非常重要。高中物理強(qiáng)調(diào)知識(shí)的運(yùn)用，學(xué)生所需掌握的物理能力較之初中階段有本質(zhì)的變化。在高中物理教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，既可以使學(xué)生形成基本的物理認(rèn)識(shí)，還可以幫助學(xué)生解決日常生活中遇到的一些難題，幫助學(xué)生理解物理學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)[1]。

1? ?培養(yǎng)學(xué)生物理思維的意義

隨著新課程改革的不斷推進(jìn)，教學(xué)模式由傳統(tǒng)的以“教”為主逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴皩W(xué)”為主，物理教學(xué)的重點(diǎn)也逐步轉(zhuǎn)向在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力，重視挖掘?qū)W生的物理探索能力[2]。隨著課改的推進(jìn)，素質(zhì)教育逐步得到重視，在教學(xué)中強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的鍛煉與培養(yǎng)成為高中教學(xué)的新方向。尤其對(duì)于強(qiáng)調(diào)事物變化規(guī)律的物理學(xué)科來(lái)說(shuō)，學(xué)生在學(xué)習(xí)中所養(yǎng)成的物理思維方式與分析能力是影響其學(xué)習(xí)效果的關(guān)鍵因素。在日常的物理學(xué)習(xí)中，培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，使得學(xué)生在面對(duì)具體、現(xiàn)實(shí)的物理問(wèn)題時(shí)，可以通過(guò)現(xiàn)象探知事物的本質(zhì)。在基礎(chǔ)知識(shí)牢固掌握的前提下，也要促使學(xué)生在思考運(yùn)用中，強(qiáng)化對(duì)于物理理論知識(shí)的理解和解題創(chuàng)造力。在物理日常教學(xué)中，要通過(guò)多種物理解題形式的鍛煉實(shí)現(xiàn)學(xué)生物理思維的培養(yǎng)，使其在學(xué)習(xí)中形成良好的物理思維習(xí)慣，掌握基礎(chǔ)知識(shí)，搭建物理理論體系。當(dāng)前的高中物理試卷，也強(qiáng)調(diào)考查學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力，出題的靈活性使得物理教師要對(duì)學(xué)生的發(fā)散性思維進(jìn)行培養(yǎng)，使其可以從多個(gè)角度進(jìn)行問(wèn)題的分析與解答[3]。

2? ?高中物理解題思維方式分類概述

物理是一門(mén)對(duì)邏輯思維要求比較高的學(xué)科，而且解題過(guò)程中要求學(xué)生有一定的物理思維能力。因此，對(duì)于高中學(xué)生而言，盡管其初中已經(jīng)有了物理基礎(chǔ)，但是高中物理的學(xué)習(xí)還是有一定難度。所以，作為物理教師，應(yīng)從培養(yǎng)學(xué)生的物理思維入手，不能照著例題生搬硬套，而要引導(dǎo)學(xué)生形成物理解題思維方法，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。根據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，物理的常見(jiàn)解題方法可以總結(jié)為：①整體隔離法;②代換推理法;③假設(shè)法;④類比法等。引導(dǎo)學(xué)生掌握這些解題的規(guī)律和方法，不僅可以提高學(xué)生解決物理實(shí)際問(wèn)題的能力，還可以提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，并進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。高中物理教學(xué)偏向于概念和定理的教學(xué)，并且強(qiáng)調(diào)利用實(shí)驗(yàn)課程對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的驗(yàn)證。隨著新課改的推進(jìn)，素質(zhì)教育的理念逐步被重視，因此，教師在教學(xué)中需要將重點(diǎn)放在學(xué)生物理思維的培養(yǎng)上，在以興趣為基礎(chǔ)的教學(xué)中，增強(qiáng)其探索的欲望。

3? ?物理思維解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的基本思路

解題時(shí)，假如學(xué)生只遵循教科書(shū)的定義和原則，那么解題的步驟就會(huì)復(fù)雜化。而物理思維的特性就是利用物理方式進(jìn)行知識(shí)的整理與利用。當(dāng)遇到具體的物理問(wèn)題時(shí)，物理思維可以完成表面現(xiàn)象的物理化，從物理的角度簡(jiǎn)化與解決問(wèn)題。

通常情況下，利用物理思維解決具體問(wèn)題的主要方式有兩種，一是整體解決法，二是隔離法。顧名思義，整體解決法指的是將物理問(wèn)題中的相關(guān)內(nèi)容視作統(tǒng)一的整體，在分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的過(guò)程中通過(guò)整體性的認(rèn)知解決具體的物理問(wèn)題。而隔離法恰恰與整體解決法相反，指的是在解決問(wèn)題的過(guò)程中通過(guò)知識(shí)的分解，將題目中的物理問(wèn)題分割成具體的知識(shí)部分，通過(guò)對(duì)其中物理關(guān)系的分析與物理規(guī)律的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)物理問(wèn)題的解答。

實(shí)際解題時(shí)，整體解決法與隔離法并非獨(dú)立使用的，多數(shù)情況下物理問(wèn)題的解決需要兩種方式共同使用，先利用整體解決法對(duì)題目初步認(rèn)知，之后通過(guò)題目中題干的分解與物理關(guān)系的判定實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的解答。

4? ?解題過(guò)程中的物理思維轉(zhuǎn)換

4.1? 構(gòu)建物理模型

物理問(wèn)題的解決離不開(kāi)物理模型的構(gòu)建，而物理思維系統(tǒng)是一個(gè)整體，所有環(huán)節(jié)都是相互聯(lián)系、相互依存的?？蓪?duì)物理問(wèn)題進(jìn)行分類和整理，根據(jù)一些相關(guān)問(wèn)題的聯(lián)系建立物理模型。解決實(shí)際物理問(wèn)題時(shí)，通過(guò)問(wèn)題與模型的比對(duì)，選擇合適的物理知識(shí)，并結(jié)合一定的解題技巧，調(diào)動(dòng)知識(shí)體系中相關(guān)的理論知識(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)物理問(wèn)題的解答。

4.2? 正向思維與逆向思維

在具體解題時(shí)，通常會(huì)用到兩種思維方式，一是正向思維，二是逆向思維。逆向思維可很大程度將解決問(wèn)題的過(guò)程簡(jiǎn)化，將復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)化。但具體解題時(shí)，學(xué)生一般比較習(xí)慣用正向思維思考問(wèn)題。因此，在教學(xué)中，教師可以有針對(duì)地培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維，提高學(xué)生解決實(shí)際物理問(wèn)題的高效性。從實(shí)際情況來(lái)看，發(fā)散思維能力是逆向思維培養(yǎng)的基礎(chǔ)，因而教學(xué)中也要重視培養(yǎng)學(xué)生思維的發(fā)散性和多維性。除了發(fā)散思維外，對(duì)于高中的物理學(xué)習(xí)，學(xué)生的抽象、邏輯都是重要的思維能力，思維訓(xùn)練的過(guò)程中也要重視其綜合能力的培養(yǎng)。

以卡車勻速行駛為例，制動(dòng)8秒后，勻速行駛的卡車完全停止前進(jìn)，而最后1秒內(nèi)卡車位移2米，求解該卡車的加速度與時(shí)速。對(duì)該題的解答，正向思維的解題思路是以時(shí)間順序?yàn)樽呦蜻M(jìn)行速度的計(jì)算，其過(guò)程繁瑣，需要大量的數(shù)學(xué)計(jì)算;而逆向思維則可以利用時(shí)間的逆序完成題目的再加工，將制動(dòng)過(guò)程看作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，從而選擇運(yùn)動(dòng)學(xué)的物理模型進(jìn)行題目的解答。

4.3? 代換和推理的思維方法

教材中的物理公式是對(duì)物理現(xiàn)象與物理規(guī)律的直觀總結(jié)與呈現(xiàn)，物理解題中，運(yùn)用物理公式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)規(guī)律明顯的物理問(wèn)題進(jìn)行直接解答。而筆者在物理教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，物理公式的運(yùn)用在面對(duì)某些具體物理問(wèn)題時(shí)卻呈現(xiàn)出簡(jiǎn)單問(wèn)題復(fù)雜化的弊端，因此不能單純地依賴物理知識(shí)解題，而應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生利用代換和推理的思維方式高效解題。這種思維方式主要指的是通過(guò)對(duì)某一具體物理問(wèn)題的探索得出規(guī)律，并將其中的規(guī)律運(yùn)用到同類型的物理問(wèn)題中，實(shí)現(xiàn)解題步驟的簡(jiǎn)化與解題效率的提高。

類比推理也是高中物理中常用的思維方式，其通過(guò)已知事物與未知事物的聯(lián)系，探究其中的規(guī)律，運(yùn)用具體的物理知識(shí)，進(jìn)行跨學(xué)科知識(shí)之間的相互轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)物理題目規(guī)律的總結(jié)與具體物理問(wèn)題的解答。

以物塊沖上斜面又回落一題為例，從題干中，可以了解到動(dòng)能為E，速度為v，負(fù)摩擦力做功為。明確基本條件后，假設(shè)沖上斜面的初動(dòng)能變?yōu)?E，求解物體返回時(shí)所做的功。解答該題時(shí)代換的思維方式是將2E代換為E，通過(guò)對(duì)二者之間規(guī)律的總結(jié)，推測(cè)出物塊返回斜面底端時(shí)所做的功為，再利用物理基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算出返回斜面底端時(shí)的速度。

高中物理是一門(mén)綜合性比較強(qiáng)的學(xué)科，它將基本概念、定理、實(shí)驗(yàn)等整合為一體，是一門(mén)將理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科，旨在讓學(xué)生了解基本原理的發(fā)生過(guò)程，激發(fā)學(xué)生的探索欲望和創(chuàng)新能力。在學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要花費(fèi)大量精力對(duì)概念、定理及原理進(jìn)行學(xué)習(xí)和理解。隨著新課改的不斷推進(jìn)，素質(zhì)教育理念日益深入人心，物理教學(xué)也逐步走上了以“學(xué)”為主，以培養(yǎng)學(xué)生興趣為前提且不斷激發(fā)學(xué)生探索欲望和創(chuàng)新能力的創(chuàng)新之路。因此，在物理教學(xué)中，教師需要重視對(duì)學(xué)生物理思維的培養(yǎng)，提高學(xué)生的邏輯思維能力。在平時(shí)的學(xué)習(xí)和練習(xí)中，引導(dǎo)學(xué)生采用多種方式方法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行思考，鍛煉學(xué)生的物理思維能力，進(jìn)一步提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力，幫助學(xué)生構(gòu)建完善的高中物理知識(shí)體系。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]葉從希，涂星火.高中物理解題中“定勢(shì)思維”的危害例題分析[J].物理教學(xué)探討，2009（25）.