高中物理程序法解題思維的培養(yǎng)策略分析

周存亮

【摘要】運(yùn)動(dòng)學(xué)是高中物理人教版必修一教材中的重要知識(shí)點(diǎn)，也是高中物理系統(tǒng)學(xué)習(xí)的開端，這一知識(shí)點(diǎn)與初中物理有聯(lián)系但也存在差異.課堂上，教師要為學(xué)生引入新思路、新概念，幫助學(xué)生探索新學(xué)習(xí)方法，有效克服高中物理系統(tǒng)性教學(xué)中的邏輯思維壁壘.在本文中所探討的是高中物理程序法，主要通過必修一中的運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)點(diǎn)并結(jié)合例題培養(yǎng)學(xué)生的程序法解題思維，最后得出教學(xué)結(jié)論.

【關(guān)鍵詞】高中物理；運(yùn)動(dòng)學(xué)；程序法

如果從知識(shí)本位、解決問題等思維出發(fā)，高一階段物理教師就需要豐富教學(xué)方法，著力于培養(yǎng)學(xué)生正確良好的物理解題思維.本文中主要探討程序法解題思維，程序法屬于基于特殊思維的解題方法，主要按照時(shí)間先后順序?qū)︻}目給出具體的物理分析過程，例如了解物理題目中時(shí)間、速度和位移三者之間的關(guān)系，然后列出方程正確解題.程序法中所闡述的物理位移關(guān)系、速度關(guān)系都非常經(jīng)典，值得深入研討［1］.

1 物理必修一運(yùn)動(dòng)學(xué)的程序法解題思維實(shí)踐運(yùn)用——?jiǎng)蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)問題中單一問題的程序法解題方法

在物理必修一中，運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容豐富，涉及諸多問題，例如勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題中的單一問題或者復(fù)雜問題都可以引入程序法解題思維，下文結(jié)合例題具體來談.

勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題屬于運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)點(diǎn)中的經(jīng)典問題，在解決某些單一過程問題時(shí)，教師可以為學(xué)生給出具體的應(yīng)用題目.

例如 有一輛汽車在平直的高速公路上行駛，此時(shí)汽車突然剎車，即在t=0時(shí)刻時(shí)突然開始剎車，剎車過程中產(chǎn)生位移x以及速度v，二者的關(guān)系是：x=40－140v2（m），然后分析計(jì)算汽車在剎車過程中的加速度大?。縿x車過程的整體持續(xù)時(shí)間是多少？t=0時(shí)刻汽車的速度大小是多少？等等［2］.

在審讀上述題目后，教師采用程序法為學(xué)生解題.因?yàn)槠噭x車問題在日常生活中比較常見，汽車通過剎車停車，并不會(huì)做反方向加速運(yùn)動(dòng)，而是最終保持靜止?fàn)顟B(tài)，因此在解題之前需要首先求解剎車時(shí)間t0，再比較t與t0之間關(guān)系.其中就有t＜t0以及v=0等等條件出現(xiàn)，證明汽車在剎車后停止運(yùn)動(dòng)，剎車距離x發(fā)生的不同變化.在這里，教師要為學(xué)生展示勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與汽車速度之間的關(guān)系，在整理數(shù)據(jù)后對(duì)照題目求解計(jì)算，最各個(gè)單位后參考汽車的平均速度獲得汽車在剎車后的位移公式應(yīng)該為：x=v02t0.

如此一來，就能計(jì)算出汽車在剎車后幾秒停車，且汽車的剎車位移大小也能被輕松計(jì)算出來［3］.

2 勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題中復(fù)雜問題的程序法解題方法

勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題中，有關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)的問題可以非常復(fù)雜，所以教師需要運(yùn)用好程序法解題思路，帶領(lǐng)學(xué)生共同解決某些復(fù)雜問題.

例如 有兩扇電梯門大小相同，總寬度均為d，電梯在關(guān)閉以后同時(shí)由靜止向中間運(yùn)動(dòng)，每一扇電梯門在關(guān)閉時(shí)的速度均為0.在電梯門運(yùn)行過程中，先勻加速運(yùn)動(dòng)，再勻減速運(yùn)動(dòng)，其中電梯門的最大運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)為v，電梯關(guān)門以后，如果超過t0時(shí)間再按下電梯按鈕，電梯門不會(huì)再被打開.結(jié)合上述條件，求解電梯門在關(guān)閉時(shí)的加速度大小.

在解決這一問題過程中，教師要運(yùn)用程序法解題思路來首先帶領(lǐng)學(xué)生求解電梯門在關(guān)閉時(shí)的加速度大小，選取正確的公式幫助學(xué)生解題.比如說，教師會(huì)為學(xué)生展示如下公式：a=ΔvΔt，s=vot+12at2.

上述兩計(jì)算公式可以求解電梯門在運(yùn)動(dòng)初始狀態(tài)、末尾狀態(tài)的變化情況，結(jié)合電梯門在不同運(yùn)動(dòng)階段的不同變化來分別設(shè)物理量，求解電梯門速度、開閉時(shí)間等等問題.整個(gè)過程遵循程序法對(duì)于物理過程的深度剖析，且建立了分段討論機(jī)制，如此對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生解題過程中的整體思維幫助較大，能夠輕松完成整個(gè)解題過程.

從另一角度來講，要考慮到電梯門在關(guān)閉運(yùn)動(dòng)過程中處于先勻加速運(yùn)動(dòng)、后勻減速運(yùn)動(dòng)的發(fā)展形勢(shì)，所以無論電梯門做何種運(yùn)動(dòng)，它的位移距離是完全相同的.就以勻加速運(yùn)動(dòng)過程為例，電梯門的位移距離應(yīng)當(dāng)用d4表示，同時(shí)可以設(shè)置加速度為a.而參考教材中運(yùn)動(dòng)學(xué)中勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，也可以了解到加速度的求解方法如下［4］：v2=2a·d4.最后求解得出答案應(yīng)該為：a=2v2d.

這里可以假設(shè)電梯門做加速運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，同時(shí)假設(shè)電梯門做減速運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2，最后得出t1=2t2.就整個(gè)題目求解過程而言，其具體的解題過程雖然具有一定難度，但是在采用程序法解題思維以后，結(jié)合題目中已知條件，求解過程難度也有所下降.解題中教師應(yīng)要求學(xué)生多讀題干，從題干文字中去提取重要信息，找到有價(jià)值的物理量，然后再推進(jìn)題目的解題過程.在求解題目的過程中也分析了電梯門的運(yùn)動(dòng)速度關(guān)系，推導(dǎo)出位移關(guān)系是整道題目的求解核心.為此，教師還幫助學(xué)生合理設(shè)置了時(shí)間這一未知量，目的就是讓學(xué)生主動(dòng)思考，求解在電梯門運(yùn)動(dòng)階段時(shí)間這一關(guān)鍵變量的變化過程.所以說，教師要幫助學(xué)生把握住程序法解題思路，時(shí)刻關(guān)注電梯門的運(yùn)動(dòng)過程以及運(yùn)用場(chǎng)景變化，做好題目分段拆解解題.在程序法解題思維指引下，教師也在教學(xué)中潛移默化為學(xué)生總結(jié)了某些運(yùn)動(dòng)學(xué)特征知識(shí)，例如題目中所談到的“運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性”等關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)問題.

3 結(jié)語

在高中物理必修一運(yùn)動(dòng)學(xué)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)教學(xué)中，教師為學(xué)生灌輸了程序法解題思維，這一解題思維的亮點(diǎn)在于它正確選擇了運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)點(diǎn)的重點(diǎn)研究對(duì)象，明確了研究目標(biāo)，然后再帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)掌握運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)點(diǎn)中的應(yīng)用題目解決過程.而在有效應(yīng)對(duì)某些復(fù)雜的物理運(yùn)動(dòng)學(xué)問題時(shí)，教師則專門為學(xué)生拆解題目解題過程，分別求解其中的諸多關(guān)鍵問題.在合理運(yùn)用各種物理公式解題時(shí)，教師更為學(xué)生形成了諸多跳躍性解題思維，幫助學(xué)生一舉多得解題，循序漸進(jìn)中就形成了程序法解題思維，掌握了正確的物理解題方法，為之后的物理課程學(xué)習(xí)做好鋪墊.

參考文獻(xiàn)：

［1］辛瑞平.探析高中物理程序法解題思維的培養(yǎng)——以必修一運(yùn)動(dòng)學(xué)為例［J］.數(shù)理天地（高中版），2023（18）：13-14.

［2］鄭卿武，揭玲俐.二次方程的數(shù)學(xué)內(nèi)涵在高中物理試題中的應(yīng)用——以運(yùn)動(dòng)學(xué)為例［J］.中學(xué)生數(shù)理化（高中版），2023（34）：17-18.

［3］林艷欽.魯科版高中物理新舊教材的比較研究——以“運(yùn)動(dòng)學(xué)”為例［J］.中學(xué)理科園地，2022，18（06）：68-69.

［4］張昉璇.高中學(xué)生物理運(yùn)動(dòng)學(xué)“迷思概念”的研究——以高中物理必修1運(yùn)動(dòng)學(xué)為例［J］.物理通報(bào)，2021（08）：46-49.