例談初中物理解題中常用的思維方法

初中物理習題豐富多樣，既包括基礎概念，又包括公式和規(guī)律之間的關系。因此，不同的習題使用到的解題方式也有所不同。很多學生為了提高物理成績，沉浸于茫茫題海，花費了大量的時間和精力，最終的學習效果卻差強人意。因此，教師在為學生講解習題時，需要進一步強化對學生思維方式的訓練，并對解題規(guī)律進行適當歸納和總結，提高學生學以致用的能力，以不變應萬變。

一、初中物理學習中的主要思維錯誤

（一）思維定式導致的錯誤

思維定式也被稱之為思維慣性，在初中物理解題中，思維定式將會對學生的解題結果帶來直接影響。

例如，某人站在平面鏡之前，隨后緩緩向后退，那此時平面鏡中的人會如何？

A.越來越小，與平面鏡之間的距離越來越遠

B.越來越大，與平面鏡之間的距離越來越近

C.成像大小不會出現變化，但是距離越來越遠

D.大小不變，和人之間的距離也不會出現變化

經研究發(fā)現，在這類題目中，學生容易錯選A項，錯誤率達到40%。而之所以會選錯，是因為在解題時，時常憑借個人的主觀經驗，未能結合問題的實際情況進行思維拓展，忽視了“像的大小和看得到的大小有所不同”這一物理現象。由此，在學生解題時，思維定式將會直接影響其分析和判斷。

（二）缺少逆向思維導致的錯誤

逆向思維主要是基于事物的對立面來進行綜合考量，逆向思維解題法最為明顯的特征便是在問題解題過程中，將未知作為起點，通過對定律、定理、概念的合理運用，明確物理量之間存在的內在聯系，隨后對問題進行逐層推理，進而確定解題的最佳路徑。由于初中生在日常的解題過程中，已經形成了從已知到未知的思維定式，加上個別教師未對學生的逆向思維進行有效訓練，很多學生不知道如何對逆向推理、逆向分析法進行運用。

二、初中物理解題中常用的思維方法

（一）逆向思維的應用

在初中物理解題中，逆向思維是指從事物的反面入手，從而揭示事物的本質，以達到解決問題、形成方案的目的。逆向思維的方式是多樣的，可以是由遠及近地思考問題，也可以從左到右地思考問題。

例題1：小紅在物理實驗室做實驗，實驗主題為測試小燈泡的電功率。在做實驗之前，教師已經告知小紅該燈泡的額定電壓為2.5V，小紅在進行電路連接之后，便馬上閉合開關，燈泡只閃了一下，隨后就立即熄滅，造成這一現象的原因是什么？

解析：在小紅連接完電路之后，隨后馬上把開關閉合，燈泡只閃了一下便立即熄滅，代表著該電路是通路，連接無問題，但是因為電流太大，導致電燈泡直接損壞。究其原因，應該是電路中電阻太小，具體的操作原因則是小紅在電路連接過程中，滑動變阻器上方的兩大接線柱直接接入到了電路，未將滑動變阻器的滑片進行移動，無法將其阻值調到最大，由此出現了這個問題。

例題2：在某一平直的公路中，有A、B、C三人正在向著北方勻速行駛。三人均騎著自行車，在行駛過程中，B未感覺有風，C感覺好像在逆風行駛，A感覺在順風行駛，請判斷是南風還是北風？A、B、C三個人在騎行過程中，其速度的大小關系應如何排列？

解析：先進行假設，若是當前吹的風是北風，則不管A、B、C如何運動，其運動的速度怎么樣，最終感覺到的風向都是逆風，因此該假設并不成立，風向應是南風。且由于A、B、C三個人都是向著北方，以勻速的方式騎著自行車，B并未感覺到有風，則代表著B的速度和風速相等；C感覺到在逆風行駛，則代表著C的速度比風要更大；A感覺在順風行駛，則代表著A的速度比風速更小。由此也可以判斷出A、B、C三人之間的速度排列順序，即C>B>A。

（二）等效思維的應用

在物體接觸面受力問題的解題過程中，教師可以通過對學生的引導，合理利用等效思維，把物體之間的相互作用力看作為一個整體性的系統(tǒng)內力，既可以節(jié)省解題的時間，也可以讓力學問題變得更簡單。在這一方面，教師可以基于受力系統(tǒng)分析、受力過程分析等多個維度，實現等效思維的合理運用。

例題4：圖1中，物體A的質量為1 kg，物體B的質量為2 kg。將A放置于B上，B此時的重力大小以及作用點是什么？

解析：將A和B兩個物體看作為一個整體系統(tǒng)，物體B承受力的大小取決于物體B的質量，和物體A是否在其上方并沒有聯系。物體A木塊的存在是干擾學生解題思維的因素，因此學生無需考慮A。學生可以將其看作簡單的力學問題來解答，即物體B需要承受的重力大小為G=mg=2×9.8=19.6 N。重力作用點，也可以將其稱作為重心，物體B承受到的重力作用點就是B的重心。

例題5：某一平面內，三個共點力分別是F1、F2和F3，三個力之間的夾角均為120°，F1的力大小是20 N，F2和F3的作用力分別為30 N，如圖2，力的作用方向為水平向右，則三個力的合力方向以及合力大小是多少？解析：順延F1力的方向，在其中施加10 N的力，反方向也同步增加10 N的力，讓F3成為一個30 N+10 N的合力，此時該力學問題便變成了共計6個作用力點的力學問題。經過觀察分析，學生發(fā)現三個力互為120°，但這些總體的合力卻是0。在這一力學系統(tǒng)中，只有兩個10 N的力，即互成60°角，此時三個力的合力大小計算過程則是F=30-20=10 N。

（三）極限思維的應用

學生在物理題的求解過程中，很容易在思維發(fā)展的限制影響之下，無法從題干中提煉有效信息，整個解題過程不知從哪下手，解題效果不夠理想。在出現這一問題之后，教師則需要通過對學生的有效引導，讓學生合理使用極限思維法，使物理解題過程中的各類問題得到有效解決，加強對課堂所學知識的運用，鍛煉學生的解題能力。

例題7：在某個盛滿水的容器中放置了一塊木板，該木板豎直放置，如圖3所示，靜置一段時間之后，其部分木板開始上浮于水面，將圖中所示虛線下方的木板部分直接截掉之后，剩下的木板會出現什么樣的變化？

例題8：某一傾角為θ的斜面中，有一個小球保持靜止狀態(tài)，小球連接的細線和斜面保持平行，請問小球對斜面的壓力伴隨著傾角θ的變化，是否會出現變化？

解析：當θ=0°時，小球于斜面上靜止，小球的重力和地面對小球的支持力保持平衡，因此重力等于地面對小球的支持力。由于小球對地面的壓力和地面對小球的支持力兩者相互作用，因此小球對地面的壓力和地面對小球的支持力保持相等，小球對水平面的壓力和小球本身的重力相等。當θ=90°，這一小球豎直方向受到的重力和細線拉力為平衡力，在水平方向上，這一小球向右側接觸面的壓力是0 N。若是小球對右側豎直面存在壓力，由于力本身是相互的，那么右豎直側面對小球必然會存在一個來自反方向上的支持力，則該小球在水平方向僅受向左支持力，無法在θ=90°時保持平衡狀態(tài)。因此在θ=90°時，這一小球對接觸面的壓力是0 N?？梢姡∏驅π泵娴膲毫撌前殡S著θ的變化而不斷變化，壓力將會伴隨著θ的不斷增大而變得越來越小。

（四）數學思維的應用

數學思維指的是人們通常所指的數學思維能力，即能夠用數學的觀點去思考問題和解決問題的能力。如轉化與化歸思維，從一般到特殊、特殊到一般思維，函數、映射思維等。

例題9：某一水池中有一艘船，該船裝有石塊，如果把船上的石頭直接拋在水里，水面會出現什么樣的變化？

解析：在該題中，石塊和船可以看作為一個整體，在未拋出石塊之前，該船受到的浮力和重力相等。在石塊被拋出之后，船受到的浮力開始下降，排開水的體積也會逐步減少。因此，在對水的位置進行分析時，需要加強對數學思維的應用，先對計算石頭的重量進行，隨后明確和水池之間水的聯系。

例題10：某物體A在75 N的作用力之下，沿著斜面勻速向上方運動，如圖4，請對物體和截面之間的摩擦力進行分析。

綜上所述，在初中物理解題教學中，培養(yǎng)學生的思維能力對于促進學生的思維發(fā)展具有非常重要的現實作用。因此，教師需要了解影響學生解題思維的因素，讓學生明確逆向思維、等效思維、極限思維、數學思維的使用規(guī)則，并合理運用在不同類型的物理題中，以提高學生的思維能力。