高中物理力學解題策略的一般步驟

夏國偉

摘 要:高中物理中力學知識占有重要地位,力學解題策略貫穿整個高中物理教學。力學解題策略,是指學生解決力學問題時用來調節他們的注意力、學習、回憶和思維的技能。它包括形成解題思路、解題過程中具體思維方法的運用和解題步驟等。這里研究的是解決力學問題的一般步驟。這個步驟對力學問題的解決有普遍的指導意義。

關鍵詞:高中物理 力學 解題策略

力學解題策略,是指學生解決力學問題時用來調節他們的注意力、學習、回憶和思維的技能。它包括形成解題思路、解題過程中具體思維方法的運用和解題步驟等。這里研究的是解決力學問題的一般步驟。這個步驟對力學問題的解決有普遍的指導意義。盡管,并不是每道力學題一定用這些步驟來解,也不是按這些步驟就可以解決所有力學問題,但是如果按這樣的步驟思考力學問題,就能快速地正確切入問題,往往較順利解決,少走彎路。對“一般步驟”的說法目前尚未有權威說法,大致如下:

1.選取研究對象。研究對象或是某一物體,或是某一物體系;有的問題始終是同一研究對象,而有的問題在不同的階段要選取不同對象。

2.建立物理模型,提高審題能力。實際物理現象都很復雜,為了解決它,常常需要忽略一些次要因素,物理模型就是忽略次要因素的抽象產物。它主要包括兩種:一是對象模型,如只考慮物體質量忽略其大小——質點、忽略分子之間相互作用力——理想氣體、忽略平面、曲面摩擦力——光滑面、只考慮電量忽略其大小——點電荷等;二是過程模型,如勻加速運動、自由落體、豎直上拋、平拋運動、簡諧運動、勻速圓周運動、碰撞、反沖等。

在解答這類題目時,要認真審題,注意分析題目本身隱含的條件:如“一物體在光滑面上運動……”,其中“光滑”的含義為不計摩擦,所以隱含條件為物體所受的摩擦力為零。又如“扔出去的鉛球在空中自由飛行”,其中的“自由”的含義為鉛球僅受重力作用,所以隱含條件為:鉛球只受一個力——重力。

3.借助教材圖片,分析“狀態、過程”。高中教材中附有大量的實物圖片、圖像,這些實物和圖像在教學過程中不可忽略,它可以起到意想不到的效果。比如力學中,力的圖示、質點、勻速直線運動的位移圖象,速度圖象、振動圖象、波形圖;電學中,點電荷、電場線、磁場線、交變電流的圖象等等。這些圖象是通過應用物理的方法從實物、從實驗中抽象出來的或是應用數學手段總結出來的。它能夠形象的反映物理規律,表達物理知識。比枯燥的文字、公式更容易理解和掌握。力學解題目標一般包括:畫出研究對象的示意圖。在圖上進行受力分析(不能遺漏所受到的每一個力,也不能憑空增加力),物體在各個時刻的狀態、位置、運用的物理規律、公式、要求的物理量等。文字敘述向示意圖形轉換。在根據題意畫出的圖上標明受力情況(按重力、彈力、摩擦力順序思考)。某一時刻或某一位置的運動狀態,也用符號標出。學生通過畫圖對物理圖景有了直觀了解,觸景生情,增強了解題的信心。

4.選擇適當規律,確定解題方案。在對物理狀態過程分析的基礎上,再去選擇適用的物理規律。對于同一物理過程,從不同的角度去考慮,可以遵循不同的物理規律,因此可以有幾種不同的解題方案,應通過比較選擇最佳的方案。高中力學內容主要有:牛頓運動三定律、萬有引力定律、機械能守恒定律、動能定理、動量定理、動量守恒定律等。一些能力中下的學生把物理規律成立的條件及適用范圍置于思維盲區,需要對已建立的解題信息加以選擇。根據物理過程選擇規律。從已知條件選擇物理規律。從解題結果檢驗物理規律選擇的合理性。

5.討論、驗證所得結果。對于解出的結果,應進行必要的討論和驗證,看它是否合理,物理意義是否明確,從中可以得到什么啟示。

高中物理教學中,許多學生對力學問題依然是“教師一講就會,自己一做就錯”,最主要的原因就是許多學生沒有理清解題的思路,無法歸納總結出解題的“一般步驟”,形成解題策略。

培養物理解題能力在不同時期實施重點各有不同,高一引導學生對比歸納力學解題一般步驟;高二將力學解題策略遷移至電磁學;高三反復訓練,將解題策略自然化和規范化。我針對不同時期分階段、分層次提出物理解題能力的具體培養目標。具體做法是,高一學生在學完機械能后,要掌握力學解題策略,不少教師采取題海戰術,讓學生大量做題,這對學生廣泛了解和掌握基本題型,學會解決基礎的力學問題,確實能夠起到一定的作用。但花費的時間太多,學生容易產生厭倦感,使剛剛培養起來的學習物理知識的興趣受到嚴重的影響,進而直接影響到高二、高三的學習。在高二的電磁學部分,學生很容易就用已掌握的知識來解決電磁學等其他部分的相關問題,實現知識和遷移。從而較好地掌握解決物理問題的策略。到了高三,主要是進行反復練習,鞏固技能,形成穩定的解題策略。經過不斷地探究性學習,學生的解題能力不斷提高,學習興趣,考試成績也隨著提高。

參考文獻:

1.何一力.《如何獲取物理題中的有效信息——淺談高中物理解題關鍵》[J].物理教學.2008,(12):32

2.賈金玲.《高中物理習題教學中批判性思維能力的培養》[J].西藏教育.2001,(3):28

作者單位:四川省蒼溪縣五龍中學校