闡釋過程與模型在中考物理中的作用

◆徐云起

(山東省昌邑市柳疃初級(jí)中學(xué))

曾有不少同學(xué)問這樣的問題:學(xué)物理最難的是什么?學(xué)物理最困難的有兩點(diǎn):一是對(duì)一個(gè)具體的物理過程作出準(zhǔn)確、透徹地分析;二是依據(jù)物理過程建立合適的物理模型。很多同學(xué)在物理學(xué)習(xí)中都有著相似的體會(huì):老師講課能聽懂，書也能夠看明白，就是題目不會(huì)做，即使“會(huì)”做也易錯(cuò)。這恰恰說明了“應(yīng)用物理知識(shí)對(duì)物理過程作出正確、透徹的分析”往往要比“掌握物理知識(shí)”更為困難。

同學(xué)們都有這樣的經(jīng)驗(yàn)，考試中要解決比較復(fù)雜的綜合題時(shí)，不是立即動(dòng)筆，因?yàn)椴恢酪獙懯裁?。這時(shí)一定是聚精會(huì)神、全神貫注的快速讀題，一邊讀題一邊思考，思考怎樣將問題一步一步的進(jìn)行分解，也就是將復(fù)雜的物理過程分解為幾個(gè)簡(jiǎn)單的物理過程。一旦將復(fù)雜的過程分解成為幾個(gè)簡(jiǎn)單的過程，這個(gè)問題原則上就可以解決了。

解決物理問題總是從物理對(duì)象、物理過程、物理情景、物理關(guān)系等幾個(gè)方面循序進(jìn)行;這其中物理過程的分析與再現(xiàn)最能體現(xiàn)物理思想，也最能展現(xiàn)學(xué)生的物理素養(yǎng)。

物理過程，即物理現(xiàn)象變化發(fā)展過程，它與某一段時(shí)間相對(duì)應(yīng)。狀態(tài)則與物理過程中的某個(gè)時(shí)刻相對(duì)應(yīng)。任何一個(gè)物理過程均有初末兩個(gè)狀態(tài)及無(wú)數(shù)個(gè)中間狀態(tài)。物體的狀態(tài)通常用狀態(tài)參量描述。

一個(gè)物理問題的求解，很重要的環(huán)節(jié)即是對(duì)題目中包含物理過程和物理狀態(tài)的分析，只有對(duì)物理過程的本質(zhì)作深刻的透析，才能發(fā)現(xiàn)其遵循的規(guī)律，才能選擇相應(yīng)的物理公式、規(guī)律去求解某狀態(tài)下的未知狀態(tài)參量或某過程中未知過程量，達(dá)到對(duì)問題的求解目的。

一般說，一個(gè)具體的物理問題可能是只討論某一確定狀態(tài)下各參量間關(guān)系;有些復(fù)雜問題往往包含幾個(gè)或多個(gè)連續(xù)復(fù)雜的過程，這就要求考生樹立善于將復(fù)雜過程隔離分為若干個(gè)不同階段來(lái)處理的意識(shí)，對(duì)每個(gè)階段初末狀態(tài)及每個(gè)過程遵循的不同物理規(guī)律作深入的分析，同時(shí)要注意兩相鄰階段中間狀態(tài)，或某過程中臨界狀態(tài)的分析。所有這些如果都分析清楚了，一般說來(lái)問題的解決思路也就明確了。

成功的中考命題具有立意高、情境新、設(shè)問巧的特點(diǎn)。盡管“立意”是考題的靈魂，但是復(fù)雜新穎的情境設(shè)置同樣是命題者苦心經(jīng)營(yíng)的重要環(huán)節(jié)，考生能否從復(fù)雜的物理情景中，對(duì)物理狀態(tài)和過程作出清晰明了的認(rèn)識(shí)和分析是重點(diǎn)的問題也是一個(gè)難點(diǎn)問題。

目前各地中考題目最后兩個(gè)都綜合題，其目的就在于現(xiàn)場(chǎng)考查學(xué)生的思維過程。通過書面表達(dá)，觀察學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題和解決問題的思維過程，從而評(píng)判學(xué)習(xí)能力的高低。通過綜合題的考查可增大對(duì)考生的區(qū)分度，便于高校選拔新生。

要提高物理復(fù)習(xí)的質(zhì)量，一定要堅(jiān)持在對(duì)物理過程的分析上下功夫，如果某個(gè)環(huán)節(jié)或某個(gè)過程分析不清楚，恰恰說明你在這個(gè)環(huán)節(jié)上出現(xiàn)知識(shí)、方法、能力等方面的欠缺，這正是需要通過復(fù)習(xí)提高學(xué)習(xí)能力的地方。

沒有對(duì)物理過程的分析就沒有找到解決問題的鑰匙。重視對(duì)物理過程的分析應(yīng)從三個(gè)方面加深理解:學(xué)會(huì)分析物理過程;學(xué)會(huì)等效物理過程;學(xué)會(huì)利用物理過程。下面結(jié)合具體問題闡釋一下上述三個(gè)方面在解決問題時(shí)的作用。

學(xué)會(huì)分析物理過程——解決問題的關(guān)鍵。任何過程的發(fā)生都離不開時(shí)間和空間，因此分析物理過程的方法一般有兩種:(1)從時(shí)間的角度分析:按發(fā)生的時(shí)間順序把一個(gè)復(fù)雜過程分成幾個(gè)簡(jiǎn)單過程。(2)從空間的角度分析:將同一時(shí)間內(nèi)發(fā)生的幾個(gè)相關(guān)聯(lián)的過程，分成幾個(gè)簡(jiǎn)單的過程。

做物理習(xí)題是理論聯(lián)系實(shí)際的重要方式，可以加深理解，融會(huì)貫通，鍛煉思維，提高思考問題和解決問題的能力，一個(gè)物理問題的求解，很重要的環(huán)節(jié)即是對(duì)題目中包括物理過程和物理狀態(tài)的分析，只有對(duì)物理過程的本質(zhì)做深刻的透析，才能發(fā)現(xiàn)其遵循的規(guī)律，才能正確選擇相應(yīng)的物理公式、規(guī)律去求解某狀態(tài)下的未知狀態(tài)參量或某過程中的未知過程量，達(dá)到對(duì)問題的求解目的。

一、物理過程在頭腦中的再現(xiàn)呈現(xiàn)

物理過程的分析是解決物理問題的重要環(huán)節(jié)之一。對(duì)于綜合題而言，需要通過過程分析把一個(gè)復(fù)雜問題分解為若干個(gè)較簡(jiǎn)單的問題并靈活應(yīng)用物理知識(shí)加以綜合解決。本文談?wù)劮治鑫锢磉^程的一般方法。

用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)分析物理過程。力是使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)性質(zhì)由力、速度等物理量描述。因此物體的運(yùn)動(dòng)過程也通過這些物理量的變化反映出來(lái)。這種以分析力統(tǒng)領(lǐng)分析問題之“綱”，從而得出其它物理量變化規(guī)律的方法稱為動(dòng)力學(xué)方法，也是分析物理過程的重要方法。

二、利用約束條件及物體間相互作用對(duì)象的變化分析物理過程

1.利用約束條件分析物理過程。對(duì)研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)軌跡構(gòu)成限制的物體叫約束物，習(xí)題中常見的約束物有平面、軌道、桿、繩等。當(dāng)約束物變化時(shí)往往意味著物理過程的改變。

2.根據(jù)物體間相互作用對(duì)象的變化分析物理過程。有些物理問題由多個(gè)物體組成的系統(tǒng)構(gòu)成，這些物體間依時(shí)間先后會(huì)相繼發(fā)生相互作用，因此可根據(jù)物體間相互作用對(duì)象的變化區(qū)分物理過程。

三、尋找臨界點(diǎn)，進(jìn)行過程分析

物體在狀態(tài)變化過程中，一個(gè)物理量的變化要引起其它物理量的變化，物理量變化到某一值時(shí)，要引起物理過程的質(zhì)的變化，在這種變化中，一定存在發(fā)生轉(zhuǎn)折的臨界狀態(tài)。分析臨界值，可以知道物體在臨界狀態(tài)前后的運(yùn)動(dòng)過程。

臨界問題?？煞譃橄铝袔追N:(1)連接相鄰的物理過程的狀態(tài);(2)某些物理量出現(xiàn)極值的狀態(tài);(3)某些物理量的值變?yōu)榱愕臓顟B(tài)。

四、通過計(jì)算推理，展現(xiàn)物理過程

有些題目物理過程比較隱蔽，即不能從題目所給的物理現(xiàn)象中直接知道物理過程的全貌，也無(wú)法從某一物理事實(shí)直接推知整個(gè)物理過程，必須由題目所給的數(shù)據(jù)和條件經(jīng)過仔細(xì)計(jì)算才能了解其中一個(gè)子過程，由此進(jìn)一步計(jì)算分析，推知下一個(gè)子過程。這樣層層攻堅(jiān)，逐步推理，才能拔開迷霧見本質(zhì)，獲知全部物理過程。對(duì)于這類題，物理過程的探尋過程同時(shí)也是直接獲得答案的過程。

綜觀以上分析，初中物理當(dāng)中力電、光電、力熱結(jié)合的物理題目過程極其隱蔽，物理情景非常復(fù)雜，只有經(jīng)過一步步準(zhǔn)確的計(jì)算，層層推理，才能逐步展現(xiàn)出物理過程，得以見“廬山真面目”。這不僅要有較高的計(jì)算能力，很強(qiáng)的分析推理能力及想象力，還要有足夠的自信和耐心。