突破高中物理動力學問題的“三步曲”

摘 要：學生在處理牛頓動力學問題時常常會審題不清、思路混亂的現象，以致無法有效突破問題，而應用“三步曲”可以輔助學生理解牛頓力學知識、建立物理模型，有效地突破問題核心，從而提升學生的思維能力，培養物理概念和科學探究的能力。

關鍵詞：“三步曲”；牛頓動力學問題；物理學科核心素養

牛頓運動定律主要解決的問題是動力學問題，即“已知運動求力”和“已知力求運動”兩類問題。學生在處理動力學問題時，能記憶基本的規律，但會出現思路不清、無法建立模型、亂用公式等情況，尤其是在較復雜的動力學問題中，學生錯誤越多。就此問題，通過多年的教學實踐，總結了引導學生合理突破動力學問題的有效方法，以輔助學生更好地處理動力學的兩類問題。

解題方法分析：

此題通過審題可知共兩個物體，木板有三個過程，小物體有三個過程，其中第一時段內，木板和小物體一起減速至木板撞墻；第二時段木板反向減速，小物體在木板上減速滑行并反向加速至兩者共速；第三時段，木板和小物體一起向左減速直至停止。

在解答過程中，按照每個物體的每個過程都要“三步曲”的口訣展開分析，其中“①②③”式為第一時段針對系統分析使用的“三步曲”；“④⑤⑧⑩”式為第二時段針對小物體分析使用的“三步曲”，“⑥⑦⑨”式為第二時段針對木板分析使用的“三步曲”；“B11B12”式為第三時段針對系統分析使用的“三步曲”。然后使用必要的文字將時段、研究對象、運動過程進行說明，設物理量，列方程求解，得出答案即可。此題為使用“三步曲”突破牛頓動力學問題的經典例題。

三、 應用“三步曲”突破動力學問題的利與弊

（一） 應用“三步曲”突破動力學問題的優勢

首先，應用“三步曲”可以輔助學生深度理解相關知識，建立知識框架。學生使用“三步曲”可以有效地輔助學生建立牛頓力學知識結構，形成解決牛頓動力學問題的基本思路，加深規律的記憶和理解，同時“三步曲”圖形很形象，有助于學生對物理概念的形成和探究。

其次，應用“三步曲”可以幫助學生有效解題。學生應用“三步曲”解題時，易于把握審題方向，有針對性的審題，建立模型，把握已知量和未知量，找到解題的核心關鍵和突破口，從而合理選擇規律解決問題。同時，應用“三步曲”便于學生規范答題，展現解題思路，培養學生的科學思維能力的提升。

再次，應用“三步曲”可以提升學生學習興趣，促進學生積極思考。學生應用“三步曲”時，思路清晰、結構明確、節奏明快，易于促進學生主動積極思考，同時還便于學生發現解題時出現的錯誤，并加以改正，促進學生科學態度和責任的提升。

最后，教師利用“三步曲”輔助教學，幫助學生在課堂上較快、較好的突破牛頓動力學問題的處理方法，歸納各類動力學問題的變化，便于引導學生如何審題、如何入題、如何快速突破，促進教學相長，促進師生深度交流。

（二） 應用“三步曲”突破動力學問題的不足

首先，“三步曲”圖形和內容相對比較簡單，核心規律主線突出，但細化不夠。主要原因在于設計時為了便于學生記憶，未采用復雜設計，放棄了細節設計，采用了簡易圖形，留有讓學生自由思考的空間，但此設計對一部分學生來講，造成思考問題主線清晰、細節方法不到位，從而限制了其深度思考和理解。

其次，“三步曲”主要體現解決問題的思路，部分學生在使用時將其變化成一種程序化、機械化解題方法。教師在教學中，要合理引導學生從基礎知識和基本方法上思考分析問題，不能一味地套用“三步曲”，要做到活學活用、舉一反三。

參考文獻：

[1]吳乃域.中學課堂教學技能與教學技能培訓[M].重慶：重慶大學出版社，1997.

[2]陳旭遠.新課程推進中的問題與反思[M].北京：首都師范大學出版社，2004.

作者簡介：

李衠，貴州省貴陽市，貴陽市清華中學。