淺談物理解題思維的培養

姚曉春

(江蘇省蘇州市吳江區盛澤第一中學 215200)

物理來源于生產、生活或科學實驗，也服務于人們的生活、工作.生活的多樣性、開放性、復雜性與剛進入初中學校的中學生那種單一、規范、簡單的生活相比落差太大.物理學是一門科學，嚴謹、系統，其中貫穿著科學的思想，如：控制變量法，長度測量的估計值及取平均減小誤差.伴隨的是科學的方法，如：科學推理、轉換法、等效替代法，實驗及其數據轉化成為坐標圖像等大量的手段、方法.對于初二剛接觸物理的學生來說，這些知識太新穎，奇特，難于掌握.當運用這些知識去解答問題時，困難有兩種：第一，太復雜，不知道怎樣分析；第二，亂套公式.如果采用題海戰術，學生大量答題，老師大量講解例題，“過程分析”“解答”二招就可以解決.但這樣教學僅僅得到結果，而不是解題思維.美國著名數學家及教育家波利亞，在數學領域最先對問題解決過程進行了全面、系統的研究.他在這方面的名著有《怎樣解題》(1944)，提出四個步驟：第一，弄清問題；第二，找出已知數據和未知數據之間的聯系；第三，實現你的計劃；第四，驗證所得解.如果將上述解題思維與物理教學結合，問題解決系統大致可分為以下四個步驟：

第一步：審題一，分析題意，已知的條件有哪些，隱藏的條件有沒有.尋找間接條件及其聯系.當一些物理概念、術語、圖形在題目中出現時，對應的知識點將被聯想回憶起來，從而尋找到解題的線索.某個題目里直接給出的初始條件、信息，并不能讓人一眼就看出問題的解法，只有當我們把問題中的初始條件、信息同一些特定的知識相結合，并進行適當的思維加工之后，才能從本質上揭示出問題中那些深藏不露的內在作用、聯系和物理現象，最終找出問題的解法.離開了物理知識的掌握和運用，就不可能解答物理問題.

例1小明騎車過馬路，距小明60m遠有一輛大卡車正以30m/s的速度沿馬路中間線駛來，如右圖，已知卡車長15m,寬5m,馬路寬30m,問：小明的速度為多少時可以避免相撞？

本題與生活緊密聯系，學生有生活的經驗，經過啟發，學生們很自然地把本題拆分為二個小題，即：(1)人先過線或(2)車先過線.進一步分析，卡車以車身上具體哪個點為準，完成了拆分和簡化后本題開始解答.

所以答案(1)是人的速度大于10m/s

審題二，分析解題方向.學生的思維可能被生活經驗局限或誤導，思路不夠開闊，看不到事物的多樣性，實際解題時，審題往往會有反復，解題中途回過頭來重新開始.所以審題還需要對解題的大方向做出判斷.在許多問題中，問題自身就包含著一些線索或特征信息，利用這些線索或特征信息可以從眾多可能的分支路徑進行嘗試，優先選擇成功希望最大的一條路徑.

例2夏天，小明從冰箱冷凍室中取出幾個冰塊，放入裝有常溫礦泉水的杯中.過一會兒，他用吸管攪動冰塊時，發現這幾個冰塊“粘”到一起了，請解釋這個現象.

分析本題是初二《物態變化》這一章的內容，來自于實際生活的一個場景.學生自然地想到夏天冰會吸熱熔化.這就是被生活有限的經驗束縛了思維，造成解題方向錯誤.轉變思維方向，思考從冷凍室取出的冰塊是否溫度很低？冰塊也許是好幾塊，水也許是一小杯？冰吸熱必然會使水溫下降，究竟是冰先熔化還是水先凝固呢？這里有兩種可能性，所以解題思維也應該有兩個方向，最后結合題意確定合理的解題方向.所以本題的答案應該是有部分水凝固造成冰塊“粘”到一起了.正確確定問題的相關方向和所運用的相關知識，可以使我們從龐大的學科知識體系中，排除大量無關部分，把思考集中到一個狹小得多的范圍中，從而有效地簡化分析、思考的進程.

第二步：尋找問題的解法，尋找顯性的條件和隱性的條件，以及條件之間的聯系.利用物理概念、公式或生活經驗、常識建立起這些條件之間的定量關系.一個計算問題的解法包含兩種要素：其一是若干個彼此關聯的具體方程式或公式；其二是與具體方程式或公式相對應的數學運算.

例3如圖所示，汽車以20m/s的速度勻速直線行駛，司機鳴笛后1.5s聽到回聲，問司機聽到回聲時汽車離山崖多遠？

分析題意可知：顯性的條件是車速20m/s,1.5s聽到回聲，這一過程車開了：

s=vt=20m/s×1.5s=30m

隱性的條件是：聲音的速度是340m/s,在同一時間段內經起點到山崖又回到終點

s=vt=340m/s×1.5s=510m

生活經驗告訴我們：這510m包含聲音的一來一回，進一步得到等式：一來 + 一回=510m 即：(s+30m)+s=510m得：S=240m.

所以，司機聽到回聲時汽車離山崖240m.習題教學需要授人以“漁”，也就是思維方法和過程.不可以偷懶就講一些算法，得到答案就算完成.

第三步：表述解法.在解答計算題時，學生們一方面要在草稿紙上寫寫畫畫，同時又要開動腦筋進行思考，以便確定問題的每一個步驟，找出解決問題的具體路徑，以書面的形式推導、運算，計算出答案.對學生個人來說，解答問題的過程就是一種認識過程，運用相關知識，完整、規范地書寫完成每一個步驟，能否清楚地看出公式及其變形，以及由題意而來的等式或方程組，這些演算是否正確.

第四步：總結經驗.物理解題伴隨著公式、運算、單位，包含物理意義,要清晰明了.物理題有些來自于實際生活，你的答案不能脫離生活實際.總結解題獲得經驗、教訓，提高分析判斷能力.

學生通過解題可以加深對知識的理解，思維分析能力，綜合比較能力以及抽象概括創新能力得到提高，也可以建立信心.所以習題教學是減少學生學習因難，提高物理教學質量的關鍵環節之一.當一個剛學習了物理的學生，他運用新學的知識解決了現實生活中一直困擾人們的疑惑時，這種奇異美妙的意境，學以致用的感覺會使他深深地喜愛物理這門學科.