一題多解思想在高中物理解題中的應用

周曉峰

(江蘇省淮安市洪澤湖高級中學 223100)

物理本身是一門重思維的課程，本身對學生的思辨能力與解題能力具有較高要求，相關的題型綜合性比較強，且比較多變.如果在問題求解中只是套用固有的解題思路，缺乏靈便性思維，不懂得“因題而變”，那么就容易影響他們順利解題.特別是在許多物理問題稍微改變下條件和思路之后，許多學生就可能無法順利求解相關物理問題.此時如果可以有效融入一題多解思想，那么可以顯著鍛煉他們的發散性思維能力，提高他們求解物理問題中思維運用的靈辯性.

1 高中物理解題中一題多解思想應用的意義

一題多解思想主要是針對一道題目，從多角度出發來探討問題的求解思路與方法，最終獲得多樣化的問題求解方法.在當下許多高中生求解物理問題中伴有套用固定公式的情況，而一旦題設條件稍微發生改變，那么學生就無法靈活地求解這些問題，這主要是高中生在解題訓練過程中存在思維定勢問題，沒有從根本上對物理問題的求解本質形成深刻認知，也無法在求解問題的過程中做到從多角度、多方面考慮問題，影響了最終物理問題求解能力發展.此時如果可以在指導高中生在求解物理問題中融入一題多解思想，讓他們在求解問題過程中可以從多角度和多方面思考問題，探討同一道物理問題的多元化求解方法，那么可以幫助他們消除思維定勢問題的影響，真正鍛煉他們的思辨性和發散性思維能力，最終可以顯著提高他們的物理問題求解能力.

2 高中物理解題中一題多解思想應用的策略

2.1 基于動態直流電路問題，融入一題多解思想

關于動態直流電路的問題是當下高中物理教學中一類非常重要的類型題，由于涉及到歐姆定律、電路分析等，所以整體的問題求解難度比較大.為了幫助高中生快速求解這類物理問題，一般的常規解題方法主要為：首先可以對電路中外電阻(R外總)變化情況進行判斷，之后需要借助閉合電路歐姆定律(I總=E/(R外總+r))來對電路當中總電流的實際變化情況進行判斷.再次要結合U內=I總r來對電源內電壓的改變情況進行判斷，并結合U外=E-U內來對電源路端電壓的改變情況進行判斷.在此基礎上可以針對分電路電路分析中應用歐姆定律來對各個干路上面定值電阻兩端電壓的實際變化情況進行判斷.最后可以對動態直流電路中各支路電流以及支路兩端電壓的改變情況進行分析及判斷.而除了上述這種一般求解思路外，還可以采取“串反并同”這種快速答題技巧，即：針對任何一個閉合電路，如果某一電阻阻值出現快速減小(或增大)的變化，那么同其并聯，或者在相應支路并聯的電路中的電壓與電流也會相應地減小(或增大)，而與其相互串聯或者同其所在支路串聯的電壓和電流也會相應地增大(或減小).

2.2 基于電場力做功的問題，融入一題多解思想

電場力做功是電場方面知識和力學知識有機結合所形成的一道類型題.由于其中涉及到力學做功問題，以及電場力作用等方面的知識，所以相關物理題型比較復雜.針對該種類型題的求解，也可以指導學生進行系統化訓練，期間有效地融入一題多解思想，保證可以使他們掌握該種問題的有效求解思路與方法.歸結起來，相應題型的求解方法如下：一是電場力做功的多少同電勢能和其他形式能之間具有對等關系，所以可以借助能量轉化來進行求解；二是借助WAB=qUAB這一計算公式進行問題求解.

例1在某一電場中有一個點電荷q的帶電荷量為-3×10-6C從A點向B點移動，已知這一點電荷在這個過程中克服電場力所做的功是6×10-4J.從點B向點C移動的時候，已知電場力所做的功是9×10-4J，試求AB、BC和CA之間電勢差各是多少？

解析針對這一電場做功的物理問題求解，可以指導學生大膽思考，從多角度找尋問題求解的思路，力求更好地求解這道問題.

由于該點電荷從點A向點B移動期間需要克服電場力做功，所以可知其是從高電勢向低電勢方向移動，故可知φA>φB，進而可以求得UAB=200V.

由于該點電荷自點B向點C移動的時候電場力做正功，故可知其是從低電勢向高電勢方向轉變，故可知φB<φC，進而可以求得UBC=-300V.

UCA=UCB+UBA=300-200=100V

UAC=UAB+UBC=200+(-300)=-100V

UCA=-UAC=100V

通過上述這道問題求解可知，在求解電場力做功的類型題中，除了可以運用公式求解法外，也可以巧妙運用能量守恒思想來求解問題，這樣都有利于提升整體問題求解效果.

2.3 基于感應電動勢的問題，融入一題多解思想

感應電動勢的問題也是當下高中物理階段學習中比較多見的一類題，相關類型題的求解也主要包括兩種思路，即：其一，借助法拉第電磁感應定律對問題進行分析及求解；其二，借助E=BLv這一計算公式來進行求解.在指導學生求解這類物理問題中，也可以指導學生運用一題多解思想來求解問題.

例2現在同一水平面之內固定一個同心圓形導軌(半徑為r與2r)，現有一個質量m，長r的導體棒AB擱置在上面，且AB延長線通過中心O點，具體裝置的俯視圖如圖1所示.現將整個裝備擱置在某一場強強度為B的均勻磁場中，并且場強的方向保持垂直向下.現在C點和D點之間連接有電阻R，將AB棒在水平外力作用下保持ω的角速度繞著O點作逆時針勻速運轉，期間使其同導軌之間保持緊密接觸.假定AB棒和導軌間動摩擦因數是μ，且可以忽視二者的電阻值，試求通過電阻感應電流的大小與方向？

圖1

解析針對這道感應電勢的物理類型題，整體的題干信息比較復雜、抽象，學生理解起來伴有一定難度，而從中挖掘有價值的信息更是難上加難.此時許多可以指導學生有效地融入一題多解思想來積極思考，那么可以有效鍛煉他們的問題分析及求解能力.

2.4 基于運動學方面綜合題，融入一題多解思想

“運動學”是高中物理教學的一個重要教學知識模塊，本身同電磁學、電學、熱學、光學等其他物理知識模塊之間具有非常強的聯系性，所以有關運動學的綜合題類型也比較多，是高中生必須要掌握問題求解方法的一種類型題.而針對該種物理類型題的求解，也可以將一題多解思想融入其中，保證可以借此來幫助學生簡化問題分析及求解過程，有效鍛煉他們的問題求解能力，尤其是要借助相關類型題的求解來鍛煉他們自身的思維能力，使他們可以靈活應對自己所面對的各種物理問題.

例3一輛運輸車輛在某一直線道路上行使，在某一時刻碰到道路前方施工而緊急剎車，之后分別駛過了a、b、c和d四個點(詳見圖2).已知車輛駛過ab段、bc段和cd段對應的時間之比為1∶2∶3，并且ab段，bc段和cd段3段對應的位移分別為x1，x，x2，試求bc段之間的距離x是多少(以x1和x2進行表示)？

圖2

解析通過指導學生對本道題的題干信息進行認真分析，他們會發現運輸車輛從a到d的運動過程中主要做的運動是勻變速直線運動.假定bc段的路程為x，而經過各段的時間分別為t、2t和3t，各點對應的速度相應的為va，vb，vc和vd，整個運動的加速度為a.在此基礎上，可以通過指導學生對問題進行剖析來進行解答.有的學生會聯想到借助基本運動學公式求解，也有的學生會想到借助平均速度法來對問題進行求解.

解法一基本公式法.

解法二平均速度法.

綜上所述，一題多解思想是幫助高中生打破思維定勢，提高他們求解物理問題能力的一個重要教育思想，所以平時物理解題教學中可以有計劃地引導學生去運用一題多解思想開展解題訓練，在面對物理問題求解過程中要多思考，不能夠套用固定的解題思路與方法，否則必然會對他們求解物理問題的能力帶來不利影響.通過逐步開展一題多解訓練，可以逐步促進他們發散性思維能力發展，提高他們物理問題求解能力.