解答初中物理問題的幾種特殊思維策略

闞小勇

(江蘇省如皋市江安鎮濱江初中 226534)

物理學習作為一種有意義的學習，學生必須解答大量的物理習題以加深對物理概念、規律及物理思想方法的理解.物理解題的過程也是主體積極認知的過程，解答物理習題涉及到人如何獲取信息、加工信息，如何進行決策思維，以及如何儲存和提取知識等等.為提高學生解答物理問題的能力，在物理教學過程中必須教給學生一些特殊的解題思維策略.所謂物理習題的解題策略，是指在探求物理習題答案的過程中所采取的途徑和方法，它是對解題過程的概括性認識.而特殊思維策略，是指思考路徑不太常規，而對解題活動又能出奇制勝的思維策略.現結合具體習題的解答談幾種特殊思維策略的應用.

1 變更問題策略

所謂變更問題策略，就是主體面對難以完成知識的提取和推理而無從下手的問題時，思維不要停留在原問題上，而是思考原問題的情境是否可以進行“反客為主”的變更，能否換一種表述方式來把它改變成一個等價問題，使它變得更熟悉、更簡單、難度大大降低而更加易于解決的新問題，以便通過解決其等價問題而達到解決原問題的目的，這顯然有助于提高學生思維的變通性與創造性.

例1 某游客去泰山旅游，第一天早上9∶00檢完票進入景區大門沿山路步行爬山，于下午14∶00到達山上某一賓館住宿，在第二天早上9∶00時又從該賓館處下山沿原路步行返回，正好于下午14∶00離開景區大門，則在該線路上____(選填“不一定”“一定”或“一定不”)存在這樣一個地點：該游客第二天返回經過該地點的時刻與第一天經過該地點的時刻相同.

解析本題采用變更問題法，在不改變問題實質的情況下，恰當引入一個替代過程，可使原問題變得易于求解.題中給出的條件是同一個人在前后兩天走過相同的路程，現假設在第二天這個游客從賓館出發返回景點大門的過程中，有另一個“替身”游客模擬該游客第一天的行為從景點大門走向山上賓館，因為他們出發的時刻相同(均為早上9∶00)而又相向而行，所以他們必然會相遇在賓館與景區大門路途之間的某一位置，而且相遇時所經歷的時間也必然相等，答案顯然是“一定”存在這個地點.

2 代入檢驗策略

有些問題通過正面求解也許不能得出正確答案，而問題本身存在幾個可能的答案，用常規的邏輯推理難以排除這些可能答案中的錯誤選項時，可以采用相應的物理知識，寫出相關量之間的關系式后，將題給選項逐一代入這個關系式進行檢驗，使關系式成立的選項即為所需答案，這種代入檢驗策略有時是很奏效的.

例2 有甲、乙兩種物質制成的兩個物體，它們的質量之比為3∶1，吸收的熱量之比是2∶1，則它們升高的溫度之比和比熱之比分別為( ).

A.2∶3，10∶1 B.5∶3，2∶5

C.3∶2，1∶10 D.3∶5，5∶2

解析這里先用“等分量”法設甲、乙兩物體的質量分別為3m和m，吸收的熱量之比分別為2Q和Q，比熱之比為c甲和c乙，升高的溫度之比分別為Δt甲和Δt乙，則根據吸熱公式Q=cmΔt可得：

2Q=c甲×3mΔt甲

①

Q=c乙×mΔt乙

②

聯立①②得：

③

將各選項分別代入③式，只有選項B正確.

3 模式識別策略

在物理解題活動中，解題主體通常都是首先辨別題目的類型或所涉及到的物理知識，以便與已有的知識發生聯系，從而迅速從記憶中提取有關知識來解決問題，這種解題策略叫做模式識別.如果很快識別出這個問題屬于哪一類，就能由此選擇大致的解題方向，縮小搜索的范圍，提取相關知識進行求解，問題的解法和答案也會很快的明朗起來.

例3 某同學在使用托盤天平稱量一個物體的質量時，先把天平放在水平臺上，由于疏忽而沒有把游碼撥回“0”刻線處，當游碼位于0.2克處時去調節平衡螺母，使指針指到刻度盤的正中央，之后把被測物體放在左盤，在右盤中加入43克砝碼時，天平再次恢復平衡，由此可知被測物體的質量為( ).

A.43.0克 B.43.1克

C.42.9克 D.不能確定

解析天平本身是個等臂杠桿，當天平放在水平臺上指針指在刻度盤的中央而使橫梁處于平衡狀態時，左盤中物體的質量與右盤中砝碼的質量是相等的，所以本題答案為A.顯然，這里只要能識別出天平的工作原理就能得出正確答案，至于題中游碼位于0.2克處時對天平所形成的影響，其實已被調節平衡螺母所抵消，這與游碼位于“0”刻度線處時去調節平衡螺母使橫梁平衡并沒有本質區別.當然，此時若需要向右移動游碼才能使橫梁平衡，則物體質量應為m法+(m游-0.2克)，其中m游為游碼所對刻度值.

4 以退求進策略

解題時先退到我們最容易看清楚問題的地方，認清了，看透了，鉆深了，然后再去解決問題，這就是“以退求進”的策略.運用這一策略常見的情形有：從一般退到特殊；從復雜退到簡單；從多退到少；從整體退到局部；從較強的命題退到較弱的命題.使抽象的問題具體化，以便使其中的數量關系或空間形式更明確，也就更容易找到解題的途徑.

圖1

A.杠桿將失去平衡，右端會上升

B.杠桿將失去平衡，左端端會上升

C.杠桿始終保持平衡

D.無法判斷

解析本題的問題是“蠟燭燃燒的過程中”，可將這個條件退到特殊情況，因為蠟燭A、C較短，不妨選擇蠟燭A、C同時燒盡的時刻來分析，則此時蠟燭B還剩下一半，此時杠桿將失去平衡，且右端會上升，所以正確選項是A.

5 先進再退策略

這種解題策略與“以退求進”策略的思路恰好相反，即在解決一個特殊問題時，先將這個問題作一般化的探討，推進到一般情況來考慮問題，通過對一般問題的解決，再返回來解決原來給出的問題，以達到最終解決問題的目的.

A.0.28安 B.0.33安 C.0.11安 D.0.22安

圖2

解析本題通常用歐姆定律列出方程求解，但若能將問題作一般化的處理.將定量計算的問題轉化為定性分析問題，這里采用“逆向思考”的方法來分析.若把滑片向左移動到B點，滑動變阻器接入電路的電阻最大，電路的總電阻最大，電流最小；當滑片向右移動時，變阻器接入電路的電阻減小而導致總電阻減小，電流必然增大而大于開始時的0.3安，所以答案只能是B.這樣就免去了列式求解的繁瑣.

6 正難則反策略

對某些物理問題，若從正向(由因到果)的思路去尋找解題路徑時可能難以解決，此時若轉而從反向(由果到因)的思路去考慮，以突破思維定勢，使陷入僵局的思維進入新的境界而很快就能得出結論，這種對問題從正面解決有困難而轉向反面尋求解法的思維策略稱為“正難則反”策略，也可稱為逆向思維策略.使用這種策略解題往往能達到“柳暗花明又一村”的效果.常見的幾種方法是：分析法、反證法、淘汰法和逆推法.

例6 如圖3所示的電路中，R1、R2為定值電阻，若電源電壓恒定，開關閉合后，將滑動變阻器的滑片P向右移動，則( ).

圖3

A.電流表示數變小，電壓表示數變小

B.電流表和電壓表示數都變大

C.電阻R1消耗的功率增大

D.整個電路消耗的總功率不變

總之，我們在平時的教學過程中，要有意識地指導學生加強對解題策略的總結，積累一些特殊的思維策略，并學會靈活地運用這些策略來解決問題，以達到迅速、準確地解題的目的，也能優化學生的思維品質，提升創造性解題的能力.