高中物理有效解題思路的研究分析

摘" 要：在高中物理教學中，教師不僅要重視對學生的知識講解，同時也要注重對學生物理解題思路和方法的培養，這樣才能使學生取得更高的答題分數，并更好地解決現實生活中的實際物理問題，促進學生學以致用.文章基于自身的實際教學工作經驗，主要對高中物理解題中的一些有效解題思路方法進行分析，希望能為教師的教學和學生的學習提供參考.

關鍵詞：高中物理；解題；思路

中圖分類號：G632""" 文獻標識碼：A""" 文章編號：1008-0333（2024）18-0086-03

收稿日期：2024-03-25

作者簡介：張永柏（1969.5—），男，甘肅省武威人，高級教師，從事高中物理教學研究.

對于高中學生而言，在物理的學習中掌握正確的解題思路方法是非常重要的，它可以幫助學生真正理解物理概念、公式和定律，而不是死記硬背；指導學生科學分析和解決物理問題，而不是想當然或盲目套公式.從而提高學生做題的速度和準確率，提高學生對物理知識學以致用的實踐應用能力［1］.

1" 替代法

替代法是高中物理解題中一種常用的解題思路和方法，特別適用于處理復雜系統中的問題.它的基本原理是將復雜的系統或問題簡化為更簡單的形式，便于計算和理解.該解題思路有如下特點：一是可以簡化復雜問題.通過替換掉系統的一部分或將復雜的系統轉換為更簡單的模型，從而簡化問題.二是符合等效原理.替代后的系統在某些關鍵方面（如力學性質、電學特性）與原系統等效［2］.三是保持關鍵變量不變.在替代過程中，關鍵變量（如總質量、總電荷、總能量等）保持不變.采用該思路解題時，首先，要在問題中識別出難以直接處理的復雜部分；其次，要選擇合適的替代模型，根據問題的性質選擇一個合適的、更簡單的模型來替代復雜部分，然后，在替代模型的基礎上進行計算；最后，將結果應用于原問題的背景中.

例如，在一個有關電路的物理問題中，一個復雜的電路包含多個電阻，需要計算整個電路的總電阻.這個電路可能包含串聯和并聯的組合，使得直接計算非常復雜.采用替代法解題時，第一步識別復雜部分：在這個例子中，復雜部分是并聯和串聯的組合電阻；第二步選擇合適的替代模型：可以將并聯的電阻組合用一個單一的等效電阻替代，同樣將串聯的電阻組合也用一個單一的等效電阻替代；第三步進行計算：根據串聯和并聯電阻的計算公式，計算出每個組合的等效電阻，然后再計算這些等效電阻的總電阻；第四步將結果應用于原問題：得到的總電阻即為原復雜電路的總電阻.

2" 反推法

反推法這種解題思路在高中物理解題中也較為常用，特別是在處理那些直接解決較為困難的問題時，效果較好［3］.它從已知的結果或條件出發，逆向以找出導致該結果的原因或初始條件.該解題思路的特點有：一是由結果推原因.從問題的已知結果開始，逆向推理以找到導致這一結果的原因或條件.二是物理規律的不變性.通過已知的最終狀態推算出初始狀態.三是假設與驗證.在推理過程中可能需要做一些合理的假設，然后驗證這些假設是否符合物理規律和題目條件［4］.

例如，關于一個關于動能和勢能的問題，一個物體從一定高度自由下落，問達到地面時的速度是多少.直接解決這個問題需要考慮動能和勢能的轉換，采用反推法解題時，第一步確定目標，需要找出物體達到地面時的速度；第二步逆向推理，已知最終狀態是物體在地面上，勢能轉為動能；第三步應用物理規律，使用能量守恒定律.通過能量守恒可以計算出物體的速度，最后驗證假設，檢查計算的結果是否符合能量守恒定律.

3" 極限法

極限法對于高中物理解題來說，同樣是一種常用的思路方法，特別適用于處理那些難以直接求解或需要估算極端情況的問題.這種方法通過考慮某一物理量趨近于其極限值時的情況來簡化問題或找出問題的本質［5］.該解題思路的特點有：一是極限情況分析.通過考慮物理量在極限條件下（如無窮大、無窮小、非常大或非常小）的表現來理解或解決問題.二是簡化復雜問題.在極限情況下，許多復雜的物理問題可以簡化.三是揭示基本規律.極限條件下的分析有助于揭示問題的基本規律和物理過程的本質.采用該思路解題時，首先要確定關鍵物理量，識別問題中的關鍵物理量，這些物理量在極限條件下的表現對解題至關重要；其次要設定極限條件，設定這些關鍵物理量的極限條件，如考慮當某物理量趨近于零、無窮大或特定值時的情況；再次是進行極限分析，在這些極限條件下分析問題，找出簡化后的問題形式或規律；最后是應用于原問題，將極限分析的結果應用回原問題中，得出結論或解答.

例如，一個關于摩擦力的問題，一個物體在水平面上受到恒定的推力移動，問摩擦力對物體運動的影響.采用極限法解題時，第一步確定關鍵物理量.在這個問題中，關鍵物理量是動摩擦因數和推力.第二步設定極限條件，考慮兩個極端情況——動摩擦因數趨近于零（即幾乎無摩擦）和動摩擦因數非常大（即極大摩擦）.第三步進行極限分析.當動摩擦因數趨近于零時，摩擦力幾乎不影響物體運動，物體將近似做勻速直線運動；當動摩擦因數非常大時，摩擦力將顯著阻礙物體運動，甚至可能使物體無法運動.第四步應用于原問題.根據極限分析的結果，可以推斷在實際情況下，摩擦力將根據動摩擦因數的大小在上述兩個極端情況之間產生影響.

4" 畫圖法

畫圖法是一種相對直觀和經典的物理解題思路方法，特別是在處理力學和電磁學等領域問題時，這種方法通過繪制相關的圖形（如力的分解圖、電場線分布圖、運動圖線等）來幫助學生理解和解決問題.該解題思路的特點有：一是可視化復雜問題.畫圖法可以將抽象的物理概念和復雜的物理現象轉化為直觀的圖形，幫助理解和分析問題.二是分解與合成.通過畫圖可以將復雜的力系統分解為單一力的作用，或者將多個簡單的效應合成為一個總效應.三是直觀分析.圖形提供了一種直觀的方式來分析物理問題，如判斷力的方向、計算物體的運動軌跡等.采用該思路解題時，首先要識別關鍵要素，確定需要在圖中表示的關鍵物理量；再次是繪制圖形，根據物理量的特性（如大小、方向）準確地繪制圖形，利用圖形來進行定性或定量分析；最后再解決問題，根據圖形分析的結果來解決問題，得出結論.

例如，假設一個關于力學的問題，一個物體受到多個不同方向的力作用，要求求出合力.采用畫圖法解題時，第一步識別關鍵要素，在這個問題中，關鍵要素是作用在物體上的各個力；第二步選擇合適的圖形類型，選擇力的矢量圖來表示這些力；第三步繪制圖形，根據每個力的大小和方向在圖上準確地表示出來；第四步分析圖形，通過圖形，可以將這些力進行合成，求出合力的大小和方向；第五步解決問題，根據合成后的結果，得出合力的大小和方向.

5" 特值法

特值法特別適用于處理那些涉及特殊值或特殊條件的問題，通過分析在特定條件下問題的解決方式，可以簡化問題或直接得到答案.該解題思路的特點有：一是利用特殊情況.在某些特殊條件下，物理問題可能變得更加簡單或直接可解.這些特殊條件可能是極端值（如零、無窮大）、對稱點或平衡點等.二是簡化問題.特殊值的應用通常可以簡化復雜問題，使其更易于分析和求解.三是揭示基本規律.特殊值下的分析有助于揭示問題的基本規律，為理解更一般情況下的問題提供參考.

例如，一個涉及加速度和力的問題，一個物體在不同力的作用下沿直線移動，要求在何種力的作用下，物體的加速度最大.采用特值法解題時，第一步識別特殊值或條件，在這個問題中，特殊條件是力的大小和方向；第二步應用特殊值，根據牛頓第二定律F=ma，加速度最大時對應的是力最大且方向與運動方向一致的情況；第三步推廣到一般情況，在力和加速度的一般關系中，找出使加速度最大的力的條件；第四步驗證解的合理性，確保得到的最大加速度條件在物理上是可行的，并符合題目的實際情況.

6" 假設法

在高中物理解題中，假設法這種思路方法特別適用于解決那些直接計算較為困難或需要探索未知條件的問題.通過對某些未知或復雜部分做出合理的假設，可以簡化問題或導出可解的數學表達式.該解題思路的特點有：一是簡化復雜問題.通過對問題的某些部分做出合理的假設，可以將復雜的問題簡化成更易于處理的形式.二是探索未知條件.在缺乏足夠信息的情況下，合理的假設可以幫助探索問題的可能解決方案.三是邏輯推理的基礎.假設法通常是邏輯推理的起點，通過假設可以推導出進一步的邏輯結論或數學表達式.采用該思路解題時，首先要明確問題要求，清楚地理解問題的要求和已知條件；其次是做出合理假設，根據問題的性質和物理規律，對未知的或復雜的部分做出合理的假設；再次是基于假設進行計算或推理，求解完畢后，回過頭來檢驗假設的合理性，確保假設符合物理規律且與問題的實際情況相一致；最后是調整假設，如果必要，可以調整假設或對原有假設進行細化，以獲得更準確或更合理的解答.

例如，一個關于動力學的問題，求一個在平面上受到多個力作用的物體的加速度.采用假設法解題時，第一步明確問題要求，要找出物體的加速度；第二步做出合理假設，假設物體的質量為m，并且假設所有作用力合成的合力為F；第三步基于假設進行計算，根據牛頓第二定律F=ma，可以根據合力和物體的質量計算加速度a；第四步檢驗假設的合理性，檢查合力的假設是否符合題目描述的所有力的情況，確保沒有遺漏或錯誤理解力；第五步調整假設，如果發現原有假設與實際情況有出入，可以調整假設，比如考慮非恒定力的作用或力的方向變化，然后重新計算.

7" 結束語

除了上文中所提到的幾種思路方法之外，在實際的高中物理解題中，還有其他的諸多思路方法可供采用.教師應根據不同的物理知識領域、題型，對各種解題思路方法進行總結，并對學生加以針對性培養、訓練，不斷提高學生做題的速度和準確率，增強學生對物理知識學以致用的實踐應用能力.

參考文獻：［1］ 胡秀峰.高中物理教學中培養學生解題能力的有效路徑分析［J］.廣西物理，2022（4）：183-186.

［2］ 侯新杰，王森.高中物理“說題”教學模式的內涵、結構與實施策略［J］.教學與管理，2022（34）：71-73.

［3］ 曹玉峰，李明明，石忠磊.應用計算思維建構高中物理解題方法和步驟［J］.吉林省教育學院學報，2022（6）：90-94.

［4］ 李潤菡.高中物理解題思維方法的探究與運用的分析［J］.傳播力研究，2018（34）：159-161.

［5］ 金鵬沖.高中物理解題思路的反思與策略［J］.文化創新比較研究，2017（34）：108-109.

［責任編輯：李" 璟］