高中物理程序法解題思維的培養策略分析

周存亮

【摘要】運動學是高中物理人教版必修一教材中的重要知識點，也是高中物理系統學習的開端，這一知識點與初中物理有聯系但也存在差異.課堂上，教師要為學生引入新思路、新概念，幫助學生探索新學習方法，有效克服高中物理系統性教學中的邏輯思維壁壘.在本文中所探討的是高中物理程序法，主要通過必修一中的運動學知識點并結合例題培養學生的程序法解題思維，最后得出教學結論.

【關鍵詞】高中物理；運動學；程序法

如果從知識本位、解決問題等思維出發，高一階段物理教師就需要豐富教學方法，著力于培養學生正確良好的物理解題思維.本文中主要探討程序法解題思維，程序法屬于基于特殊思維的解題方法，主要按照時間先后順序對題目給出具體的物理分析過程，例如了解物理題目中時間、速度和位移三者之間的關系，然后列出方程正確解題.程序法中所闡述的物理位移關系、速度關系都非常經典，值得深入研討［1］.

1 物理必修一運動學的程序法解題思維實踐運用——勻變速直線運動問題中單一問題的程序法解題方法

在物理必修一中，運動學知識點內容豐富，涉及諸多問題，例如勻變速直線運動問題中的單一問題或者復雜問題都可以引入程序法解題思維，下文結合例題具體來談.

勻變速直線運動問題屬于運動學知識點中的經典問題，在解決某些單一過程問題時，教師可以為學生給出具體的應用題目.

例如 有一輛汽車在平直的高速公路上行駛，此時汽車突然剎車，即在t=0時刻時突然開始剎車，剎車過程中產生位移x以及速度v，二者的關系是：x=40－140v2（m），然后分析計算汽車在剎車過程中的加速度大小？剎車過程的整體持續時間是多少？t=0時刻汽車的速度大小是多少？等等［2］.

在審讀上述題目后，教師采用程序法為學生解題.因為汽車剎車問題在日常生活中比較常見，汽車通過剎車停車，并不會做反方向加速運動，而是最終保持靜止狀態，因此在解題之前需要首先求解剎車時間t0，再比較t與t0之間關系.其中就有t＜t0以及v=0等等條件出現，證明汽車在剎車后停止運動，剎車距離x發生的不同變化.在這里，教師要為學生展示勻變速直線運動位移與汽車速度之間的關系，在整理數據后對照題目求解計算，最各個單位后參考汽車的平均速度獲得汽車在剎車后的位移公式應該為：x=v02t0.

如此一來，就能計算出汽車在剎車后幾秒停車，且汽車的剎車位移大小也能被輕松計算出來［3］.

2 勻變速直線運動問題中復雜問題的程序法解題方法

勻變速直線運動問題中，有關運動學的問題可以非常復雜，所以教師需要運用好程序法解題思路，帶領學生共同解決某些復雜問題.

例如 有兩扇電梯門大小相同，總寬度均為d，電梯在關閉以后同時由靜止向中間運動，每一扇電梯門在關閉時的速度均為0.在電梯門運行過程中，先勻加速運動，再勻減速運動，其中電梯門的最大運動速度應為v，電梯關門以后，如果超過t0時間再按下電梯按鈕，電梯門不會再被打開.結合上述條件，求解電梯門在關閉時的加速度大小.

在解決這一問題過程中，教師要運用程序法解題思路來首先帶領學生求解電梯門在關閉時的加速度大小，選取正確的公式幫助學生解題.比如說，教師會為學生展示如下公式：a=ΔvΔt，s=vot+12at2.

上述兩計算公式可以求解電梯門在運動初始狀態、末尾狀態的變化情況，結合電梯門在不同運動階段的不同變化來分別設物理量，求解電梯門速度、開閉時間等等問題.整個過程遵循程序法對于物理過程的深度剖析，且建立了分段討論機制，如此對于培養學生解題過程中的整體思維幫助較大，能夠輕松完成整個解題過程.

從另一角度來講，要考慮到電梯門在關閉運動過程中處于先勻加速運動、后勻減速運動的發展形勢，所以無論電梯門做何種運動，它的位移距離是完全相同的.就以勻加速運動過程為例，電梯門的位移距離應當用d4表示，同時可以設置加速度為a.而參考教材中運動學中勻變速直線運動的規律知識點內容，也可以了解到加速度的求解方法如下［4］：v2=2a·d4.最后求解得出答案應該為：a=2v2d.

這里可以假設電梯門做加速運動的運動時間為t1，同時假設電梯門做減速運動，其運動時間為t2，最后得出t1=2t2.就整個題目求解過程而言，其具體的解題過程雖然具有一定難度，但是在采用程序法解題思維以后，結合題目中已知條件，求解過程難度也有所下降.解題中教師應要求學生多讀題干，從題干文字中去提取重要信息，找到有價值的物理量，然后再推進題目的解題過程.在求解題目的過程中也分析了電梯門的運動速度關系，推導出位移關系是整道題目的求解核心.為此，教師還幫助學生合理設置了時間這一未知量，目的就是讓學生主動思考，求解在電梯門運動階段時間這一關鍵變量的變化過程.所以說，教師要幫助學生把握住程序法解題思路，時刻關注電梯門的運動過程以及運用場景變化，做好題目分段拆解解題.在程序法解題思維指引下，教師也在教學中潛移默化為學生總結了某些運動學特征知識，例如題目中所談到的“運動的對稱性”等關鍵知識點問題.

3 結語

在高中物理必修一運動學相關知識點教學中，教師為學生灌輸了程序法解題思維，這一解題思維的亮點在于它正確選擇了運動學知識點的重點研究對象，明確了研究目標，然后再帶領學生學習掌握運動學知識點中的應用題目解決過程.而在有效應對某些復雜的物理運動學問題時，教師則專門為學生拆解題目解題過程，分別求解其中的諸多關鍵問題.在合理運用各種物理公式解題時，教師更為學生形成了諸多跳躍性解題思維，幫助學生一舉多得解題，循序漸進中就形成了程序法解題思維，掌握了正確的物理解題方法，為之后的物理課程學習做好鋪墊.

參考文獻：

［1］辛瑞平.探析高中物理程序法解題思維的培養——以必修一運動學為例［J］.數理天地（高中版），2023（18）：13-14.

［2］鄭卿武，揭玲俐.二次方程的數學內涵在高中物理試題中的應用——以運動學為例［J］.中學生數理化（高中版），2023（34）：17-18.

［3］林艷欽.魯科版高中物理新舊教材的比較研究——以“運動學”為例［J］.中學理科園地，2022，18（06）：68-69.

［4］張昉璇.高中學生物理運動學“迷思概念”的研究——以高中物理必修1運動學為例［J］.物理通報，2021（08）：46-49.