试论基于问题解决循环模式下的高中物理一题多解

罗勇

【摘 要】问题循环模式下的一题多解不仅可以实现对学生解题思路的启发和拓展，而且还强化了学生对物理问题求解步骤的掌握能力，而这些都对实现高中物理教学目标具有积极意义，值得进行推广和应用。本文对基于一题多解的高中物理问题循环解决模式进行了一些有意义的探讨，希望对相关教学工作能够有所帮助。

【关键词】高中物理；问题解决循环模式；一题多解

1.问题解决循环模式

问题解决从本质来说是人类的一种有目的性的认知活动。学生在解答物理习题时，需要将问题给定的情景转化为目标情景，而这个转化过程就是一种有目的性的认知过程，它具有以下三个方面的特征：第一，目的指向性。高中物理习题都具有明确的指向性，而这就要求学生对物理问题的认知过程也必须具有目的性，整个解答过程必须朝着某个特定的终结状态演进。第二，操作的順序性。物理问题的解答涉及到学生一系列的心理活动，例如对物理问题的分析、对求解方向的大致计划拟定、从计划切入点来尝试解答问题的计算活动等等，而这些心理活动必须遵循一定的前后次序，即形成解答问题的心理操作过程序列。第三，认知操作。物理习题的解答必须通过学生的认知操作来实现。

通过以上分析不难发现，高中学生对物理习题的科学解答需要经过分析、拟定解答计划、组织和调用已有的知识储备、尝试解决、监控解答中的每一个步骤以及事后对解答过程进行评价等一系列环节，而这些环节就构成了物理习题解答过程中的“问题循环解决”模式，这种模式贴合高中物理学习的客观规律，对提升学生分析和解决物理问题的能力效果明显。

2.基于一题多解的高中物理问题循环解决模式

2.1呈现问题

【习题】如图所示，质量为4kg的长木板B静止置放于光滑的地面上，在其右端上放一个质量为1kg的滑块A。现在分别让A、B以v■=2m/s的速度向左、右运动，已知A、B间的动摩擦因数μ=0.4，最后A恰好没有滑出B，则求B的长度L为多少。

习题示图

2.2分析问题

分析问题是解答物理习题的第一步，物理教师要引导学生提取出习题给定的已知条件和要达到的解题目标。这一过程可以先由教师给学生进行示范演示，然后和学生进行共同讨论，最后让学生独立提取出“已知什么”和“要达到什么目的”。当接触到该习题时，教师和学生共同分析到的信息如下：

已知条件：A、B的质量m■和mb；A、B的初始运动速度大小为v■，方向相反；B与地面之间不存在摩擦力做功；A在B上滑动时会产生摩擦力，这个摩擦力的大小可以由A的重力和μ的乘积得到；A最终和B的速度会保持一致，并且相对静止于B的左端上。

求解目标：A相对于B的滑行距离。

2.3产生计划

习题的解答需要学生制定一个初步的计划，如准备以什么已知条件为突破口、调用哪方面的物理知识来求解问题等等。一般而言，学生的思维角度不同，在此过程中应该结合自身的情况，灵活地确定出解题的切入点。

2.4组织信息

要解决物理习题，需要学生组织和调用已有的物理知识，能够回忆起已有的信息或发现新的信息，从而缩短解答过程与最终目标间的距离。对于该习题，学生可以从自身的解题切入点入手，调用力和运动、摩擦力做功、能量守恒以及动量守恒等相关知识来实现问题解答。

2.5尝试解决

学生根据自身拟定的解题计划和切入点，并调用和总结相关信息，对物理习题进行尝试解答。

【解题切入点】A和B构成的系统只存在摩擦力做功，所以摩擦力所做的功就等于系统动能的损失量，进而产生如下解答方案：

A、B的最终共速速度为：

v=-v■+aat=v■+a■t=1.2m/s

则利用能量关系可以得到：

m■gμL=（1/2）（m■+m■）v■■■■■-（1/2）（m■+m■）v■

因而可得L=1.6m

2.6过程监控

在习题解答的过程中，高效的学习方式不光要求学生在问题解决后进行反思，更要求学生能够监控自己解题的每一步，以分析评价自身当前的解答方式是否能够最快和最有效地达到总体目标。在上述两个求解过程中，方案2的求解效率更高，但在求解A、B的共速速度时还是比较繁琐，没有达到最佳的方案。事实上，A、B系统在作用过程中动量守恒，结合动量守恒和能量转换关系，可以对上述求解过程进行优化。

2.7评估反馈

在解答结束后，学生应该对解答过程进行评估。通过评估，学生可能会发现新的解题思路和方式，从而实现对既有解答过程的优化。例如通过评估后发现，A、B的最终共速速度可以利用动量守恒关系求解，这就避免了方案1、2在分析摩擦力作用下的匀加速直线运动时的繁琐步骤，进而使问题的求解效率进一步提升。

3.结束语

问题循环模式下的一题多解不仅可以实现对学生解题思路的启发和拓展，而且还强化了学生对物理问题求解步骤的掌握能力，而这些都对实现高中物理教学目标具有积极意义，值得进行应用和推广。

【参考文献】

[1]王腾阳.例谈高中物理的一题多解[J].中学生数理化（学研版），2017（3）：62

[2]姜珊多娇.试论一题多解谈高中物理学习方法[J].教育科学（全文版），2016（12）：249-250endprint