浅谈物理解题思维的培养

姚晓春

(江苏省苏州市吴江区盛泽第一中学 215200)

物理来源于生产、生活或科学实验，也服务于人们的生活、工作.生活的多样性、开放性、复杂性与刚进入初中学校的中学生那种单一、规范、简单的生活相比落差太大.物理学是一门科学，严谨、系统，其中贯穿着科学的思想，如：控制变量法，长度测量的估计值及取平均减小误差.伴随的是科学的方法，如：科学推理、转换法、等效替代法，实验及其数据转化成为坐标图像等大量的手段、方法.对于初二刚接触物理的学生来说，这些知识太新颖，奇特，难于掌握.当运用这些知识去解答问题时，困难有两种：第一，太复杂，不知道怎样分析；第二，乱套公式.如果采用题海战术，学生大量答题，老师大量讲解例题，“过程分析”“解答”二招就可以解决.但这样教学仅仅得到结果，而不是解题思维.美国著名数学家及教育家波利亚，在数学领域最先对问题解决过程进行了全面、系统的研究.他在这方面的名著有《怎样解题》(1944)，提出四个步骤：第一，弄清问题；第二，找出已知数据和未知数据之间的联系；第三，实现你的计划；第四，验证所得解.如果将上述解题思维与物理教学结合，问题解决系统大致可分为以下四个步骤：

第一步：审题一，分析题意，已知的条件有哪些，隐藏的条件有没有.寻找间接条件及其联系.当一些物理概念、术语、图形在题目中出现时，对应的知识点将被联想回忆起来，从而寻找到解题的线索.某个题目里直接给出的初始条件、信息，并不能让人一眼就看出问题的解法，只有当我们把问题中的初始条件、信息同一些特定的知识相结合，并进行适当的思维加工之后，才能从本质上揭示出问题中那些深藏不露的内在作用、联系和物理现象，最终找出问题的解法.离开了物理知识的掌握和运用，就不可能解答物理问题.

例1小明骑车过马路，距小明60m远有一辆大卡车正以30m/s的速度沿马路中间线驶来，如右图，已知卡车长15m,宽5m,马路宽30m,问：小明的速度为多少时可以避免相撞？

本题与生活紧密联系，学生有生活的经验，经过启发，学生们很自然地把本题拆分为二个小题，即：(1)人先过线或(2)车先过线.进一步分析，卡车以车身上具体哪个点为准，完成了拆分和简化后本题开始解答.

所以答案(1)是人的速度大于10m/s

审题二，分析解题方向.学生的思维可能被生活经验局限或误导，思路不够开阔，看不到事物的多样性，实际解题时，审题往往会有反复，解题中途回过头来重新开始.所以审题还需要对解题的大方向做出判断.在许多问题中，问题自身就包含着一些线索或特征信息，利用这些线索或特征信息可以从众多可能的分支路径进行尝试，优先选择成功希望最大的一条路径.

例2夏天，小明从冰箱冷冻室中取出几个冰块，放入装有常温矿泉水的杯中.过一会儿，他用吸管搅动冰块时，发现这几个冰块“粘”到一起了，请解释这个现象.

分析本题是初二《物态变化》这一章的内容，来自于实际生活的一个场景.学生自然地想到夏天冰会吸热熔化.这就是被生活有限的经验束缚了思维，造成解题方向错误.转变思维方向，思考从冷冻室取出的冰块是否温度很低？冰块也许是好几块，水也许是一小杯？冰吸热必然会使水温下降，究竟是冰先熔化还是水先凝固呢？这里有两种可能性，所以解题思维也应该有两个方向，最后结合题意确定合理的解题方向.所以本题的答案应该是有部分水凝固造成冰块“粘”到一起了.正确确定问题的相关方向和所运用的相关知识，可以使我们从庞大的学科知识体系中，排除大量无关部分，把思考集中到一个狭小得多的范围中，从而有效地简化分析、思考的进程.

第二步：寻找问题的解法，寻找显性的条件和隐性的条件，以及条件之间的联系.利用物理概念、公式或生活经验、常识建立起这些条件之间的定量关系.一个计算问题的解法包含两种要素：其一是若干个彼此关联的具体方程式或公式；其二是与具体方程式或公式相对应的数学运算.

例3如图所示，汽车以20m/s的速度匀速直线行驶，司机鸣笛后1.5s听到回声，问司机听到回声时汽车离山崖多远？

分析题意可知：显性的条件是车速20m/s,1.5s听到回声，这一过程车开了：

s=vt=20m/s×1.5s=30m

隐性的条件是：声音的速度是340m/s,在同一时间段内经起点到山崖又回到终点

s=vt=340m/s×1.5s=510m

生活经验告诉我们：这510m包含声音的一来一回，进一步得到等式：一来 + 一回=510m 即：(s+30m)+s=510m得：S=240m.

所以，司机听到回声时汽车离山崖240m.习题教学需要授人以“渔”，也就是思维方法和过程.不可以偷懒就讲一些算法，得到答案就算完成.

第三步：表述解法.在解答计算题时，学生们一方面要在草稿纸上写写画画，同时又要开动脑筋进行思考，以便确定问题的每一个步骤，找出解决问题的具体路径，以书面的形式推导、运算，计算出答案.对学生个人来说，解答问题的过程就是一种认识过程，运用相关知识，完整、规范地书写完成每一个步骤，能否清楚地看出公式及其变形，以及由题意而来的等式或方程组，这些演算是否正确.

第四步：总结经验.物理解题伴随着公式、运算、单位，包含物理意义,要清晰明了.物理题有些来自于实际生活，你的答案不能脱离生活实际.总结解题获得经验、教训，提高分析判断能力.

学生通过解题可以加深对知识的理解，思维分析能力，综合比较能力以及抽象概括创新能力得到提高，也可以建立信心.所以习题教学是减少学生学习因难，提高物理教学质量的关键环节之一.当一个刚学习了物理的学生，他运用新学的知识解决了现实生活中一直困扰人们的疑惑时，这种奇异美妙的意境，学以致用的感觉会使他深深地喜爱物理这门学科.