物理问题解决的思路与方法

物理问题解决的思路与方法

余美前

余美前（古田技工学校，福建宁德352000）摘要：中学物理教学的主要任务是帮助学生形成物理概念、掌握物理规律、应用物理方法解决物理问题。虽然中学物理研究的问题，都是在一定科学背景下已经解决的问题，从科学探索的意义上，它们已不成其为问题。但是由于教学过程的特殊性，物理问题仍作为学生求知的对象而提出。物理教学就是通过引导学生去探索、解决这一个个问题，从而达到掌握知识、发展智力、培养能力的教学目标。

关键词：物理问题；解决方法；解决思路

对于知识的学习，学生在认识上要经历两个阶段。一是从感性到理性的认识阶段，这一阶段以建立概念、发现规律为特征；二是从理性到实践的运用阶段，这一阶段以运用概念、规律去解决实际问题为特征。通过认识上的两个阶段，形成概念、掌握规律、解决问题。

1物理问题解决的思路

对中学生而言，物理问题解决包含有重要的认知成分和一系列操作的心理活动。它要借助于一定的思路才能进行。所谓思路指一种依时间顺序排列的顺序性、结构性、策略性和规律性的连续系统，它是思维方法、思维内容、思维规律的统一。一个物理问题解决得正确与否，在掌握知识的前提下，主要取决于解决问题的思路。

1.1物理问题解决的程序思路。问题解决是一种企图达到目标的尝试。通常一个物理问题包含着目标、条件及它们之间的联系这三个要素，物理问题解决的任务就是去寻找条件与目标之间的联系，并利用这种联系去达到目标。这种联系可能是一个概念、一个规律，也可能是一个几何关系，或者是一系列的规律、公式、关系的组合。根据物理学科的特点，我认为物理问题解决应遵循如下的一般程序：面对一个物理问题，解答者总是在他们已有的能够达到的认知状态中，猜测或搜索出一些概念、规律和方法，尝试在问题的目标和条件之间寻找联系。一旦确定某一或某些概念、规律和方法可能建立起这种联系时，便将其应用于求解这个给定的问题，从而得到一个结果。然后将这一结果反馈检验，若结果是肯定的，则问题解决；若结果是否定的，则进行矫正、修改或重新猜测，搜索出新的概念、规律和方法，再次去求解……这种循环往复，利用“猜测--试错--反馈--肯定”最终使问题解决的思路，就是物理问题解决的程序。

1.2物理问题解决的行动思路。解题的认知过程大概有三个状态，解题者所处的最初状态即对条件的最初认识，称为初始状态；达到目标过程中所处的状态即寻找联系的种种认识，称为中继状态；达到目标时的状态即建立新的认知结构，称为目标状态。从初始状态开始，存在着多种途径、方法和选择。例如，面对一个力学问题，就存在着是静力学、运动学还是动力学问题的选择；若一旦确定是动力学问题，又存在着是使用牛顿第二定律、动量定理或动能定理的认识和选择；若一旦确定使用动量定理，又存在着动量是否守恒的认识和选择……解题者一旦作出某种选择，就改变了原有的状态，进入一种新的状态。可见，在初始状态和目标状态之间，存在着许多的中继状态，解题者所能达到的对所有中继状态的搜索过程，称之为行动思路。解决问题的行动思路主要有以下两种：

1.2.1尝试错误式。有些物理问题在辨不清条件和目标之间的联系时，尝试错误是不可避免的。例如在解决一些光学“黑合”和电学“黑合”问题时就常用这各方式，根据已有的知识对光学“黑合”中的可能存在的各种光学仪器进行组合，对电学“黑合”中各种可能的电阻、电源等元件进行组合，最后通过检验确定正确的元件组合形式。

1.2.2顿悟式。有些物理问题从初态通向目标状态的途径十分隐蔽，顿悟式解决问题好像是突然出现的。阿基米德在入浴时，浴缸里的水外溢，而顿悟出孕育已久的解决测定王冠含金问题，就是一个典型的例子。当然顿悟式的灵感也是在平时对问题孜孜以求的顽强努力和思考的结果。

1.3物理问题解决的过程思路。物理问题的题型很多，从题目的形式上，可以分为选择题、填空题、说理题、作图题、计算题、实验题、推理论证题等。虽然每种题型都有着各自独特的解题特点，但在思维程序上存在着共性。具体反映在以下的四个基本球节上：

1.3.1读审。读即阅读题目。应遵循先粗读后细读，先整体后局部的阅读，对整个题目的概貌做到心中有数；审即审查条件和目标。弄清题意（包括隐含条件）、明确目标、寻找解题信息，形成问题解决的出发点。在这一环节上，一定要做到确切了解题意，特别要弄清题目中关键词语的涵义；及时将所发现的信息尽可能地用示意图、模型图等展示出来。同时注意排除不利信息的干扰。

1.3.2建构。建构即物理模型的形成和建立过程。所谓物理模型，是经过简化或抽象之后的物理对象，在一定的规则联系下，按一定的时间顺序和空间关系，在解题者的头脑中形成的静态或动态的形象。它可以是所研究物体，如质点、理想气体等；也可以是有关研究过程，如匀速直线运动、恒定电流等；还可以是有关的制约条件，如光滑平面、恒力等。规则就是物理概念，或反映概念之间本质联系的物理规律。物理模型的建立通常需要科学的抽象和合理的想象。

1.3.3求解。求解即展开解题思路、构思解题步骤、实施数学运算的过程。从物理模型中找出规律，建立解题方程，然后按照建立方程的逻辑顺序，作出简明、扼要、完整、符合规范要求的运算。求解过程中还需要注意精选解法，使解题过程简捷、明了、步骤清晰；注意解题规范、有条理、文字符号单位统一、计算结果准确符合题意。

1.3.4验讨。验讨即问题解决后进行整体反思和回顾。检验结果是否符合实际的物理规律、是否具有物理意义。有些结论从数学角度上看是正确的、合理的，但从物理意义上看，不一定不符合实际的物理规律。从验讨中思索成功的经验和失败的教训，进行自我评价。

物理问题解决的过程思路中，四个环节不是孤立的，而是相互联系、相互作用的。

2物理问题解决的方法

解决具体的物理问题时，有时要掌握一些特殊的解决方法。所谓方法即解题者用来调节他们的注意力、学习、回忆和思考的技能。以下就物理问题解决的方法，解题过程中具体方法的运用和特殊的解题技巧这三个方面做些阐述。

2.1两条基本的解题方法。解题方法即解题时的思考方向。物理题变化很多，不可能有统一的解答方法，但是掌握了解题思考方向就如同面对不同的“锁”，找到了一把“万能钥匙”。在众多的解题思考方向中有两条基本的方法：顺推法和逆推法。

2.1.1顺推法。顺推法是一种从已知到未知的思考方向，也称归纳法。从题目给出的已知条件入手，根据它们之间的关系以及题意和物理规律，解答出一些小问题然后再将这些小问题进行综合，逐步推导出所求的未知量来。

2.1.2逆推法。逆推法是一种从未知到已知的思考方向，也称分析法。从待求的未知量出发，不断设问，逐步向前逆推到已知条件，最后再返回到结论，求出结果。

采用顺推法解题，对于较为简单的题目，形成思路比较顺利、轻松；但对于某些比较复杂的问题，会同时面临许多条件而无从入手，则用逆推法思考问题比较有章法可循。它可以把一个大的目标分解成各种小目标，然后各个击破。有些问题可能要同时采用顺推法和逆推法（即综合法）才能得到有效的解决。

2.2解题常用的科学思维方法。科学思维方法不仅在建立物理概念，发现物理规律中起着重要的作用，在物理问题解决活动中也离不开科学的思维方法。中学物理解题活动中常用的科学思维方法有：比较与鉴别，分析与综合，归纳与演绎，类比与联想等，另外，直觉也是一种值得注意的方法。熟练掌握这些思维方法，并能灵活运用于物理问题解决的实践活动中，必将提高问题解决的能力和效率。

2.3物理问题解决的一些特殊方法。对于一些特定的物理问题，人们在长期的问题解决实践中，已形成了一些特定的思维方向，总结出一些特殊的问题解决方法，这些特殊的方法技巧，会加快解题速度，减少解题失误，提高解题效率。

2.3.1系统的方法。相对独立的物理事物都是可以作为系统而存在的，问题的解决是针对一定系统进行的。解题时可以根据系统的不同认识和选取方式，可以形成不同的解题方法。如隔离法、整体法、守恒法等。

2.3.2推理的方法。根据物理问题的因果关系，确定物理问题的原因在一定条件下，一定会产生某种确定的物理结果。因而对一个物理问题，可以根据问题中明显的或隐含的已知条件，分析判断将会得到什么结论；也可以根据问题中明显或隐含的已知现象，分析判断产生这种现象或过程的原因或条件，按照这样的思路去分析解决问题的方法称为推理的方法。如反证法、极端假设法、虚拟假设法等。

2.3.3等效的方法。所谓等效，是指不同的物理现象、模型、过程等在物理意义、作用效果或遵循的物理规律方面是相同的，它们之间可以相互代替，而保证结论不变。等效的方法是指面对一个较为复杂的问题，提出一个简单的方案或设想，而使它们的效果完全相同，从而将问题化难为易，求得解决。如等效代换、等效假设等。采用等效的方法可以化复杂为简单、化陌生为熟悉。

2.3.4数学的方法。数学是研究物理问题的重要工具，应用物理公式解题，实际上就把物理问题转化为数学问题，然后用数学知识解答问题。应用有关的数学技巧来解答物理问题，有时可以使问题变得更为简单。如图解法、极值法等。

综上所述，问题解决是物理教学中的一个重要部分，发现问题、提出问题、运用方法、解决问题是相互联系、相互影响、彼此相关的，只有熟练掌握基本概念、基本规律，适当运用方法，多研究、多思考，才能既长了知识，又提高了能力。

次分组教学又能充分发挥和挖掘学生的个性潜能，让学生都得到最大的发展，达到全面提高学生身体素质、更好地提高教学效果。（4）改造传统运动项目、加强游戏活动内容、培养实践能力和创新精神。在体育课教学中，充分利用民间传统体育自然资源来扩充体育课程资源,充分发挥学生的主体作用，培养和提高学生的实践能力和创新精神的最有效途径就是在练习中让学生自编游戏或舞蹈动作，并进行自我练习，教师注意鼓励并帮助、参与编导和练习，帮助制定游戏规则，培养学生探究、主动、合作的能力和发挥学生自主练习的积极性，激发了学生学习的热情，培养了学生的创造思维能力，提高了学生实践能力和经验，也达到了调节课堂的作用。

总之，体育老师应不断加强学习，深刻领会新课程标准精神实质，把握住体育与健康的发展方向，在教学实践中不断改进教学，应对各种新问题、新矛盾，正确解决体育教学中的困惑。老师只有经常做到反思教学、分析教学中出现的问题、原因和解决的对策，这样才能不断提高自身的综合素质，提高教育教学质量。

参考文献

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