建构物理解题教学模式漫谈

建构物理解题模式教学漫谈

大同市实验中学（037010）田雨禾

内容提要：本文从化归思想与物理模型、物理公式的选择以及利用“二级结论”寻找解题切入点等三个方面阐述了建构物理解题模式教学的实施方略。

关键词：建构、化归思想、理想模型、“二级结论”、物理解题模式。

很多同学感到物理难学，一个重要原因是解题难：主要表现在建构正确的分析思路难。因此，如何建构物理解题模式当成为当前物理习题教学的重要问题。

一位很擅长解题的著名数学家说过，解题就是转化，即把陌生的转化成熟悉的，把复杂的转化为简单的。这种思想方法在数学上叫做化归思想。笔者无意去谈解数学题如何转化，想谈的是如何借鉴化归思想指导学生解答物理问题。

一、化归思想与理想模型

笔者认为，不仅解数学题是转化，解物理题同样也是转化，只不过具体的转化过程不同而已。一般来讲，物理题是以实际问题形式出现的，尤其是现在的高考命题更加注重了与实际的联系，因此解物理题需要经过以下转化过程（见方框图）

前面谈到了物理解题要经过把实际问题模型化，最后再还原的过程。之所以要模型化，是因为客观世界中物体间的相互作用相当复杂，我们处理问题时不可能面面俱到。因此，在分析和研究物理现象时，需要忽略物理过程中的次要因素，抓住主要矛盾进行抽象，得到物理模型——理想模型。笔者认为理想模型有四种类型：

一是实体模型，如质点、刚体、理想气体、点电荷、点光源、光线等；

二是介质模型，如轻弹簧（橡皮绳）、轻绳、轻杆、光滑平面等；

三是系统模型，如绝热系统、动量守恒系统、简谐运动系统等（有时也可把系统模型归为实体模型）；

四是过程模型，如匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动（类平抛运动）、竖直上抛运动、斜抛运动、匀速圆周运动等等。

理想模型是客观世界找不到或很难找到，但又非常有用的模型。正确运用

理想模型，可以使复杂问题的解决过程大大简化，并降低难度。

首先要注意，理想模型是在一定条件下进行抽象的，所以构建模型时一定要记清其适用范围。

在建立实体模型时,例如：在研究地球绕太阳公转时可把地球视为质点，而研究地球的自转时就不能把它看作质点。又如：实际气体在温度不太低，压强不太大的情况下才可以视为理想气体，超出了这个范围，就不能再把实际气体看成理想气体了。

对系统模型也是一样，比如绝热系统，由于现实中根本不存在绝热系统，只有当气体状态变化很快，系统来不及和外界发生大量热交换的情况下才可以视为绝热系统。同样，对过程模型，也要注意其适用条件和范围，比如物体在地面附近水平抛出可视为平抛运动，离地面太远时重力已是一个变量就不能看成平抛运动了。

其次准确把握物理模型的特点。例如在研究受力问题时，经常出现物体与弹簧、绳或杆连接的情况，这三种介质对物体的作用有着很大的区别，例如轻绳和轻杆都不计质量，但杆既能拉又能压，而绳只能提供拉力，这就使物体在竖直平面圆周运动在最高点的速度有不同的临界条件。而对轻弹簧来说，难度更大，我们只要记清这种介质模型具有：各点力大小相等、有伸缩两种形变可能、弹力大小与形变量成正比、形变量相等时弹性势能相等、恢复形变需要时间这五个特点，就可使力学问题得到解决。

二、把物理问题转化成数学问题（兼谈物理公式的选择）

正确选择物理公式，是把物理问题转化为数学问题的关键。笔者认为，正确选择物理公式的关键，在于对过程模型的判断和对已知量和未知量之间关系的把握。

首先是对过程模型的判断，很多有经验的老师总是告诉学生要注意分析物理过程，其实就是要求学生判断过程模型。这是因为，一个过程所对应的规律是确定的，能够正确判断过程模型，也就相当于能够正确选择物理规律了，那么为什么还要通过对物理量之间关系的把握来选择物理公式呢？这是由于一个过程模型所对应的公式往往不止一个，正确选择往往会简化解题过程，如果不能正确选择公式的话，即使过程判断正确，也会使解题过程相当繁琐或者不能完成解题过程。所以正确选择解题过程的切入点是相当重要的。

比如解决动力学问题，通常有三条途径：一是牛顿第二定律结合运动公式的方法；二是动量方法；三是功和能的方法等。优先选择动量和能量的方法，避开了加速度和具体的运动过程，会使分析和计算过程得到简化。对于多过程问题，要知道速度是联系两个过程的衔接量（但不一定都要求出），而且动量和能量的方法经常可以在多过程中适用，减少一些中间量的出现。

再比如，匀变速直线运动的基本公式就有三个：at v v t +=0，

221vt t v s +=，as v v t 2202=-，再加上那些推论，就更多了。如果不能正确选择，就会使解题过程多走弯路。 在具体转化成数学模型时，通常的思路是分析法，即：由未知→需知1→需知2→……→已知。解题过程就是把分析思路倒过来写。但是还有一条线索，即：已知→可知1→可知2→……→未知

（即所求）。第三条线索是把两条思路并

行考虑，有时问题会使问题的分析得到

简化。（如右图）

三、利用“二级结论”，寻找解题切入点，建构解题环节链

所谓“二级结论”就是依据物理规律推导出来的可以直接使用的结论（有

些书上称之为推论），例如动量和动能关系：m

p E k 22

=和k mE p 2=；磁场中静止的原子核的衰变：外切圆是α衰变（放出正电荷），内切圆是β衰变（放出负电荷），轨道半径与电量成反比等等，就是“二级结论”。

要实现解题过程中的转化，需要寻找已知与未知、可知与需知之间的关系，当它们之间的关系很难一下子看清时，“二级结论”可以作为一个“先行组织者”，帮助学生认清其中的关系，确定解题的切入点。

运用“二级结论”的另一个好处是可大大减少运算量。

运用“二级结论”的风险是，如果出现张冠李戴，将会带来巨大损失。在此笔者有两点建议，供大家参考：

1．每个“二级结论”都要熟悉它的推导过程；

2．记忆“二级结论”的同时，要记住它的使用条件，以免错用而导致损失。 作者单位：大同市实验中学

邮编：037010

电子邮箱：tstyh@

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