构成分析和解决物理问题能力的要素

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1、构成分析和解决物理问题能力的要素构成分析和解决物理问题能力的要素　　分析和解决物理问题能力，是一种集各种基本能力（观察与实验能力、识记力、情景想象力、思维力等）于一体的综合能力，是实现第二次飞跃的基本保证，也是整个物理学习能力的集中反映。特别是随着创新教育的不断深化，这种能力愈显重要。本文根据分析和解决物理问题中的活动，给出了构成分析和解决物理问题能力的四个要素，阐明了能力高、低的人在解题时的思维模式，并说明了不同能力的人在解决实际问题时的具体表现。一、识别和分析物理问题的能力　　识别和分析物理问题的能力是指正确理解题意，善于发现问题中的隐含条件，恰当选择研究对象，正确分析研究对象

2、所受的外界影响及运动变化过程的能力。　　这一能力低者，表现为不善于甚至不习惯于分析物理过程，在具体问题面前不进行具体分析，而是乱套公式，凭空想当然解题，致使在解决物理问题的起始阶段就走上了歧途，其思维模式是：分析题意→公式这一能力高者，表现为在理解题意后，首先对问题作深入的定性分析，认真考虑物体的运动过程，然后才应用公式进行定量计算，最后再对结果进行可行性分析，直至满意。其思维模式如下所示。理解题意→定性分析→确定物理过程→解题→分析答案　　［例1］如图2所示，水平桌面高H＝1．05米，木块与水平桌面的摩擦系数u＝0．3，木块从离桌边距离SAB＝2米的A点以v＝4米／秒的初速度向桌

3、边滑去，求木块运动的最终速度。　　识别和分析物理问题能力低者的解题思路：　　根据动能定理得：解得　　分析：这一解法看似简单，其实解题过程经不起推敲，结果正确纯属偶然。错误的原因是没有分析物理过程，凭空想象物体一定能运动到地面上。其实，物体在AB上的运动情况必须加以分析，否则不知物体能否运动到B点，如当V＝2米／秒时，我们很容易判断物体运动不到B点，但用上述解法仍能求出。　　识别和分析物理问题能力高者的解题思路：理解题意──考虑物体运动的各种可能──判断物体能否运动到B点──根据动能定理及牛顿运动定律求解。二、选择解决物理问题策略的能力　　选择解决物理问题策略的能力包括两个方面。一个

4、方面是对问题的方向进行大致的推测，把将要采取的手段与问题的目标联系起来，并对解决物理问题的可行性进行判断的能力；另一个方面是选择解题方法的能力。　　　　　　　　　　　　　这一能力低者较多用尝试与错误的模式解题，通过不断地尝试与错误，直至找出正确的途径，有时，在找到正确的方法后也不一定理解这种方法，甚至不能说明选择这一方法的原因，其思维模式见图3（a）。能力高者较多选用顿悟的模式解题，一开始就能从客观上把握问题的整体，在有意识地努力发现将要采取的手段与问题目标之间的有意义联系的基础上，提出多种解题策略，从中选择最佳解题方案，并画出解题流程图，简单明了地给出解题过程，当完成解题后，能清

5、楚地意识到该方案的意义、可利用性及可行性，其思维模式见图3（b）。　　　　　　　　　　　　　［例2］如图4（a）所示是一种记录地震装置的水平摆，摆球m固定在边长为L、质量可略去不计的等边三角形的顶角A上，它的对边BC跟竖直线成不大的夹角a，摆球可绕固定轴BC摆动，求摆球作微小摆动时的周期。　　“选择解决物理问题策略能力低”的学生，大多按照求单摆周期的原始方法（受力分析法）制定解题策略：摆球振动的恢复力。这一解法既繁杂又容易出错。而此能力高的学生，在理解题意后，顿悟出求解该题有两种方法──受力分析法和等效法（详细说明参见《物理教学》1994年，2期，25页），等效法具有明显的优势，其

6、关键是求等效摆长和等效重力加速度，最后通过下面的流程图求解：三、运用数学解决物理问题的能力　　运用数学解决物理问题的能力，包括：　　①把物理问题转化为数学问题及运用数学进行推理计算的能力。这是一种“物理化”了的数学能力，所谓“物理化”是指数学作为工具在解决物理问题时，要受到物理概念和物理规律的制约，同时，要求学生在解决物理问题时，能自觉、灵活地运用数学知识进行分析、推理。论证。　　这一能力低者表现在，数理结合意识不强，只能将物理问题直接转化为数学问题，其思维。这一能力高者表现在有较强的数理结合意识，能将物理问题自觉地、灵活地转化为受物理规律制约及显示物理规律的数学问题，其思维模式为

7、：物理问题→数学问题　　例如，在研究牛顿第二定律的实验时，作用在物体上的外力保持不变，改变物体的质量，测出相应的加速度，得到下表。实验次数1234m(千克）4.02.01.00.5v(米／秒2）1.02.04.08.0　　请用图象表示当外力一定时，加速度与质量的关系。“物理问题转化为数学问题能力”低的学生，不思索物理意义，直接作出图5（a）这样就不能一目了然地表达出a与m的反比关系；而这一能力强的学生，则先把m转化为1／m，正确作图5（b），显示了较强的“物理化”的数