《高中物理思维方法集解》随笔系列――谈高中物理解题的“探讨法”.doc

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1、谈高中物理解题的“探讨法”——《高中物理思维方法集解》随笔系列山东平原一中魏德田物理学史上就有所谓测不准原理或测不准关系，说明物理实验的科学、严谨和重要；由物理实验归纳出的实验定律，则需要大量问题解决的实际检验或反复论证，而不断加以修正和完善。类似地，高中物理许多典型问题的解决，则需要进行专题探究和广泛讨论。由此，高中物理另一种重要的思维方法——探讨法应运而生。这里所谓“探讨法”，是指“讨论”大量、较难的“有模”不确定性问题，或“探究”复杂、高难的“少模”或“无模”问题的思维方法。应该先说明，“探究”的目的在于解决少量、高难问题，重在思维（或解题）方法的应用和推广，意在转换解题方式

2、，创新模型，培养思维的创新性、广阔性、独立性、灵活性和形象性等。探究的结果，使我们的有效知识面的范围更广泛，使思维方法更完善、更先进。而“讨论”的目的在于解决大量、较难问题，重在思维（或解题）方法的理解和挖掘，意在激发解题兴趣，善用模型，培养思维的有序性、深刻性、批判性、敏捷性和逻辑性等。讨论的结果，使我们的实用知识点更深刻，使思维方法更熟练、更方便。多数心理学家认为，一般问题的结构都有两个基本成分：（1）初始状态：也称给定，就是对一组已知的关于问题条件的描述；（2）目标状态：对构成问题结论的描述，即问题要求的答案。因此，从结构上可以将问题分为两大类：确定性问题和不确定性问题。确定

3、性问题就是初始状态（条件）和目标状态（结论）都已经明确的问题，数量较多而难度不等。不确定性问题就是初始状态或目标状态或两者都不明确的问题，数量较少而难度较大。由于确定性问题初始条件完备，答案固定，有助于对基本知识、基本技能的掌握。但是，确定性问题很难培养我们的探究能力。相反，不确定性问题往往由于条件的不确定、答案的不固定，能促成我们做出大胆假设，培养开放性思维，激发创新意识。因此，在解题教学中努力培养自己解决不确定性问题的能力，就具有非常重要的意义。显然，解决确定性问题与不确定性问题的方法和策略有所不同。前者，往往利用具有解决问题的一系列特定步骤——“运算法”解决。后者，凭借经验尽

4、快地找出一条或多条有效地解决问题的途径——“启发法”解决。常用的启发法则有目标分析法、逆推（思）法、类推（比）法、简化法、试错法等。究其实质，都是将不确定性问题转化为确定性问题。实际上，不确定性问题和确定性问题并不是绝然割裂的，不确定性问题中包含着决定问题的确定性因素和影响问题不确定性因素。问题解决时，通过对有关的信息的加工，揭露问题的本质及主要特征，在明确不确定性基础之上，来寻求不确定性中的确定性。然后，再对每一种确定性，进行精确描述和处理。从这个角度讲，解决确定性问题的基本能力是解决不确定性问题能力的前提条件。下面，我们通过高中物理中一些典型问题的解析，分别从讨论和探究做两方面

5、的论述。【例题解析】一．确定性问题的讨论所谓确定性问题，是指初始条件、待求结论等均确定的物理问题。一般说来，对高中物理的确定性问题的讨论，均可可用前述各章分析、解决、形象、逻辑、数理和系统等各类各种思维方法来实行。例如有时我们要解答一则物理习题，既可用图象法，或视图法、图象转换法；也可用隔离法，或整体法、微元法、临界法；更可用比例法，或方程法、不等式法等等思维方法。仅就系统思维方法而言，有时我们要解答一则物理习题，既可用一题多变法、多题一解法、模型法和推论法，也可用一题多解法、多解选优法、等效法和转换法，或用变力法、一题多问法、一题多答法、融通法和试错法等等思维方法。如本书前文所作

6、大量高中物理问题的讨论，请读者参见各章多节内容，在此勿庸赘述。二．不确定性问题地讨论所谓不确定性问题，是指初始条件、或待求结论不确定，或两者都不确定的物理问题。由此带来习题解决的许多的不确定性，因此我们必须进行必要的讨论。根据问题不确定性的程度，不确定性问题又可分为表面不确定性问题和深层不确定性问题。其中，表面不确定性问题，是指已知一系列关于问题解决的假设，但不知哪一项假设将在做出选择之后被证明是正确的，我们无需自己做出假设，只需在已知的假设中做出选择即可；而深层不确定性问题，则是指对于问题的性质的各种状态一无所知，我们必须自己对有关决策后果的各种状态做出种种假设，然后再来证明究竟

7、哪一种假设是正确的。为讨论方便，根据不确定性问题的定义特征，将它分为三种类型，并探讨每一类型的解决策略。1.初始状态不定类问题由于初始状态不确定，常让解题者感到抓不住要领，无从下手。根据造成初始状态不确定的原因不同，又可将这类问题分为两种。⑴问题提供的情景新颖、信息繁杂，使初始条件不明晰而形成的不确定性问题。解题时要大胆想像，注重转换题给信息，抓住问题的关键，建立物理模型，将实际问题转化为一个确定的物理问题。【例题1】（06广东）风力发电是一种环保的电能获取方式。设计