状态分析物理解题法的理论研究*
时间：2023-06-04 21:55:08 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
苏玲玲，钟洁霞，韩家慧，谢清连
（广西高校新型电功能材料重点实验室 南宁师范大学，广西 南宁 530001）
核心素养是近年来中学教育改革的热点话题，习题教学可以使学生从物理的视角去观察、分析和认识生活里的现象，并使学生在习题的训练中经历探索、假设、递推、论证、表述等过程，从而达到提升学生解题能力，发展学生物理核心素养的作用。随着高考3+1+2 模式的变革，物理学科的基础性愈加凸显，物理思维方法的掌握与学生解题过程密不可分，其解题能力的培养仍是一项重要课题。
不同的学生对同一题目的理解和解题方法可能有所不同，但解题过程具有相同的模式。其包括四个环节，即审题、建立模型、求解、回顾错误!未找到引用源。。其中，审题与建立模型是解题的核心环节，也是解题方法研究的核心问题。然而对于同一个物理量的计算公式往往是不唯一的，因此公式的选择成为学生头疼的问题。一方面，学生对于已积累的公式缺乏梳理整合，另一方面学生在公式的选择上缺乏理论依据。针对这两方面的问题我们提出了状态分析方法，为学生在审题时提供一个思维方向。
状态分析方法通过分析问题情景中研究对象所处的状态，针对每一个状态，结合目标条件联想相关知识域[3]，选择描述该状态的公式作为基本方程。随后经过梳理题目中的已知条件、关系条件和衍生条件等建立辅助方程，最后联立基本方程和辅助方程进行数学运算求解问题。图1 是状态分析方法的解题思路：
图1 状态分析解题思路
例如：一个滑块在水平面上受到水平牵引力的作用，由静止开始向左运动，其中滑块的质量为30kg，牵引力大小为180N，滑块与地面的间摩擦力始终等于150N，在滑块运动5s 后，撤去牵引力，计算滑块开始运动到最后静止所通过的位移。
解析：从题目中可以知道研究的对象是滑块，滑块经历了两个状态，一个是牵引力与摩擦力共同作用的匀加速状态；
另一个是摩擦力作用下的匀减速状态。在直线运动的知识域中，其基本方程主要包括三个基本公式和两个推论。由于需要求解位移，因此为本题的基本方程。设牵引力为F，摩擦力为f，结合具体意义可得如下关系：
第一阶段：教学示范
教师利用例题对学生进行教学示范。在习题教学中优先使用状态分析方法进行求解。在讲解过程中注意帮助学生建构该类问题所涉及知识域的基本方程，结合导学卡片帮助学生理解记忆，使学生逐步形成基本方程和辅助方程的概念，初步具备运用状态分析方法解题的的意识和行为。图2 为解题导学卡片，教师可结合具体教学运用，从而更好呈现解题思维。此外，学生也可根据其引导完成课后作业。
图2 状态分析方法导学卡片
第二阶段：进阶训练
根据维果斯基的“最近发展区理论，状态分析方法的实施中顺应学生心理认知特点，习题教学中采用模块式训练题，实现解题思维可视化，引导学生独立解题，使学生逐步形成解题思维和习惯，从而更好的度过思维转变的时期，最终抛开训练模块进入常态式解题，实现真正意义上解题。图3 为的教学实践中用到的模块式训练题，其在具体实践中收效良好。
图3 状态分析方法训练题
第三阶段：常态式解题
完成一、二阶段的训练，学生潜意识中形成“基本方程-辅助方程-代数运算”的解题思路。此时，撤去 解题导学案，让学生在没有引导词的情况下进行解题。学生通过对基本方程和辅助方程深入思考，从而进一步感悟“物理状态—模型—数学计算”的物理解题过程。图4 为某学生 初步进入该阶段的解题过程。
图4 实验班测评部分答卷
（1）迁移性教学
栗晓倩在其研究中说到，不同学科的学习是可以相互影响的，这种影响就是思维的迁移[4]。不仅在物理问题中存在物理状态，在化学问题也存在化学状态，不同的学科有不同的状态描述，状态分析方法不仅适用于物理问题求解，其解题思维和方法可以横向迁移到其它学科进行问题求解。此外，初高中的问题复杂程度具有明显差异，状态分析方法在解题衔接教学中可以实现纵向迁移。
（2）差异性教学
状态分析方法训练卡片是一种教学策略，能在思路上引导学生，帮助学生自主去认识和分析问题，不同程度的学生可以根据自己的情况调整自己的学习进度。对于水平较高的同学能尽快的掌握解题思路和方法，对于水平较低的同学可以先根据其步骤机械解题，培养成就心理，并随经验的积累逐步建立解决问题的思维习惯，最终实现有意义解题。
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