高中物理教学中提升学生解题能力的策略研究

前言：

解决物理问题的过程，远非简单的公式套用或程序化演算，其本质是将高度抽象的物理原理应用于千变万化的具体情境中，对学生的分析、推理、综合能力提出了极高的要求，解题能力的强弱，不仅直接关联着学生的学业成就，更深层次地反映了其科学素养、逻辑思辨能力以及面对未知挑战时的探索精神。

一、基于物理情境的多维思维建模训练

高中阶段，学生在解题过程中遇到的第一个，也是最普遍的障碍，便是无法顺利完成从文字描述的“情境”到脑海中清晰的“物理模型”和动态的“物理过程”的转化[1]。

“思维脚手架”策略的核心，是在学生尚未形成稳固的思维结构时，提供一个清晰的分析框架，引导他们按部就班地解构问题、识别模型、匹配规律，直至最终能够独立、自发地完成这一过程，将“脚手架”内化为自身的思维习惯。

如“一个带电粒子先后通过正交的匀强电场和匀强磁场构成的速度选择器，随后进入另一个偏转电场”，许多学生会感到无从下手。此时，教师可以告诉学生不要急于寻找公式，而是拿出笔和纸，画出粒子的运动轨迹示意图，清晰地标出速度选择器区域和偏转电场区域，画出电场线、磁感线方向，并根据粒子电性判断其在不同阶段的大致受力方向。整个复杂的运动过程被直观地分解为“匀速直线运动阶段”和“类平抛运动阶段”。

其次，将所分解的各个时段提出问题式的引导，“在速度选择器中，题目中给出粒子‘恰好通过’，说明做如何运动？受力情况如何？”引导学生发现该时段中抓住核心是“平衡态模型”，将“匀速直线运动”这一语文字条件准确地译为“电场力与洛伦兹力大小相等、方向相反”，即 qE=qvB。

模型确定后，规律的匹配便水到渠成，为“平衡态模型”匹配平衡条件；为“类平泡模型”匹配牛顿第二定律、运动学公式或动能定理，再引导学生思考一个关键问题：“这两个过程是如何衔接的？”学生会发现，粒子离开速度选择器时的速度，正是它进入偏转电场的初速度。这个速度（ v=E/B ）就是连接两个模型的“接口”，是解题的枢纽。

二、核心概念分层次递进式教学

物理学中许多核心概念，如“能量”、“动量”、“功”，内涵极其丰富，在不同层级和情境下展现出不同的形态和应用法则，有必要将单一核心概念的教学，精心设计成一个分层次、螺旋上升的“认知阶梯”。

以“动能定理”的教学为例，可以设计三阶梯教学路径：

第一阶梯：形成基本观念—“一传一”。在这一阶梯形成“合外力做功”与“动能变化”之间仅有的、独有的基本因果关系。教学内容限定在动能定理的基本公式Wnet=ΔEk，案例选择也特别简单，比如：一个原来静止的物体在光滑的水平面上受到恒定的力，运动了一段位移，最后运动的速度是多大？通过这些例题训练，使学生在头脑中形成“只需算出合外力做的总功即可得到动能的改变量”的基本观念。

第二阶梯：拓展范围，学会使用——“多对一”与系统模式，在学生已掌握基本对应关系的基础上，开始拓展应用范围，不再局限于“一对一”，如变力做功：物体在弹簧作用下被弹出，弹力是变力，该如何用动能定理处理呢？引导学生学会处理动能定理的普适性在于不关注力的性质（恒力还是变力），只求总功即可。

第三阶梯：在具体应用中提升——动能定理和“机械能守恒”。是认知水平的最高阶段，即将动能定理解释与机械能守恒定律融合。选择只有重力做功的过程，利用动能定理和机械能守恒定律列式求解。经过推演，学生茅塞顿开：原来机械能守恒定律是动能定理在“只有重力或弹簧弹力等保守力做功”这一特例条件下的特别情形。

三、解题反思与一题多解策略

如果说前两个策略是“搭框架”和“建网络”，那么本策略就是“活筋骨”和“通经络”，旨在全面提升学生思维的灵活性与深刻性。“一题多解”旨在打破学生对单一解题路径的依赖和思维定势，让他们直观地感受到，解决同一个物理问题可以有多种视角和工具[2]。

以“一题多解”实践为例，以经典的“滑块-木板”模型（一滑块在静止于光滑水平面的长木板上滑动）。解法是牛顿定律+运动学（过程视角），分别对滑块和木板进行受力分析，根据牛顿第二定律求出各自的加速度。再结合二者速度相等时达到共同速度这一临界条件，利用运动学公式联立方程组求解。解法二是动量守恒+能量守恒（系统视角）。引导学生将滑块和木板看作一个系统。由于水平面光滑，系统在水平方向上不受外力，故动量守恒。引导学生在探究的过程中反思，有利于培养学生的学习素养，加强知识迁移能力。

总结：

提升高中生的物理问题解决能力，是一项系统性的认知工程，本文所探讨的三种策略——构建“思维脚手架”以解决“如何入手”的建模难题，搭建“认知阶梯”以解决“如何深入”的概念理解问题，以及实施“一题多解”与“多题归一”的思维修炼以解决“如何贯通”的迁移应用问题——共同构成了一个从微观操作到宏观思维的完整培养体系。

参考文献：

[1]吕锦锋.高中物理习题教学培养学生解题反思能力的实践[J].数理化解题研究,2025,(04):104-106.

[2]黄志民.如何在高中物理教学中培养学生的解题能力[J].高考,2024,(19):108-111.