庖丁解牛 曲徑通幽

林建勇

摘 要：多對象、多過程動力學(xué)問題是質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)問題中的重難點(diǎn)。本文運(yùn)用系統(tǒng)的觀點(diǎn)發(fā)掘題目中的關(guān)聯(lián)，運(yùn)用整體、隔離法和程序法將題目化繁為簡，運(yùn)用基于普通物理方法的 “模型+條件+算法”的一般解題思路，將三者整合，力求探索出一種行之有效的復(fù)雜動力學(xué)問題解決模式。

關(guān)鍵詞：動力學(xué)問題；解決模式；“模型+條件+算法”

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2015）12-0046-3

動力學(xué)主要研究力對物體運(yùn)動的影響。要學(xué)好高中物理勢必突破動力學(xué)問題。動力學(xué)問題難解的一個(gè)重要原因在于引入了變化的物理量和變化的思想，由定生變對學(xué)生提出了更高的思維要求。學(xué)生能否辨別運(yùn)動變化及其原因，這恰恰是突破動力學(xué)問題思維障礙的關(guān)鍵所在。多對象、多過程動力學(xué)問題涉及更多的研究對象和過程的變化與關(guān)聯(lián)，對學(xué)生解決動力學(xué)問題而言是難上加難。本文就多對象、多過程動力學(xué)問題提出一套針對性的解決方案，與物理同仁交流探討。

1 問題解決模式提出的依據(jù)

初中物理從定性的角度對物理現(xiàn)象進(jìn)行描述。高中物理進(jìn)入了現(xiàn)代物理學(xué)的導(dǎo)論階段，物理開始走向定量化或半定量化的研究。同時(shí)，各物理量和運(yùn)動形式開始發(fā)生變化。解決變化問題的一個(gè)有效方法是“以不變應(yīng)萬變”，即抓住問題中變化的因素，將解決問題的方法系統(tǒng)化，不同的變化采用不同的方法，將解決問題的思路模式化。多對象、多過程動力學(xué)問題中各個(gè)研究對象以不同的形式構(gòu)成牽連體，各個(gè)過程以不同的物理量相關(guān)聯(lián)，各種變化形式錯(cuò)綜復(fù)雜。采用物理解題中常用的整體、隔離法可以將多個(gè)對象變?yōu)閱我粚ο?；采用程序法可以將一個(gè)復(fù)雜運(yùn)動過程轉(zhuǎn)化為獨(dú)立而相關(guān)聯(lián)的幾個(gè)小過程，將運(yùn)動分析簡化。普通物理通過更為嚴(yán)格的定量形式建立起一整套完整的經(jīng)典物理的唯象理論，為物理進(jìn)入理論架構(gòu)階段奠定基礎(chǔ)。首都師大附中王邦平老師在普通物理一般解題方法的基礎(chǔ)上，提出“模型+條件+算法”的基于普通物理的解題操作型模式，對動力學(xué)問題的解決具有指導(dǎo)意義。將這三者運(yùn)用系統(tǒng)論的觀點(diǎn)有效結(jié)合，正如庖丁解牛，曲徑通幽，提供了多對象、多過程動力學(xué)問題解決的一劑良方。

2 問題解決模式提出的策略

高中物理的質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)問題主要包括兩類：已知運(yùn)動求受力和已知受力求運(yùn)動。但在實(shí)際求解過程中，動力學(xué)問題解題牽涉的物理知識、過程和方法較多，包括確定對象、整體隔離、運(yùn)動分析、受力分析、合成分解、列式求解等。在復(fù)雜的動力學(xué)問題中，更包括多對象、多結(jié)構(gòu)、多過程的綜合問題，要運(yùn)用到類比、分析、綜合、遷移等多種物理思想方法，因而要求學(xué)生具有較強(qiáng)的邏輯判斷和抽象思維能力。這些線性思維和非線性思維的要求對師生造成了很大困境。

布克·華盛頓說過：“所有的學(xué)習(xí)過程都是理解關(guān)系的過程”。要有效突破動力學(xué)問題的難點(diǎn)，必須根據(jù)學(xué)生的知識水平和認(rèn)知特征，把復(fù)雜的問題簡單化，把多變的方法模式化，把解題思路程序化。運(yùn)用整體隔離法，將多對象化為單一研究對象；根據(jù)程序法，把多過程的運(yùn)動分解為多個(gè)單一的運(yùn)動形式；按照同中求異、定中求變、動中取靜的系統(tǒng)思維方法突破思維難點(diǎn)，最后結(jié)合“模型+條件+算法”操作型模式，把問題逐一解決。這種基于普通物理方法的動力學(xué)問題解決模式，能為學(xué)生處理動力學(xué)問題提供一套集思想、方法、知識、步驟直至列式求解的系統(tǒng)方案。