《物理解题思维的理论和方法》导读

《物理解题思维的理论和方法》导读〔新〕(2011-07)

广西师范学院物电学院 袁守华

从教学实践的基本经验事实出发，在深入分析这些事实的基础上，实事

求是地进行系统地理论性地概括，是本书研究的出发点。

这本书里，第一章是对问题解决系统的静态横向解剖和分析。着重讨论物理问题解决系统的问题子系统和物理知识子系统。包括对问题子系统的组成要素、性质的讨论以及对物理知识子系统的组成元素及其间联系的讨论。这个章是从物理解题思维角度介绍对物理问题和物理知识的一些最基本认识，是进行第二、三章讨论的逻辑根据和必须准备，它们的作用、意义要在第二、三章的讨论中方能展现出来。

本章1.3节，对问题中的条件做了更为细致的区分，把那些在存在形式上以及所起作用方面都不相同的要素明确的区分开来，这将有助于全面清晰地进行审题，也有助于全面有效地利用问题里的各种不同条件。

1.4节，讨论了物理综合计算题的六种性质，这些固有性质，使物理计算题既不同于物理模型、概念、定律、法则等知识形态，又不同于语文、外语、政史等学科的问题。正是由于计算题具有内蕴性、条件无序性和量值条件的分散性，使我们必须经历或难或易、或长或短的思考过程，才能揭示出问题中蕴藏着的未知面?物理现象和数量关系?，把那些分布在不同物件、现象、公式之中，看似杂乱无章的各种条件?量值的与非量值的?按特定方式组织和联系起来。把各种条件?量值的与非量值的?按特定方式组织和联系起来是物理解题思维过程最本质的特征。如果说，前面几种性质决定了解题思考的必要性，那么问题的知识相关性、启发性和条件与要求相匹配的性质则决定了成功解题的可能性，这些性质使我们可以沿着条件所铺垫的轨道，充分利用问题中提供的各种线索、引导信息和相关知识最终寻找到问题的答案。

本章1.6节，讨论了物理知识元素之间存在的四种关系，即知识元素与基本物理现象的从属关系；物理量与物理实物构件的从属关系；定义公式与物理量的从属关系；物理量与公式间的包含关系。这些被长期忽略的关系?联系?，在物理学中并不引人注目，但在解题思维中却发挥着异常重要的作用，是人们进行联想、回忆活动的客观基础。正是这些关系的存在，使人们能够在解题时从当前已经呈现出来的东西出发，由此及彼的联想、回忆出相关的东西?物理知识元素?，进而作出相应的选择。如果没有这些联系，我们的联想、回忆和选择都将失去线索，失去方向，也就不可能有效地展开。本章中例子偏少，有的地方采用了半形式化的方法，读来可能有点枯燥。

第一章的第一节有特殊意义：

其中的1.1 问题的提出，提供了一个在教学实践中从那些看似微不足道，习以为常的身边事物中捕捉、发现有价值的研究课题的例子(本书其它章节还提供了不少这样的例子)。发现、提出问题是进行科学研究的第一个关键环节，善于从教育教学实践

中那些看似微不足道，习以为常、熟视无睹的身边事物中捕捉有价值的研究课题,是进行教育教学研究的重要条件。

其中的 1.1.2“研究的基本思路”，是本书最重要的部分之一，它既阐述了作者的基本研究思路和思想方法，又构筑了本书极具特色的基本研究框架，可能是本书里最有价值的大“渔”。如此明确阐述的研究思路和思想方法在教育领域是很少见的，其中凝聚、综合了辩证法、系统论、逻辑学、科学分析方法、思辩方法等一系列重要的思想方法。正是这些东西，使本书的研究不同于过去人们在解题思维及习题教学方面的研究，摆脱了旧有研究框架的束缚，破解了几个长期不破的难题，发现了一系列新的东西。这样的研究思路和思想方法，对于人们从零星的经验积累跃升到系统性的教育教学理论研究可能是非常有益的。作者的论文代表作《教学解题理论若干问题简介》，之所以被收编入数十家大型文献，其中一个重要原因可能就在于拥有这段具有广泛意义的描述。

1.1.2 “研究的基本思路”中，有如下一段描述：“中学物理计算题的解题思维过程因题因人而异，有着极端的多样性，似乎很难找到其中的共性。然而如果把复杂的综合题看成是问题的完全形态，把简单的基本问题看成是一种简化形态，把成熟的思考当作一般的东西，那么对成熟的完全形态的解题思维过程进行研究仍然是很有意义的。” 通过这段文字，作者试图说明，如果在某类事物或现象中，存在着具有极端多样性的大量个别事物或现象，那么就首先需要找出其中最有代表性和实践意义的事物?现象?作为典型研究对象，要从这种典型对象入手，才能进行最有成效的研究。这是在进行研究的初期，需要十分注意的一个关键因素。

第二、三两章是对解题思维过程的纵向动态分析，是对变化或运动过程的考察。主要包括对解题过程思维过程的审题阶段、现象?过程?分析阶段和算法分析阶段?第三章?的顺次讨论。文中着重讨论了审题的一般内容和方法；综合题里复杂物理现象?过程?的通用分析方法以及用于解题的公式的选择规则等。这两章是书中对习题教学最具实用意义的部分。其中的第2.3 节 “审题二 审解题方向”、2.4节 “ 通过分割重组和匹配分析?复杂?物理现象”和3.1 节 “算法分析的分析法和公式选择规则”等是全书最核心的内容。

这两章里，对若干例题做了特别深入细致的分析探讨。作者认为，只有通过这种特别深入细致的分析探讨，才能揭示那些隐藏于过程内部深处的本质特征和规律性联系，只有这样做才能发现那些隐藏甚深的东西。对于这样的东西，粗浅的跑马观花是无济于事的。数学上的微元法，马克思讲要解剖一个细胞，毛泽东提倡解剖一支麻雀，这些都是要求我们对代表性的个案?典型事例?做特别深入细致的解剖、分析。

第四章提出并讨论了几个相关的问题。其中的观点非常新颖、独特、大胆，具有前瞻性，提出了当今教学体系中存在的某些重大问题，老师们看看可能也会很受启发。作者认为，现有的教学体系可能并不是那么完美，对于其中存在的问题，只要有理有据，实事求是，就可以大胆地提出来，这是百花齐放，繁荣和创新教育研究所必须的条件。

这本书没有讨论它的教学应用问题。例如：哪些内容应当?或不必?向学生讲，?不必?让学生知道；对其中那些学生既应当知道又应当会用的东西，又要用怎样的方式实施教

学才能获得最高的效率和效益。又如：各个年级的教学布局问题。哪些方法宜于在初中学习，哪些宜于在高一学习，那些东西宜于通过高一高二的适当循环获得加深和巩固。诸如此类的问题都有待老师们的进一步探索。作者认为，选择好恰当的时机，选择好适当的例题?不用过多?、寻找适当的教学手段、工具，设计适当的教学方式、过程，是实现高效教学应用的关键。

阅读本书，不仅要注重其中关于物理解题思维所提出的问题和获得的结论，而且要同样注重书中所采用、体现的研究方法和思想方法。这样做，对读者在自己的实践中开展教育教学研究，从零星的经验积累上升到深入系统的理论研究将是非常有益的。

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