整体法在高中物理解题教学中的应用

摘 要：本文以高中物理相关习题为例，分析归纳出整体法在物理解题教学中的应用策略，以备一线教育工作者分享交流之用.

关键词：高中物理；整体法；策略；教学；意义

中图分类号：G632   文献标识码：A   文章编号：1008-0333（2023）21-0077-03

收稿日期：2023-04-25

作者简介：冯沛国（1975.12-），贵州省息烽人，本科，中学高级教师，从事高中物理教学研究.

高中物理知识点具有较强的关联性和抽象性，解题过程十分复杂，但若能采用整体法进行解题，则可使得学生灵活应用多种物理知识，高效率分析物理习题，从而提高物理解题效率和精准性.为此，在高中物理习题解题教学时，教师要向学生渗透整体法.

1 基于整体法的高中物理解题教学的作用

整体法是把多个物理变量看作一个整体，从全局角度出发，求出物理量.高中物理问题较为集中，在解决物理习题时，许多物理信息和数据都需要得到精确的分析，并且计算量极大，学生在短期内很难得到正确数据.然而，把整体法应用于物理解题教学中，可以很好地解决这个问题.一方面，有利于巩固基础知识及概念认知.高中物理学科知识具有碎片化特点，学生很难记忆与理解.通过整体法应用，可以将知识点串起来，形成系统化、网格化的知识结构，让学生能在实践中加深对物理概念的认识.同时，整体法在物理教学中应用也有利于教师发现学生的困惑，积极帮助学生改正错误.另一方面，有利于强化技能训练及培养学科核心素养.在高中物理解题教学中，经常会有概念知识、图形识别、计算习题、实验探究等，在一定程度上可增强学生记忆能力、思维能力、计算能力和表达能力.通过归纳问题规律，培养学生解题能力，即可形成良好的科学思维习惯，树立积极的学习心态，从而达到二次发展和创新学习的目的.

2 基于整体法的高中物理解题教学实践

2.1 应用整体法解决平衡类物理问题

在物理力学领域，平衡类问题重点在于检测学生对“力”的理解.在解决这一类物理问题时，要把对象分为两种，一种是物体平衡问题，另一种是连接体平衡问题.

例1 在物理力学习题中，老师可以向学生提问，要求学生用整体法来解决问题：一个物体是静止的，由两根同样长度的绳索 AA′和 BB′悬挂（如图1），两条绳索的横向角度是一样的，都是70度.这道题的关键在于把两条绳索连成一体，因这道题包含了大量的感染性知识，大部分学生会把注意力集中在两条绳索上.同时，让学生运用整体法来分析问题，把两根绳索看作一个整体，并运用平行四边形定则来研究绳索的张力变化.此种解题方法可以降低问题的难度，从而使整体法在求解力学问题时更好地发挥其优越性，达到有效的解题效果.

图1 平衡类问题例图

2.2 整体法在相互作用类题型中的应用

物理力学相互作用类题型较为常见，涉及物体滑动摩擦力、静摩擦力等知识.在解答此类型问题时，运用整体法，可以简化问题，从而使学生的解题过程更迅速，并且通过有效方法提升解题精确度［1］.

例2 在圆柱体中，有两个球，质量分别为ma和mb，假定两个球在相对静止的位置上，圆柱表面上的压力分别为f1和f2，圆柱的底部作用力为F，当两个球被放置在圆柱中时，它的重力为G，当球被推到球的时候，球的重量就是 G，所以 F球和 A球的重量是多少（如图2）？许多学生在解决问题时，會将两个对象的内力因素结合起来，从而加大了问题的求解难度.这道题的重点在于把两个球看成一个整体，通过对其整体进行受力分析，从而达到问题简化的目的，提高解题效率.

图2 相互作用类问题简图

2.3 传授整体法解题技巧

整体法是学生解决物理习题的有效方法，通过整体法解题可以让解题过程变得更简单.在解决物理问题时，教师要引导学生善于运用反向思维，使其具有较强的思维能力、逻辑思维能力、直觉思维能力、抽象思维能力［2］.

例3 一个质量为m，带电荷量为-q的小物体，可在水平轨道ox上运动，O端为一与轨道垂直的固定墙.轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿ox正向，如图3所示.小物体以初速度v0从x0点沿轨道运动时，受到大小不变的摩擦力f作用，且f

qEx0-fS=0-mv20/2

S=2qEx0+mv202f

图3 物理整体法解题示意图

2.4 应用整体法促进极限思考

如果物理量固定，但单一调性发生变化，或者在不停地运动，则需扩展物理量变化范围，从而了解物理问题的本质，综合物理解题的经验，理解物理问题的解题规律，最终对物理现象和物理问题做出清晰的判断，得出正确的结论［3］.

例4 如果把一个重量为 m的物体放在升降机里，那么升降机就会出现一个恒定的下降状态，即 a=5g/4，对升降机内所含的物品所产生的整个升降机的压力进行分析.在解题过程中，学生往往会运用一般的思考方式，以“升降机”为中心，通过推导公式得到“mg-fN=ma”，即“mg-ma=-mg/4”.如果升降机加速度是 a=5g/4，那么在升降机的底部，物体的压力是mg/4，老师就可以用极限思考的方式，对问题进行分析，这样才能确保物理过程的完整性、合理性和正确性，并能让学生对物理的问题有一个清晰的认识和验证.

2.5 应用整体法发展学生物理思维

相对于初中物理而言，高中物理知识较为复杂，知识体系庞大，如若学生对物理公式、定理死记硬背，则会增加物理解题过程的难度，导致学生对物理问题产生抵触心理.因此，老师要引导学生运用整体法解答物理问题，通过相同的物理量、物理过程，结合相应的物理模型，以此来简化物理解题思路和解题步骤，帮助学生提高物理解题效率［4］.例如，将一个质量为M的斜面体放置到相对粗糙的水平面上，把质量属于m的物体放到倾斜角是α的光滑斜面体之上，让其加速下滑，质量为m的物体下滑时斜面体受到来自地面的支撑力和静摩擦力大小是多少.在用整体法解决这一道习题时，f=macosα，α=mgsinacosα，得出f=mgsin2α;（M+m）g-N=masina=mgsin2α，这样就可以得出N=（M+m）g-mggsin2α.

3 基于整体法的高中物理解题教学反思

3.1 进行集体研究，提高解题效果

在进行集体研究过程中，教师要明确自己的任务，结合小组内学生的学习实际情况，为其科学地选择适合学生练习的习题，并且提供指导建议，以保障学生在进行物理解题训练时能将所学的物理知识学以致用，保障习题训练有效性，积累更为丰富的习题答题技巧.首先，引导组员进行自我检讨和纠正，迅速筛选出问题，以达到更好的教学效果；其次，小组成员围绕错误问题进行讨论.在讨论过程中，学生需要充分地表达自身观点，并且进行积极思考，从而使得学生的物理习题分析能力和解答能力得到提升.教师把小组中没有解决的问题或者有争议的问题匯总起来，并请可以解决问题的小组来回答；最后，教师对小组之间的讨论、学生的演讲进行全面评价，并给予其鼓励与肯定.小组合作教学法的优点是可以合理地安排课堂结构，最大程度地安排学生的“说”和“做”的时间，从而使得学生达到有目标、有计划学习物理整体解题策略的目的［5］.

3.2 强化学法指导，提高解题水平

在解决物理习题时，教师需要向学生传授正确的解题方法，从而促使学生能迅速地、正确地解决物理习题.正确学习方法是学生获得知识的一个很重要起点，教师在课堂上对问题的解答不能只靠正确解答，而是要让学生在阅读理解的基础上做题，指导学生对所做的题做总结，这样才能更快地解决同样的问题，从而提高其解题速度和能力.

3.3 指导学生反思，奠定解题基础

在完成正确的物理解题练习任务后，教师指导学生总结、归纳自己的解题思路及方法，并在旁边做标记，以便积累知识和技巧.针对所犯错误，教师会让学生反思问题所涉及到的相关知识，思考自己的错误，在此基础上再进行深入解题，这样才能得到正确的答案.物理解题的有效反思是二次学习中的一个关键环节，学生可以从自我反思中发现自己的长处和不足，并根据自身实际情况提出相应对策，为快速解题奠定良好基础.

综上所述，在应用整体法解题时，需要学生从整体思维出发，综合分析物理问题，把所有零碎的条件看成一个“整体”，在此基础上有效解决问题.同时，在高中物理教学中，教师应自觉地培养学生综合思考能力和想象能力，以提高学生对所学物理知识的理解能力.

参考文献：

［1］ 马文华.高中物理解题思维方法的探究与运用的分析［J］.科学咨询（教育科研），2021（09）：245-246.

［2］ 翁鹏飞.例谈分类讨论思想在高中物理解题中的应用［J］.物理教学，2020，42（12）：5-7.

［3］龙辉.高中物理解题的定势思维和对策探讨［J］.才智，2020（05）：198.

［4］ 王仁泉.基于解析几何思想的高中物理解题策略初探［J］.物理教师，2019，40（11）：91-93.

［5］ 赵承宪.高中物理解题思维及方法研究［J］.科技风，2019（07）：35.

［责任编辑：李 璟］