既然三种思维形式都要参与解题活动，那么为了提高解题能力，就应在教学中有意识地培养学生这三种思维能力。然而遗憾的是，我们的物理教学往往较为重视抽象思维能力的培养，而相对忽视对形象思维能力和直觉思维能力的培养，这已成为影响我们学生分析和解决问题能力的一个重要因素，在教学中对此应给予足够的关注。
（第二节 ）问题解决的策略
思维模式为我们提供了问题解决的思维程序和一般性的思维方式。然而要有效地解决一个具体的物理问题，还必须掌握一些特殊的问题解决的策略。所谓问题解决的策略，是指解决问题的人用来调节他们自己的注意力、学习、回忆和思维的技能。本节对物理问题解决策略的研究，主要集中在物理解题思路的形成，解题过程中具体思维方法的运用和特殊的物理解题技巧这三个方面。
一、两条基本的解题思路
当我们通过读审发现了必要的解题信息，通过建构明确了解题方向之后，我们便面临着从何入手展开我们的解题思路的问题。所谓解题思路，就是解题时的思考路线。物理题千变万化，不可能有一个统一的解答方法，但是掌握了解题基本思路就如同在开启千变万化的“锁”时，找到了一把“万能钥匙”。在众多的解题思路中，按照严密的逻辑，形成一系列步骤的逻辑性思路途径无疑是最基本的。逻辑性思路途径有两条：顺推和逆推。
1.顺推法。
顺推法是一种从已知到未知的方法。从题目给出的条件入手，根据它们之间的关系以及题意和物理规律，解答出一些小问题，然后再将这些小问题进行综合，逐步推导出所求的未知量来。
步骤是：
（1）从题目给出的条件入手，运用所学过的物理概念、定律、推导出一个或几个新的物理量；
（2）将导出的物理量同其他已知量建立关系，或者在已导出的物理量之间建立关系，再求出另一个或几个新的未知量来，一直到得出题目所求量为止。
相似性是采用顺推法时常用的一种重要线索。
2.逆推法。
逆推法是一种从未知到已知的方法。从待求的量本身出发，不断设问，逐步向前逆推到已知条件，最后再返回到结论，求出结果。这种方法需要一步步分析欲得结果需要哪些条件。
步骤是：
（1）从回答题目所求直接入手，在我们学过的物理公式中找出一个适当的公式，将题目所求表示出来。这个公式叫母式；
（2）观察母式右端是否有未知量，若没有，将已知量代入母式就得到所求结果；若还有，则将这一个（或几个）未知量从母式中提出，作为新的未知量；
（3）再从学过的物理定律和公式中，根据题意和已知条件找出一个（或几个）新的公式，将提取出来的未知量表示出来。这些公式称为子式；
（4）如此重复推演下去，直到等式右端全部为已知量为止。
采用顺推法解题，利用相似性战略向目标推进，对于较为简单的题目，形成思路比较顺利、轻松；但对于比较复杂的问题，会同时面临许多条件而无从下手，甚至有时从已知量下手，并不能推出所求结果，而是引入歧途。相形之下，用逆推法考虑问题比较有章法可循。它把一个大目标分解为各种小目标，首先试图消灭最主要的差别因而去寻找一个联系，一种方法（可能是一个公式），而这种联系、方法可能与已知条件仍存在着差别，因此就要先消灭这种差别……事实证明，这种方法是问题解决的一种极为普遍而有效的方法。
二、解题常用的科学思维方法
科学的思维方法不仅在建立物理概念，发现物理规律中起着重要的作用，在物理问题解决活动中更是离不了科学的思维。中学物理解题活动中常用的科学思维方法有：比较和鉴别，分析与综合，归纳与演绎，类比与联想等，另外，直觉也是一种值得介绍的思维方法。熟练掌握这些思维方法，并能灵活运用于物理问题解决的实际活动中，必将提高问题解决的能力和效率。
1.比较与鉴别的方法。
比较，是确定事物同异关系的思维过程和方法。鉴别，则是通过比较识别事物的共同点和差异点。比较与鉴别是中学物理中经常应用的一种科学思维方法，在解答物理问题时主要运用于下列方面：
（1）对不同问题的形、质进行比较。或将几个貌似相同或相近而物理过程却根本不同的问题进行比较，如下图中振动和波动图形。在比较中揭示出它们的共性和特征，消除和澄清易混淆的模糊概念，以免导致解题错误；或是将几个貌似不同（即物理条件不同）而其物理规律却相同的问题进行比较，如下图中，求摆长相等，带电量相同的四个钢球在不同情况下振动周期的问题。通过比较可以透过现象看本质，寻找到相同的处理方法。
（2）对多种解题方法的比较。一道题目往往有多种解法，如一个动力学问题，常可从牛顿第二定律和运动学规律、动量定理或动量守恒定律、动能定理或能量守恒定律这三条路径中任一条得到求解，解题中将几种方法进行比较和鉴别，不仅有助于巩固基础知识，掌握基本解法，而且可以鉴别出最优的解法，获取解题规律。
2.分析与综合的方法。
分析是将整体分解为部分，把复杂的事物分解为简单的要素，然后分别研究的一种思维方法；综合则是将对象的各个部分、各个方面和各种因素联系起来的一种思维方法。二者之间的关系可以表示为：
整体综合分析部分
物理学对物理问题的研究，总是以一定的系统作为对象展开的。如地球附近的物体和地球构成的重力势能系统；大量无规则运动的分子组成的热力学系统；一个原子核和绕核运动的电子组成的原子系统。因此，对一个具体物理问题首先要从整体上把握它，然后研究部分，研究各部分之间的关系，部分与整体的关系，最后综合为整体以解决问题。分析与综合就是这种“整体—部分—整体”思想的具体操作方法。从这种思想出发，可以演绎出在中学物理解题中常用的“隔离法”、“整体法”等特殊方法，对此我们下节将作专门介绍。
3.归纳与演绎的方法。
从个别事物中概括出一般规律的思维方法叫归纳；从一般规律出发得出个别结论的思维方法叫演绎。二者之间的关系可以表示为：
一般演绎归纳个别
用演绎的方法解题，关键应抓住某个一般性的原理作前提，推出个别对象的结论。
例3两轮轴以相同的转速旋转，旋转方向如下图所示。轮轴轴心间的距离为L，轮轴上水平地搁放着一块木质均匀的板条，板条与轮轴间的摩擦系数为μ，木板质量为m。试证明，若木板重心稍微离开两轴连线的中点时，将发生简谐振动。
这道题的解答思路即可用演绎的思维方法确立：凡是做简谐振动的物体，所受的回复力必须满足条件F=-kx，这是一般的判断，即推理的前提；如果能证明木板在两轮上来回运动，并且所受外力符合这一关系式，即可说明木板所做的来回运动为简谐振动（按这一思路进行的具体证明过程略）。
演绎法在解说理题和证明题时，有着广泛的应用。
用归纳的方法解题，经常用来研究运动规律为已知，在某种特殊条件下连续进行的过程。这种过程分为若干阶段，过程的各阶段虽然性质相同，但具体的数量特征不同。研究问题时，关键是联系过程所遵循的普遍规律和过程进行的条件分析，发现各段过程中某些物理量在数量上的关联规律，以求得问题的解答。
4.类比与联想的方法。
类比是从两类不同事物之间找出某些相似关系的思维方法，联想则是由一事物想到另一事物的心理过程。类比的思维方式是：
特殊→特殊
类比不是逻辑推理的方法，而是一种猜测的方法。它的本质的、深刻的特征，就在于要求突出地抓住类比对象之间的“关系”相似，发挥丰富的想像力和创造性联想，将从一类事物所得的研究方法和规律，应用于另一类事物，求得问题的解决。
5.直觉的方法。
直觉，实际上是思维过程中经常存在的这样一种状态：我们只可以认出它的两个端点，但从始点到终点的“过渡”，却完全是空白的；我们只是受到某种甚至非常表面的启示，一下子就得到了问题的答案或结论，至于这个答案或结论的获得，却没有逻辑可言，甚至说不出任何缘由。例如，普朗克为解释黑体辐射而提出量子假说；爱因斯坦为解决力学相对性原理和光速不变原理的矛盾而提出相对论假设；凯库勒提出苯分子六边形环状结构的假设等，都是以这种思维的直觉形式出现的。
在物理问题解决活动中，有时也会出现这样的情况：当解答者围绕问题有目的地进行苦心思索，概念、规律、方法的约束在其中起着主要作用，但直觉的顿悟帮他一下子从问题跳到结论，解决了这个“百思不得其解”的难题。虽然这种直觉产生的机制和规律迄今仍是人们所陌生的，但是可以确定的是，丰厚的有关背景知识是产生直觉所必不可少的。同时，有意识地训练学生从整体出发，用猜测的、跳跃的、搜索的方式，直接而迅速地寻找可能的、接近的答案，无疑对培养学生直觉能力是有益的。
三、物理问题解决的一些特殊方法
对于一些特定的物理问题，人们在长期的问题解决实践中，已形成了一些特定思维方向，总结出了一些特殊的解决方法，这些方向和方法都是十分行之有效的。掌握这些特殊的技巧，将会加快解题速度，减少解题失误，提高解题效率。在物理问题解决活动中，特殊的方法、技巧是很多的，不可能一一枚举，下面仅择其具有代表性的几种作一简要介绍。
1.系统的方法。
任何相对独立的物理事物都是作为系统而存在的，任何物理问题的解决都是针对一定系统进行的。在解题时，根据对系统的不同认识和选取方式，可以形成不同的解题方法。
（1）隔离法。对系统的某一部分实施隔离，把它孤立出来作为研究对象的解题方法叫隔离法。被隔离的可以是研究对象，也可以是研究过程。采用隔离法的好处在于，可以将原属系统的内力转化为研究对象所受的外力，可以将一个连续的物理过程分为若干个分过程研究，这样可使较为复杂的问题转化为简单问题，使解题思路明晰、条理清楚。
解决力学中连接体问题和一些热学、电学问题时都常用到隔离法。
（2）整体法。
当问题涉及到各个物理过程时，通过对各个过程的分析，如能找出物体在各个过程中所遵守的共同规律，则可把各个过程看作整体，一次性列方程求解。这种把相互联系的物体或相互联系的过程作为一个整体来研究的方法，称为整体法。整体法只存在一个研究对象，只需分析周围环境对系统整体的作用，所以与隔离法相比，整体法的解题过程会相对简单一些。
对那些不涉及系统内力，系统内各部分运动状态又相同（加速度相同）的物理问题，如平衡问题，有共同加速度的连接体和叠放体问题等，用整体法解答比用隔离法简便。
（3）守恒法。
当所研究的系统内各部分的状态发生变化时，抓住一定条件下，系统内某个状态量始终不变这一特点，追寻解题思路和线索的方法称为守恒法。中学物理中的守恒线索主要有：动量守恒、能量守恒、质量守恒和电荷守恒等。应用守恒法时必须以系统为研究对象，实施整体隔离，所以守恒法实质上是整体法。但由于守恒问题是中学物理中的常见问题，守恒法也有其独特的思想内涵，所以我们将其单列出来。
用守恒法处理问题时，优点在于不必分析物理过程的细节，所关心的仅是物理过程的初状态和末状态时，组成系统和各物体的状态量大小或表达式。
在运用守恒法时，对于守恒定律成立的条件的正确理解和掌握至关重要。
2.推理的方法。
任何物理事件的发生总是有原因的，确定的物理原因在一定条件下，一定会产生某种确定的物理结果。因而对一个物理问题，我们可以根据问题中明显的或隐含的已知条件，分析判断将会得到什么结论；也可以根据问题中明显或隐含的已知现象，分析判断产生这种现象或过程的原因或条件，按照这种思路去解决问题的方法称为推理的方法。一般性的推理方法这里不再叙述，只提出几种在物理解题中常用的特殊方法。
（1）反证法。有些需要证明的结论，要想直接证明它的正确性非常困难，这时我们可以先假定一个与要证明的结论相反的论断成立，以此为出发点进行分析推理，得出与已知条件、规律或事实不符合的结论，或者得出与原假定自相矛盾的结论，证明了原论断的反面论断不成立，从而证明原论断一定正确。这种推理方法称为反证法。对那些仅具有非此即彼两种可能，并且直接证明很困难的问题，反证法特别简明有效。
（2）极端假设法。在处理比较复杂的物理问题时，常从题目给出的条件出发，假设某种变化，并将其变化引向极端情况，然后分析其极端状态，从而帮助作出判断或导出结论，这种方法称为极端假设法。采用极端假设法的一个关键是要根据实际情况灵活选择变量，选出的变量要在变化过程中存在极值或临界值。
采用这种方法解题，可以开拓思路避繁就简，帮助我们迅速抓住解题思路。
（3）虚设法。虚设法是一种利用虚拟和假设的物理图景、物理实物、物理过程等作为出发点，对事物进行分析判断的方法。这种方法可以简化或避开某些复杂矛盾，或暴露隐蔽的现象实质，达到化难为易、化繁为简，迅速准确地解决问题的目的。
3.等效的方法。
所谓等效，是指不同的物理现象、模型、过程等在物理意义、作用效果或遵循的物理规律方面是相同的，它们之间可以相互替代，而保证结论不变。等效的方法是指面对一个较为复杂的问题，提出一个简单的方案或设想，而使它们的效果完全相同，从而将问题化难为易，求得解决。
常用的等效措施有等效代换、等效假设、等效优选等。采用等效的方法，可以把一个隐含的问题转化为明朗，可以把一个复杂变化的问题转化为简单而不变的问题，还可将某个陌生的问题转化为熟悉的问题。
4.数学的方法。
数学是研究物理学的重要工具，应用物理公式解题，实际上就是把物理问题转化为数学问题，然后用数学知识解答问题。应用有关的数学技巧来解答物理问题，有时可以使问题的解答变得更为简单。
（1）图解法。在物理学中，函数图像被广泛地用来表示物理量之间的函数关系，是表达物理规律和研究物理问题的一种重要的数学方法。运用图解法解题，可以使问题形象直观，能够使复杂的物理过程简单明了。图像法中常用的图形有：力的图示、矢量合成图、光路图等。常涉及到的数学方法有用斜率解题、面积解题等。
