物理解题属于问题解决的范畴，是认知心理学的一个重要课题。但它又有显著的单学科特点，解数学题须要引用数学学科的知识，因而对物理解题进行心理学的研究和阐述无疑对化学教学是有积极意义的，对引导中学生进行科学思维也是有帮助的。下边就详尽的谈谈。
一、物理解题概述
近些年来解题研究强调：一个问题是指一个不能及时达到的目标，为求达到这个目标所作的体力或心理的行动称作问题解决。解题时必需要遵照一定的法则。故一个问题应包括以下几个环节：（1）始态（）──问题所给与的已知情况，化学习题中的已知条件；（2）终态（）──解题时要达到的最终目标，数学题中的所求；（3）操作法则（）──应用这种法则把问题由始态转弄成终态，在小学物理解题方法中包括要符合的化学定理原理也要符合人们认识的规律。
在解题过程中，解题者要由始态开始，通过一系列的问题态，抵达终态。由始态到终态的所有问题态构成了问题空间，而问题态的转变须要解题者做出个别心理操作，这样就构造了解题的心理图像。这心理图像是个人化的，它因人而异，它所包含的信息可以较问题本身的信息为多或为少，它是受解题者储存在常年记忆里知识的影响。也就是说，解题者按照自己已有的知识来构造心理图像和找寻题解。许多时，问题空间很大，允许操作的法则也好多。就是一题多解；有时问题空间尽管很大，允许操作的法则却很有限，相应的问题解法也就较少。
解题过程也是一个十分复杂的信息处理过程，解题者则是一个信息处理系统，解题就是系统跟问题的互相作用。解题取决于这个信息处理系统的特点和问题结构。问题结构限制解题的过程，提供一些可行的行动；解题者的特点是指他短期记忆的容量，常年记忆储存的知识和贮存及提取这种知识所需的时间，贮存的知识“模块”（基题）越多，提取这种“模块”的速率越快，解题的效率就越高。
二、物理解题中的心理操作
解题时，将题目所描述的数学现象译成化学图像输入脑部暂时贮存，而后脑部将进行一系列复杂的心理操作，使问题得以解决。进行心理操作，一是要有操作对象，二是要有一定的操作规则（包括操作的先后顺序）。物理解题中的心理操作对象是储存于脑部长久记忆中数学知识的基本模块。而这种“模块”信息量的大小，集成化程度的高低，因人而异，各不相同。操作规则必须符合本门学科的原理和人们认识的规律。所谓心理操作是指对这种“模块”进行加工、组合、衔接、再造的心理过程。没有这种“模块”，心理操作就丧失了原料。不能要求一个毫无化学知识的人去解数学题，不论他怎么聪明，也不会解出化学题来，道理很简单，由于在他脑部的长久记忆里没有储存加工的“模块”，巧妇难为无米之炊就是这个道理。
物理解题的心理操作通常分三个阶段进行：
第一阶段为检索提取阶段。当要解的习题输入脑部后，一旦被吸引去开始解决时，我们原有的知识经验和实践知觉都会奔向一定问题的方向去变化、检索、识别而后提取储存于脑部常年记忆里相仿、相似的“模块”。这种“模块”可以是化学某部份、某单元的知识，也可以是同类型的基本习题。第一阶段的工作为第二阶段的加工提供了原料和必要的打算。其实，对于一个复杂的问题，不见得一次能够将“模块”提取的非常确切，有时在加工的过程中还可反复检索，反复提取。
第二阶段为沟通加工阶段。这一阶段是心理操作非常重要的阶段，它包括采纳、排除、分解、组合、迁移、选择、改造、衔接：沟通等操作环节。通过以上的操作，使问题空间逐渐确定，逐渐明朗。沟通思路，产生策略。在这了阶段要对原有的“模块”加工再造，重新进行组织，脑部皮层的暂时神经联系在有些部位出现新的开通，有些部位形成暂时关掉，进行新的改组，这时侯新的创造思维都会形成。解题从某个角度讲就是一种创造，当解决他人未曾解决的问题时更是这么。
在进行操作时，有时须要把整体“模块”分成器件，直到不能再分。把每一个“模块”所含的元素按须要排列，按须要将上述被分解的元素重新组合，依所提供的信息充分想像，还要克服思维定势的影响，使问题空间逐渐确定高中物理思想方法，产生解题策略。
第三个阶段为反馈输出阶段，经过第二阶段的沟通加工，方案策略早已产生，再经过编辑、优化、计算、检验，使被加工的信息系统化、条理化，这就达到了问题的终态。这时将已加工完毕的信息分为两部份：一部份通过职能脏器输出，一部份又回输（反馈）到脑部成为新的“模块”贮于常年记忆。我们将心理操作过程用框图示意如下：
心理操作是个人化的思维隐喻。有些人在问题空间中漫无边际的思考，但未能组织，终无所获。有些人却能在问题空间中用极为有限的搜救来取代几乎难以用尽的搜索高中物理思想方法，甚至有条不紊地迈向目的，不出现任何尝试的错误。
三、解题实例剖析
例1，一个质量为m，带有电荷为q的物件可在水平轨道ox运动，O端有一与轨道垂直的固定墙。轨道处于匀强电场中，场强的大小为E，h向沿ox是正向，如图二所示，小物体以初速vo从xo沿ox轨道运动，运动时遭到大小不变的磨擦力f作用，且f＜Eq，设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程S0（1989年中考题）
解：假如我们将上述问题所描述的数学现象进行剖析，将会从脑部的常年记忆中提取“电势能”、“动能”、“摩擦力作功”、“功能原理”四个基本知识模块。而这四个模块间有哪些联系，是如何衔接上去的呢？下边我们分两种情况来讨论：假如没有磨擦力，因为物体与墙面的碰撞井不损失能量，因而物体的功能和电势能可以相互转化，但功能和电势能的总和是守恒的；在有磨擦力的情况下，磨擦力的方向与小物体的运动方向相反，动能和电势能就会渐渐降低，最后将停在O点。这就是小物体克服磨擦力所做的功等于降低的动能和电势能之和。我们可以用框图表示如下：
“模块2”与“模块3”从不同的方面描写了物体状态的变化，“模块1”描写克服磨擦力作功的过程。物体状态的变化，或许是因磨擦力作功而导致，这样“模块1”与“模块2、3”之间就有了困果联系，而两者的定量关系是由“模块4”（功能原理）衔接上去的。由于本问题所求物体的后路程是与过程量功密不可分的化学量，同样出现在作功的全过程中，所以提取磨擦力作功的模块是有道理的。根据图三列式估算并不困难，此处估算从略。
例2，如图所示，在水平光滑的桌面上放一个质量为M的玩具货车，和货车的平台（货车的一部份）上有一质量可以忽视的弹簧。一端固定在平台，另一端用质量为m的小球将弹簧压缩一定距离后用细线捆住，用手将货车固定在桌面上，之后烧断线，小球就被弹出，落在车上A点。假如小车不固定而烧断细线，球将落在车上何处？设货车足够长。球不致落在车外。（1987年中考题）
解：本题可以分大车动与不动两种情况，四个基本化学过程，即“小车不动时小球的平抛运动”，“小车动时小球与货车的互相作用”、“小球对货车的相对运动”，“小车动时小球的平抛运动”。每一个化学过程可以觉得是存放了一定信息的模块。每位模块统摄了许多数学知识，为小球的乎抛运动，包括了平抛的运动学特点，重力作用的瞬时效应，空间积累效应，时间积累效应，货车动时情况更复杂。并且经过分解、筛选可以发觉四个过程都与速率紧密相连，这就有可能通过速率将四个化学过程联系上去，如框图所示：
在图一中已图示了每一“模块”的从属关系，所应满足的数学规律以及它们之间相互联系的衔接条件。这样解题的思路早已沟通，再构造物理模型去解是并不难的。
例3，一根细绳越过一定滑轮，两端分别有质量为m及M的物体，如图六，且
M＞m，M静止在地面上，当m自由下落h距离后，绳子开始与m、M互相作用，在极短时间内绳子被拉紧，求绳子刚才被拉紧时，M能上升的最大高度？
解：本题整个的化学过程可分为三个阶段。第一阶段：m作自由落体运动。第二阶段：绳子分别与物体互相作用。第三阶段：m及M分别作匀变速运动。三个阶段的联系是：第一阶段m作自由落体运动的末速率v恰是第二阶段m与绳互相作用前的初速率。第二阶段m、M与绳子互相作用后的速率V就是第三阶段M作变速运动的初速率。如图七所示。
从图七我们可以看出每一个阶段实质上就是一个知识“模块”，但每一“模块”所包含的知识容量并不相同，每一“模块”有各自的特征和应当满足的规律。这种规律就是操作规则。这三个“模块”自然地衔接上去就构成了一个完整清晰的图像，再估算是不难的。
人类认识的理论除了要解释人如何进行复杂的思维和解题工作，还要解释人是如何学会如此作的。研究解题者对化学问题构造的心理图像，目的是了解她们对化学知识的组织和加工能力。在数学学习上重理解轻记忆的作法是不足取的，也是没有按照的。解题的成功者在于她们拥有高度组织的化学知识，并在记忆中储藏了不少相类似问题的题解。在数学教学中只让中学生盲目作题，不讲习题的沟通和演化、不引导中学生作正确的定性剖析也是不可取的。凡成功的解题者，解题策略好的，大都是先对问题作定性剖析，探求到解题思路后，才作定量剖析。
近些年来美国有些数学教育家纷纷倡议应强化中学生定性推理能力。我国近几年的中考试卷也加强了定性剖析试题的成份，注意把重点转向知识技能的习得过程。并且我们仍需强化物理解题的心理过程研究，强化物理解题的定性剖析，这除了有助于中学生解题策略的产生，也有助于中学生创造能力的培养。
