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物理解题教学指导

试用

帮初中物理老师把"讲题"升级为系统化的解题教学:五步法(审题→建模→过程分析→列式→求解反思)加变式训练与班级解题档案。触发语示例:"这道浮力题怎么讲""动态电路学生总是绕不过来""杠杆这一类题怎么设计变式""受力图讲了三遍还是错""这道题的一题多解怎么组织""电功率计算题怎么讲得透"。学科判别:题目涉及力、压强、浮力、电路、光学、物态变化等初中物理内容时用本 SKILL;数学运算类讲题转数学学科 SKILL。不处理:整节课的教学设计(转物理教案设计)、实验课的组织与器材(转物理实验教学)、班级测评命题与试卷分析(转老师通用测评 SKILL)。

它能做什么

帮初中物理老师把"讲题"升级为系统化的解题教学:五步法(审题→建模→过程分析→列式→求解反思)加变式训练与班级解题档案。触发语示例:"这道浮力题怎么讲""动态电路学生总是绕不过来""杠杆这一类题怎么设计变式""受力图讲了三遍还是错""这道题的一题多解怎么组织""电功率计算题怎么讲得透"。学科判别:题目涉及力、压强、浮力、电路、光学、物态变化等初中物理内容时用本 SKILL;数学运算类讲题转数学学科 SKILL。不处理:整节课的教学设计(转物理教案设计)、实验课的组织与器材(转物理实验教学)、班级测评命题与试卷分析(转老师通用测评 SKILL)。

技能文档

物理解题教学指导 SKILL

一句话定位: 物理解题不是"套公式",而是"建模型"——五步解题法是核心。


⚠️ 技术实现边界声明

关于"AI 讲题"边界: 本 SKILL 输出解题思路框架变式训练设计替老师讲完整题,直接给"标准答案"。

关于"题目版权"边界: 题目必须标注 copyrightStatus(教材原题/改编/自有/CC 协议);不复制未授权教辅题库。

关于"AI 评分"边界: 本 SKILL 替老师给学员打分排名;只提供评估框架改进建议


一、核心使命

物理解题教学常见的三个误区:

误区① 解题=套公式:学员记公式,
        不会建模型,不会分析过程。

误区② 解题=算对:学员只关心"答案对不对",
        不关心"思路对不对"、"模型对不对"。

误区③ 解题=刷题:让学员做大量题,
        学员没建立"五步法",没掌握"建模"。

本 SKILL 要解决的是:

  • 让解题"有方法":五步物理解题法
  • 让建模"有思路":模型选择+简化+建构
  • 让过程"有分析":受力+运动+能量
  • 让解后"有反思":结果+过程+拓展
  • 让训练"有变式":一题多解+多题一解+改条件

二、触发时机

触发场景示例语句
物理题怎么讲"这道物理题怎么讲"
学员不会做"学员不会做物理题"
物理建模"物理建模怎么教"
过程分析"过程分析怎么教"
多过程问题"多过程问题怎么讲"
变式训练"物理解题变式怎么设计"
解题策略"物理解题策略怎么教"
学员解题弱"学员解题弱"

三、核心流程

                ┌──────────────────────────┐
                │ ① 审题                    │
                │  三读:场景/已知/求       │
                └────────────┬─────────────┘
                             ↓
                ┌──────────────────────────┐
                │ ② 建模                    │
                │  模型选择/简化/建构       │
                └────────────┬─────────────┘
                             ↓
                ┌──────────────────────────┐
                │ ③ 过程分析                │
                │  受力/运动/能量           │
                └────────────┬─────────────┘
                             ↓
                ┌──────────────────────────┐
                │ ④ 列方程                  │
                │  规律/关系/约束           │
                └────────────┬─────────────┘
                             ↓
                ┌──────────────────────────┐
                │ ⑤ 求解                    │
                │  数学/讨论/检验           │
                └────────────┬─────────────┘
                             ↓
                ┌──────────────────────────┐
                │ ⑥ 反思                    │
                │  结果/过程/拓展           │
                └────────────┬─────────────┘
                             ↓
                ┌──────────────────────────┐
                │ ⑦ 变式训练                │
                │  → 学员档案              │
                └────────────┬─────────────┘
                             ↓
                ┌──────────────────────────┐
                │ ⑧ 写回 student-analyzer   │
                │  物理解题能力             │
                └──────────────────────────┘

四、五步解题法

4.1 五步总览

① 审题:明确场景/已知/求
② 建模:选择/简化/建构
③ 过程分析:受力/运动/能量
④ 列方程:规律/关系/约束
⑤ 求解:数学/讨论/检验
+ 反思(贯穿始终)

4.2 第一步 · 审题

■ 三读
  · 一读:场景(讲什么)
  · 二读:已知(给什么)
  · 三读:求(求什么)

■ 关键动作
  · 划关键词
  · 标已知量
  · 标未知量
  · 标隐藏条件

■ 学员常见问题
  · 不读题
  · 漏看条件
  · 看错问题

4.3 第二步 · 建模

■ 模型选择
  · 这是什么模型?
  · 质点/刚体/弹簧/流体/...

■ 简化
  · 哪些因素忽略?
  · 哪些是主要的?

■ 建构
  · 画图(受力图/运动图/能量图)
  · 标已知量/未知量

■ 学员常见问题
  · 不会选模型
  · 不会简化
  · 不会画图

4.4 第三步 · 过程分析

■ 受力分析
  · 画受力图
  · 标力的大小方向

■ 运动分析
  · 描述运动状态
  · 标运动参量

■ 能量分析
  · 找能量转化
  · 标能量初末态

■ 学员常见问题
  · 受力分析错
  · 不会用正交分解
  · 漏力/多力

4.5 第四步 · 列方程

■ 规律方程
  · 牛顿定律
  · 运动学公式
  · 能量守恒
  · 动量守恒
  · 欧姆定律

■ 几何关系
  · 位移
  · 速度
  · 加速度

■ 约束条件
  · 绳约束
  · 杆约束
  · 接触约束

■ 学员常见问题
  · 不知道用哪个规律
  · 漏列方程
  · 方程列错

4.6 第五步 · 求解

■ 数学求解
  · 解方程
  · 代入数据
  · 算结果

■ 讨论
  · 结果是否合理
  · 是否多解
  · 特殊情况

■ 检验
  · 单位
  · 数量级
  · 极限情况

■ 学员常见问题
  · 算错
  · 没讨论
  · 没检验

4.7 反思

■ 结果反思
  · 答案对吗
  · 单位对吗
  · 数量级对吗

■ 过程反思
  · 思路对吗
  · 模型对吗
  · 方程对吗

■ 拓展反思
  · 一题多解
  · 改条件
  · 联系实际

五、五步解题样板

📎 完整样板见 references/five-step-worked-examples.md(力学·滑块 / 力学·抛体 / 电学·电路 三道五步解题完整样板)


六、过程分析专项

6.1 受力分析三步

① 画重力
② 找接触力(支持力/摩擦力/拉力/弹力)
③ 找场力(电场力/磁场力)

■ 关键
  · 一画一个,不要漏
  · 受力分析完成后要检查

6.2 运动分析三步

① 判断运动性质
  · 匀速/匀加速/匀减速/曲线

② 分解运动
  · 水平 + 竖直
  · 或:径向 + 切向

③ 标运动参量
  · 初速度
  · 加速度
  · 方向

6.3 能量分析三步

① 找能量初态
  · 初动能
  · 初势能
  · 初其他能量

② 找能量末态
  · 末动能
  · 末势能
  · 末其他能量

③ 找能量转化
  · 哪个能量增加
  · 哪个能量减少
  · 减少的 = 增加的 + 损失

七、变式训练

7.1 变式三类型

┌──────────┬────────────────────────┬──────────────┐
│ 类型      │ 描述                    │ 训练目标      │
├──────────┼────────────────────────┼──────────────┤
│ 一题多解  │ 一道题多种解法          │ 思维灵活性    │
│ 多题一解  │ 多道题同一种方法        │ 方法识别      │
│ 变条件    │ 改变题目条件/问题       │ 思维深度      │
└──────────┴────────────────────────┴──────────────┘

7.2 物理解题变式

■ 改条件
  · 改水平面 → 斜面
  · 改光滑 → 粗糙
  · 改匀速 → 加速
  · 改平抛 → 斜抛

■ 改问题
  · 求速度 → 求时间
  · 求距离 → 求高度
  · 求最大 → 求最小

■ 改情境
  · 改平抛 → 类平抛
  · 改单摆 → 复摆
  · 改直流 → 交流

7.3 一题多解样板

📎 完整样板见 references/multi-solution-example.md(滑块问题 三种解法对比:牛顿+运动学/动能定理/能量守恒)


八、错因分析

8.1 物理解题错因

┌──────────┬────────────────────────┐
│ 错因      │ 描述                    │
├──────────┼────────────────────────┤
│ 概念模糊  · 物理概念没掌握         │
│ 模型错误  · 模型选错/简化错        │
│ 受力错    · 受力分析错             │
│ 运动错    · 运动分析错             │
│ 公式错    · 公式用错               │
│ 计算错    · 算错                   │
│ 漏条件    · 漏掉条件               │
│ 多过程错  · 多过程分析错           │
└──────────┴────────────────────────┘

与学生端物理错误DNA五维(P/C/F/R/T)的映射(写回 xiaozhi-physics-error-dna 时必用):

本 SKILL 8 类错因        →  物理错误DNA 五维
────────────────────────────────────────────
概念模糊                →  C(概念混淆)
模型错误 / 受力错        →  P(图景建立:受力图/模型图)
运动错 / 漏条件 / 多过程错 →  R(过程分析)
公式错                  →  F(公式误用)
计算错                  →  T(数学工具)

说明:物理五维再经"物理错误DNA↔通用错题本"协议映射到通用四维;本表只解决"解题教学 8 类 → 物理五维"这一段的对齐。

8.2 五步对应错因

· 审题错 → 漏条件
· 建模错 → 模型错误
· 过程错 → 受力错/运动错
· 列方程错 → 公式错
· 求解错 → 计算错

九、学员物理解题档案

9.1 档案维度

┌──────────┬────────────────────────┐
│ 维度      │ 描述                    │
├──────────┼────────────────────────┤
│ 审题      · 三读能力               │
│ 建模      · 模型选择/简化          │
│ 受力分析  · 受力分析能力           │
│ 运动分析  · 运动分析能力           │
│ 能量分析  · 能量分析能力           │
│ 列方程    · 规律选择               │
│ 求解      · 数学求解               │
│ 反思      · 反思能力               │
│ 变式      · 变式训练               │
└──────────┴────────────────────────┘

9.2 学员解题档案

📎 完整模板见 references/student-solving-profile-template.md(学员物理解题档案填写模板:五步各维评分/错因计次/进步曲线)


十、与上游/下游 SKILL 的协作

10.1 协作流图

              ┌────────────────────────┐
              │ xiaozhi-teach-         │
              │  physics-lesson-       │
              │  planner(解题嵌入)    │
              └───────────┬────────────┘
                          │
                          ↓
              ┌────────────────────────┐
              │ 课堂(物理解题)        │
              └───────────┬────────────┘
                          │
                          ↓
              ┌────────────────────────┐
              │ xiaozhi-teach-         │
              │  physics-problem-      │
              │  guide(本 SKILL)     │
              └───────────┬────────────┘
                          │
        ┌─────────────────┼─────────────────┐
        ↓                 ↓                 ↓
  student-analyzer  resource-library  parent-communication
  (解题能力维度)  (错题案例库)    (解题进步反馈)

10.2 接口

读:
  lessonPlan.problem             → 解题信息
  studentAnalyzer.weaknessRank   → 弱项
  mathErrorAnalyzer.classErrorProfile → 错因

写:
  problemGuide.fiveStep         → 五步解题
  problemGuide.variation        → 变式训练
  problemGuide.profile          → 解题档案
  → student-analyzer 接收
  → resource-library 接收

十一、字段级高敏信息防护

✅ 解题档案用化名
✅ 学员错题脱敏
❌ 禁止:公开"某学员的错题"
❌ 禁止:未授权复制教辅题库
✅ 题目可标注 copyrightStatus

十二、行为准则

✅ 应该做❌ 不能做
五步法(审题/建模/过程/列方程/求解)解题=套公式
建模(选择/简化/建构)不会建模型
过程分析(受力/运动/能量)不会过程分析
反思(结果/过程/拓展)算对就完事
变式训练刷题
学员解题档案累积学员不积累
学员化名公开批评学员错题

十三、与其他 SKILL 的协同清单

物理解题教学指导
    <── xiaozhi-teach-physics-lesson-planner(解题嵌入)
    <── xiaozhi-teach-student-analyzer(学情/弱项)
    <── xiaozhi-teach-math-error-analyzer(错因)
    ──→ xiaozhi-teach-student-analyzer(解题能力维度)
    ──→ xiaozhi-teach-resource-library(错题案例库)
    ──→ xiaozhi-teach-parent-communication(解题进步反馈)
    ──→ 学生端 xiaozhi-physics-problem-coach(学员视角)

禁止行为

  • 禁止 AI 替学员做物理题
  • 禁止 AI 直接给"标准答案"
  • 禁止 AI 替老师讲完整题
  • 禁止未授权复制教辅题库
  • 禁止公开学员错题

十四、参考资源

  • references/five-step-template.md — 五步物理解题模板(审题/建模/过程/列方程/求解)
  • references/model-selection.md — 物理模型选择参考(7 类模型 + 决策树)
  • references/variation-physics.md — 物理解题变式设计(情境/物理量/解法 三维度)
  • references/five-step-worked-examples.md — 五步解题样板(力学·滑块/力学·抛体/电学·电路 三道完整样板)
  • references/multi-solution-example.md — 一题多解样板(滑块问题三种解法对比)
  • references/student-solving-profile-template.md — 学员物理解题档案填写模板

💡 小智说: "物理解题不是'套公式', 是'建模型'。 当学员面对一个问题, 能'看到'背后的物理模型, 能'分析'过程的受力与能量, 能'找到'合适的规律, 能'检验'结果的合理性—— 那才是真的'会物理'。"

相关技能

初中物理解题教练,按四步法(读题画图→物理建模→列式计算→检验反思)陪学生走完当前这一道物理题。默认只在当前会话工作:不读写长期档案、不归档错题、不排提醒;这三项要学生(需要时含监护人)明确开启后才做。触发语示例(须带上具体题目或具体物理量):"帮我看看这道题的受力图""这个电路图怎么分析""浮力题怎么列式""滑动变阻器右移后电流表怎么变"。不触发:泛泛说"物理好难""不想学物理"、只问概念不带题、要"物理提分方法"。学科判别:题干出现力、压强、浮力、电流、电压、电阻、功率、光路、物态变化等物理量时按物理题处理;只剩纯代数运算时转数学解题教练。不处理:概念本身讲不通(转物理概念直觉器)、模型选不对(转物理建模教练)、实验设计/数据处理/误差分析(转物理实验思维教练)、错因归档与次数统计(转通用错题本)。

5 次安装

初中物理建模教练,用三步法(识别现象→选择模型→数学表达)训练学生从"看到题就套公式"变成"先判断物理模型再列式"。触发语示例:"这题该用哪个公式""浮力题什么时候用 F浮=G物""这道题算平均速度还是算速度""滑片右移后电流表怎么变""杠杆题从哪下手""同一类题换个情境我就不会了"。学科判别:需要判断"该套哪条物理规律、适用条件满不满足"时归本 SKILL;问概念含义转物理概念直觉器。不处理:完整解题流程与计算(转物理解题教练)、实验设计与数据处理(转物理实验思维教练)、错题归档与计数(转通用错题本)。

7 次安装

帮初中物理老师做以物理观念为主线的教案:概念建构→规律教学→模型建构→应用训练→课堂小结,含分层与提问链。仅在"初中物理 + 教案设计"两个条件同时成立时建议激活,例如"浮力这节课 45 分钟怎么排""压强的概念怎么引入""欧姆定律用什么演示实验导入""这个物理概念学生总搞混,怎么讲"。实验只做教案里的"实验位"设计,输出一律是需老师复核的草稿;真实的实验布置、器材分配、操作步骤与安全流程转 xiaozhi-teach-physics-experiment-coach。不处理:单道题的讲法与变式(转 xiaozhi-teach-physics-problem-guide)、班级测评命题与试卷分析(转 xiaozhi-teach-exam-designer)、其他学科教案(转对应学科 SKILL)。

7 次安装1 星标

帮初中物理老师组织实验教学:实验目标→设计→实施→数据处理→结论→实验报告,含安全分级、分组与器材安排。触发语示例:"测密度这节实验课怎么上""探究浮力大小的实验怎么设计""伏安法测电阻学生总接错线""实验数据处理该怎么讲""实验报告怎么批""器材只有 8 套,40 个人怎么分组"。学科判别:涉及初中物理器材、操作、变量控制、读数、数据表格、误差与实验报告时用本 SKILL;其他学科实验转对应学科 SKILL。不处理:整节课的概念教学设计(转物理教案设计)、单道实验题的讲法与变式(转物理解题教学指导)、班级测评命题与试卷分析(转老师通用测评 SKILL)。

7 次安装

初中物理实验思维教练,讲实验方法(控制变量、转换、等效替代…)、数据处理与实验评价。触发语示例:"测密度这个实验怎么设计""探究浮力大小要控制什么变量""伏安法测电阻为什么要多测几次""这张表格的数据看不出规律""实验结论该怎么写""误差是从哪来的"。学科判别:涉及器材、步骤、变量控制、读数、数据表格、误差的物理问题归本 SKILL;同一实验里的纯计算部分转物理解题教练。不处理:非实验类物理题的解答、概念本身的重建、错题归档与计数(分别转物理解题教练、物理概念直觉器、通用错题本)。

7 次安装

初中物理概念的直觉建立器,用生活类比、头脑实验、公式推导三种模型把概念从"背下来"变成"真的懂了"。触发语示例:"压强到底是什么意思""电压和电流有什么区别""为什么物体会浮起来""惯性是不是一种力""内能和温度是一回事吗""凸透镜成像为什么会倒过来"。学科判别:问的是物理量、物理规律的含义与来由时归本 SKILL;问的是"这道题怎么算"转物理解题教练。不处理:具体题目的解答步骤、错题归档与计数、实验操作与数据处理(分别转物理解题教练、通用错题本、物理实验思维教练)。

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