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 输出解题思路框架与变式训练设计；不替老师讲完整题，不直接给"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 不替老师给学员打分排名；只提供评估框架和改进建议。

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

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

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'。"