在物理教学中重视培养问题解决的能力

二十一世纪是以知识的创新和应用为重要特征的知识经济时代。知识经济的时代特征是科学技术迅猛发展，国际竞争日趋激烈，国力的强弱越来越取决于劳动者的素质。知识经济的时代特点对人才提出新的标准：不仅要有强大的学习能力，而且要有运用知识的能力；不仅要有强大的思维创新能力，而且要有准确恰当的语言表达能力；不仅要有敏锐的发现和提出问题的能力，还要有解决问题的能力。中学教育阶段，是在知识上和能力上为今后的工作和学习打基础的时期，对人一生的发展有着特殊的重要意义。在中学的各门课程中，物理课的作用是无可替代的。我们的物理教育要适应知识经济时代，必须转变教育观念，以学生的发展为中心，在教学中应重视培养学生物理问题解决的能力。

首先问题与问题解决在认知心理学上有其特定的含义。皮连生、刘杰主编的《现代教学设计》中指出，“在英语中'问题'一词是 problem，而不是 question，problem 也可以译为难题。”问题是“人没有现存手段可以达到既定目的的刺激情境”。这里的现存手段包括已有的知识、技能和方法。问题解决，在英语中是problem solving。

在现实生活中，问题是各种各样的，内容和形式千差万别，从心理学的角度，所有的问题都含有三个基本的成分：

(1)给定：一组已知的关于问题条件的描述，即问题的起始状态；

(2)目标：关于构成问题结论的描述，即问题要求的答案或目标状态；

(3)障碍：正确的解决方法不是直接显而易见的，必须通过一定的思维活动才能找到答案，达到目标状态。

如“今天是星期三吗?”，“你睡午觉吗?”等这些不经过心理上的努力，不需要重新组合已有的知识经验就能回答或解释的那些疑难，不能称其为心理学意义上的“问题”。同样，并非所有的练习都是“问题”，如只要学生用曾经学到的方法简单地对号入座就能解决的练习题。简言之，问题是个人所面临的，不能用己有的知识经验直接简单加以处理的那种情境。因此，物理问题就是人所面临的，不能用己有的知识经验直接简单加以处理的物理情境。

从学科特点上看，高中学生所面临的物理问题大概有以下两种：

(1)学科内的问题：物理理论的；物理实验的；

(2)学科外的问题：实际生活中的，如电灯，电话，电视，激光等。在物理教学中主要是学科内的问题的教学。

物理问题解决的能力，是一种集各种基本能力(观察力、识记力、情景想象力、思维力等)于一体的综合能力，是实现认识第二次飞跃的基本保证，也是整个物理学习能力的集中反映。我们经常遇到这样的情况，学生会说出(即记住了)许多物理知识，但他们在实际的物理问题解决时却常常不知道什么时候用这些知识，怎么用这些知识，当然就更谈不上使用中的灵活与应变。

物理问题解决的一般程序为：

(1) 读审物理问题

拿到物理问题后，先粗后细、先整体后局部地阅读，对整个问题的概貌做到心中有数；进而弄清问题中给出的已知条件，追索问题中隐含的已知条件，明确问题应达到的目标。读审实质上是形成问题解决出发点，读审是物理问题解决最重要的一个环节。常见的审题策略有：

①重复：重复也就是要多读几遍问题，有的物理问题往往有一些隐含条件，这些隐含条件增加了问题的难度，如果不能将其挖掘出来，可能难以得到最终的结果。

②抓关键词句：抓关键词句是一种获取信息的有效方法。

审题的过程是阅读理解、处理信息的过程。而问题的信息出现方式是多样性的：以语言媒体为表象，以图像媒体为表象和以数学媒体为表象。不同的信息对大脑中不同的部位产生刺激作用，如文字信息传向左半脑，引起抽象思维，形成概念，完成数字计算和演绎，而具体的形象图形和图像信息将传向右半脑，引起形象思维，形成空间概念。文字信息和图形信息交替传递到大脑的左半部和右半部，使大脑皮层的兴奋中心和抑制部分在左、右半脑交替出现并相互补充，促使问题解决的思维品质得到提高。

因此，在读审这一环节，要养成及时将所发现的信息尽可能用示意图展示出来的好习惯，将抽象思维转化为形象思维。实际上由文字到示意图的思维跨度非常大，有时学生不能正确解决问题，一部分原因就在于学生不会画图。边审题、边画图，并把条件和问题用字母符号注在图上，使问题能在头脑中形成完整的表象，不至于因忘记条件而中断问题解决过程的思维去重新审题；同时，示意图能使问题解决所必须的条件同时呈现在视野内，图象成为思维的载体，视图凝思实际上是视觉思维参与解题的过程。

(2)促进待解决的问题向“问题原型”的迁移

物理问题解决的过程是一个信息加工的过程，这些信息来自两个方面一个是来自问题本身，通过明确问题而在大脑中形成清晰的问题图景；二是来自解题者自身的物理认知结构，包括物理概念、物理规律、物理方法、问题解决的技巧等。这些知识、方法、技巧等在大脑中发生相互联结、相互作用，同类知识和方法归在一起，就构成一个一个的知识单元即知识组块，它们就形成解题者自身的物理认知结构。在问题解决过程中要促使待解决的物理问题向“问题原型”的迁移。“问题原型”大致可分为两种，一类是学生在建立新的物理概念、原理的过程中形成，这类“物理原型”具有原创性，是物理问题解决能力的最核心的基石，它的衍生性和再造能力最强；另一类是学生在典型物理问题的解题过程中形成，具有多样性、灵活性的特点。物理问题解决的过程无外乎两种情形，第一种情形，在原有原型的启发下，结合具体物理情景解决所面临的物理问题；第二种情形，没有现成的“问题原型”可以借鉴，需要重新构建解题模式，需要有更多的创新思维参与物理问题解决活动。

(3)列出并求解物理学方程

在理清思路后，运用所学知识、原理、方法列出待解决问题的物理学方程，然后判断所列方程是否正确，判断问题所包含的物理情景是否都已经表达出来了，判断所列方程是否可解，判断是否还有补充方程，最后才具体运算得出答案。

(4)评价和反思解法

对某一次问题解决加以评价和反思是问题解决者改进问题解决技巧、提高问题解决效率的机会。评价和反思能使问题解决者更好地理解某一策略的用途和适用范围，使他们更能清楚地认识问题解决的过程。对于物理问题解决的评价和反思主要包括在本次问题解决中所用过物理概念和规律、在本次问题解决中关键点、在本次问题解决与以前类似问题的异同、物理过程的分析和所得到的结果的正确性的评价等方面。评价和反思并不是问题解决过程中无足轻重、可有可无的部分，评价和反思能为我们在今后的问题解决中提供更多有用的信息，进而提高物理问题解决的效率。

很多教师在教学实践的过程中把评价和反思这一环节忽视了，结果虽然教师讲了许多的题目，学生也练习了很多，但由于缺乏评价和反思，学生对练习过的题目缺乏深刻的理解，当过一段时间后，用同样的问题来考学生，他们仍然不会做。

物理问题的成功解决能有效的刺激学生的学习热情，我们在教学中不要把要求学生解决的问题一开始就出的很难，而要循序渐进的加大难度，这样有助于培养学生学习兴趣和学习热情，从而为更好的解决物理问题打下基础。

参考文献

[1] 皮连生. 学与教的心理学[M] ，上海：华东师范大学出版社，1997.46.

[2] 乔际平. 物理学习心理学[M]，北京：高等教育出版社，1991.56.

收稿日期：2007-11-05