浅论物理解题能力的培养.doc

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浅论物理解题能力的培养
塘沽区宁车沽学校张树军
摘要：物理教学中有一个重要的活动过程，帮助学生准确、快速的解题。近年来在认知领域对解题的思维过分成四个阶段，物理解题也如此。在常规教学中学生往往因为认知结构影响了解题的质量。另外在解物理中，初学者与“专家”的差别、策略各不相同。在解题教学中也存在着若干问题。培养学生解题能力，必须从打好知识基础、引导思维方式、训练方法入手，才能提高学生的解题能力。
关键词：培养解题能力
解题是物理教学活动中的一项重要的内容。通过解物理习题的活动能够培养学生分析问题、解决问题的能力。因此快速、科学的解题技巧对学生正确的解题有着重要的意义。结合我几年的教学实际经验，谈谈我的一些见解：
一、近年来对解题的研究
关于人是如何解决问题的研究已有近百年的历史，近几十年来随着认知心理学和电子计算机问世，解决问题的研究有了很大的进展，从而促进了学生解物理习题的研究。
（一）关于解物理习题程序的研究
1纽威尔和H．A．西蒙在《人类解决问题》一书中指出=1\*GB3①，人类解决问题过程分四个阶段。
（1）任务环境。识别问题的组成和提出条件。
（2）问题空间。认清目标，判别那些与目标有关，为了实现目标必须做什么？
（3）作业环境。运用问题所给出的和从记忆中引出的信息去加工材料，向目标前进。这时所采用的智力操作就是作业系统，它的具体行为取决与问题空间的内容和形式。
检验调整。在作业系统中要注意每一步操作是否缩短了与目标的距离，若没缩短则要调整操作和重新认识问题空间。相应的解物理习题也有以下阶段。
形象化思考。通过读题在脑中形成习题所描述的事件、现象的形象化模型，必要时可绘出简图。
状态确定和描述。确定习题的研究对象，确定描写研究对象，确定描写研究对象的物理量及性质。
（３）建立关系。通过分析确定已知条件、暗含已知条件和习题要求目标间的关系。这种关系一般指状态量间的关系，状态变化规律。
（４）具体解答问题。
（５）对所得结论进行讨论。
（二）概念掌握和知识结构对解题的影响
对概念的曲解会影响解题，曲解的原因有三。
1由错误的“常识”导致对概念的曲解。如“常识”认为“压强方向向下”，导致“液体内没有向上压强”的错误认识，会使液体内物体所受压强、压力的分析发生错误。
2教学中的概念的讲解和列举突出了局部、片面的情况，从而产生对概念的片面认识。如“两电容器串联，充电后各极板带电量相等”。这一结论是有条件的，即“充电前两电容器均不带电”。但讲课中没有讲清这一条件，当遇到已充电电容器串联而再次充电这类问题时，应用上述结论必然产生错误。
3相似概念之间的区别没有建立起来，或模棱两可，会产生由于区别不清而带来的曲解。如压力和压强，标量的正负与矢量的方向等，稍加疏忽就会出错。
知识结构对解题的影响。人的知识分两类：一类是图式或框架，图式是知识的单元，其中除知识内容之外，还有知识如何被运用的信息。如物理学中运动学部分，是一个知识单元，它由若干概念和公式组成，这就可以理解为图式。另一类是关于做的知识，称程序。如实验操作的先后顺序，解题的步骤等。一个人顺利解题只具有图式类知识是不够的，还必须具备程序类知识。
（三）专家和初学者在解题中的差别及原因。
蔡斯和西蒙1973年研究发现专家比初学者解题更快、更准、更好，并不是专家有更强的记忆力，或有超级的认知能力。其差别在于专家有解题经验，头脑里有大量的解题模式。因此，面对一个新问题，通过模式再认，可以迅速作出推理、判断。乍一看这一切进行得很快，象直觉，其实是一种逻辑性技能的自动化。而初学者没有多少经验，无法运用模式再认，其逻辑性技能仅达到认知阶段，最优秀者不超过熟练阶段前期。因此解题时只能一点一点的逼近，那就既慢又容易出错。
其次，专家的知识结构好，有图式类知识，也有程序类知识。因此解题时可以直接运用已知条件，立即展开推理。例如已知A、x、y，求C,又知C=A+B，B=K/L，L=x.y,专家只通过一个大方程C=A+K/(x．ｙ)即可求出C。而初学者知识结构不完全，他们往往注意未知是什么，一步一步地得出结果，求C，只能先求L，再求B，最后得出C，这不仅费时，而且不易成功。
第三，在解决物理问题的策略上，专家一开始就注意所在的问题是什么类型的问题，然后寻找一个能解决它的方程。他所运用的策略是从已知条件前进到目标。如上例求C专家得出C=A+K/(x.y),把A、K、x、y的值代入就可以了。新手则不然，他倾向于从未知数倒推到已知的策略，如上例求C，他从C=A+B出发，找出B=K/L,再找出L=x.y。
最后，专家善于利用形象化思考，常在解题开始时画出简图，或者在头脑中形成形象。形象化思考利用视觉形象可以非常容易地发现习题各要素间关系，特别易于发现暗含的关系，为归纳、推理带来方便，有利于发