浅论物理解题能力的培养

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1、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

2、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。(-)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，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。运用问题所给岀的和从记忆中引岀的信息去加工材料，向目标前进。这时所采用的智力操作就是作业系

3、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。(1)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。(2)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

4、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。女旷两电容器串联，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

5、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

6、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Co而初学者知识结构不完全，他们往往注意未知是什么，一

7、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，找岀B=K/L,再找出L=x.y0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

8、现暗含的关系，为归纳、推理带来方便，有利于发现解题途径。而初学者大多数不知道在解题开始时画出示意简图，个别学生甚至由于绘图