學會解決問題是學習的目標之一。然而,由于對解決問題中的內(nèi)在規(guī)律認識不清,人們通常只能求助于機械的“題海戰(zhàn)術”,以犧牲時間為代價以期達到目的。在新的素質(zhì)教育形式下,這種粗放、低效的學習方式需要由更加節(jié)約、高效的科學方法去取代。為此,我們需要深入了解解題過程中的內(nèi)在規(guī)律,這樣才能使學習者從題海的泥潭中走出。心理學的發(fā)展為我們提供了探討解題內(nèi)在規(guī)律的途徑,下面僅以物理問題為例,從認知心理學表征分析的視角來探討學生在解題過程中所表現(xiàn)的心理特點,以期為提高學生處理問題能力提供參照。
一、解題過程中的表征特點
所謂表征,即解題者構(gòu)建的一種內(nèi)部認知結(jié)構(gòu),它是在對知識進行分類(或圖式)的過程中產(chǎn)生的。解題者對問題的表征,便是解題者對問題信息的搜索、提取和理解的內(nèi)化過程,以及對背景知識的構(gòu)建過程。一般認為解決物理問題的表征過程,以時間為序,主要由四個階段(或?qū)哟危┙M成,即文字表征階段、樸素表征階段、物理表征階段和數(shù)學表征階段。通俗來說,就是讀題、審查、遷移和演算。各階段的作用和特點如下。
文字表征(又叫術語表征),主要與問題的文字描述有關,是解題者在讀題的過程中所產(chǎn)生的情境(或圖式)。在處理復雜問題時,此階段容易產(chǎn)生遺漏信息、誤解信息和題中隱喻不明等錯誤。
樸素表征(又叫生活表征或具體表征),與日常生活經(jīng)驗及具體的物體形態(tài)相關,是問題的經(jīng)驗反映。它受問題的情境影響較大。當解題者受生活經(jīng)驗影響而停留在該層次上時,就是經(jīng)驗型解題模式,即通常所說的機械模仿。
物理表征,是對抽象問題的原理性理解,即對物理問題所涉及的事物或過程的理想化處理,并與相關物理知識相結(jié)合的過程。這是問題能否得到最終解決的關鍵環(huán)節(jié)。它需要解決者對物理知識有準確而全面的理解,只有概念原理的理解正確才能產(chǎn)生科學的物理表征。
數(shù)學表征,是指通過與問題相關的物理公式以及相應的數(shù)學知識進行的表達或推導過程,更多體現(xiàn)的是解題者的數(shù)學知識及應用水平。不能有效地建立未知量之間的數(shù)量關系,是很多解題者無法正確解題的重要原因之一。
二、解題難點的形成原因
物理問題的難度往往形成于問題的詞語表述、物理情境的設置、所涉及概念原理的綜合性和數(shù)理計算復雜等幾個方面,具體分析如下。
首先,詞語影響。描述問題的語句越長、用詞越抽象,越容易造成文字表征的時間增長,易形成理解上的困難。所以,每年高考中文字比較長的新科技問題,即使較容易得分也不會得高分,原因就在于此。
其次,情境影響。物理的應用特點使它離不開具體的情境,問題的情境越陌生,越會使樸素表征容易失去直接的經(jīng)驗基礎。例如,2008年北京市理綜物理卷23題風力發(fā)電、24題軌道約束運動;2007年24題的電磁船等,它們都以情境新或?qū)ο竽吧?,而使樸素表征受阻?/p>
再次,綜合因素影響。當問題同時涉及多個物理概念或過程時,文字表征會因信息多而準確性降低,樸素表征也會因圖景復雜而變得模糊,并且因概念原理間的邏輯關系復雜,致使物理表征的整體性被打破,使得數(shù)學表征難度加大,這些都將導致綜合題的難解。例如,2008年北京理綜物理卷24題就是碰撞、平拋與約束曲線運動的綜合,雖然考查的知識不難,但是實際難度系數(shù)卻達到0.16。
最后,數(shù)學影響。數(shù)學是物理學習的工具,數(shù)學能力不足往往是一些學生解決不好物理問題的重要原因之一。學生常有的問題是解題思路正確,但是在數(shù)學表達和運算推理中不會有效地設令未知、建立等式,因而無法求解。例如,2008年北京市理綜物理卷23題的風力發(fā)電,很多學生因無法建立有效的數(shù)學模型,導致運算無法展開,本題難度系數(shù)達到0.4。
由此可見,問題難解的原因來源于各個不同的層次、不同的知識水平和認知特點,會在不同的環(huán)節(jié)產(chǎn)生問題,因此同一問題對不同的人,其困難表現(xiàn)可能不同。只有根據(jù)學生問題出現(xiàn)的特點進行有針對性的訓練,才會獲得解決問題能力的提高。
編輯 王宇華