□王文蓮，李 海

( 1.山西大同大學大同師范分校,山西 大同 037039;2.山西大同大學物理與電子科學學院,山西 大同 037009)

素質(zhì)教育的核心在于創(chuàng)新，創(chuàng)新的核心在于思維，思維的核心在于問題。創(chuàng)新思維總是在問題的發(fā)現(xiàn)、解決過程中產(chǎn)生，教學的最終目的是使學生能獨立自主地解決各類問題。在美國、加拿大、英國、法國、日本等國家的課程標準中都提出培養(yǎng)學生的問題解決能力，在教材的文本形式中有問題解決原則和問題解決主題等內(nèi)容。問題解決能力的培養(yǎng)是物理教學的重要目標之一，我國物理新課標中明確要求學生應具有“分析解決問題的能力”。因此，有必要深入探討物理教學中如何培養(yǎng)學生的問題解決能力。

一、物理問題解決能力的內(nèi)涵

問題解決(Problem Solving)一般是指，由一定的情境引起，按照一定的目標，應用一定的認知操作或技能活動，使問題得以解決的過程。作為一種思維活動，問題解決具有兩個顯著特點：目標性。問題解決是有明確的目標，無目標的空想不是問題解決。過程性。問題解決是問題解決者對其已有的知識進行一系列的認知、加工并獲得問題情境答案的過程。同時，它也是一個產(chǎn)生新的學習的過程，即獲得了某些新知識或解決問題的一般方法。據(jù)此，物理問題解決是指面臨一個具有一定新意的物理問題,力圖從原有的認知結(jié)構(gòu)中去尋找有關的概念、規(guī)律、方法、策略，嘗試在問題的目標和條件之間尋找聯(lián)系來解決這一問題的一個心理過程。

二、 物理教學中問題解決能力培養(yǎng)策略

1.加強學生元認知能力的培養(yǎng)。元認知是一個人對自己的學習、記憶或思維活動的知識和控制，即對認知的知識和監(jiān)控調(diào)節(jié)。元認知是構(gòu)成智力的最重要成分，其發(fā)展可提高學生的學習能力，促進學生思維品質(zhì)的發(fā)展。元認知包括：元認知知識、元認知體驗、元認知監(jiān)控。三者相互作用，相互聯(lián)系，其中元認知監(jiān)控是元認知中的核心成分，它是學習成功的關鍵。元認知的特點是突出“怎樣思考”,即特別強調(diào)有目的的思考，它可以促進探索、發(fā)現(xiàn)問題解決的途徑，“教會學生學習和思維”。物理教學的最終目的不是為了解決一個具體問題，而是通過問題解決，激發(fā)學生思維，豐富學生的元認知知識，改善其知識結(jié)構(gòu)，提高其解決問題的能力。首先，提高元認知學習的意識性。在物理教學中，教師應該向?qū)W生展示自己如何解決物理問題的過程、尋找有效解題的方法和策略，將教師思維過程的自我監(jiān)控，自我調(diào)節(jié)展現(xiàn)給學生，讓學生體會教師元認知發(fā)揮作用的過程，提高學生元認知學習的意識。其次，培養(yǎng)學生元認知學習能力。在問題解決教學中，充分調(diào)動學生學習的主動性和積極性，讓學生獨立的思考分析問題，在學生思路遇到障礙時，給予思路的指導和點撥，教會學生如何運用物理概念知識或規(guī)律來支配、控制、調(diào)節(jié)自己的分析過程，從而形成一種有效的元認知調(diào)控策略，對問題解決過程進行監(jiān)控調(diào)節(jié)，使學生學會應用所學策略在新的物理情境下達到正向遷移，高效的解決問題。

2.對物理問題進行多重表征。解決物理問題是一種比較復雜的認知活動，需要學生在新情境中推廣、應用物理知識，需要自己構(gòu)想認知策略，需要較為復雜的邏輯判斷和推理。多數(shù)實際物理問題具有結(jié)構(gòu)不良的特征，常見的有以下幾種情況：來源于學習者從真實情境中自己提出的比較復雜的問題；需要解決者自己識別或創(chuàng)造解決條件的問題；目標未知，子目標確定困難的問題；解決方案受條件和目標的多方面限制，需要創(chuàng)造性活動的問題；可能沒有被一致認可的答案的問題。簡言之，結(jié)構(gòu)不良物理問題，就是物理學習中存在的對于學習者來說結(jié)構(gòu)不夠明確，或涉及知識比較廣泛，或解決途徑不夠固定，或答案可能不唯一的復雜問題。顯然，這正是教師所關注的培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力的問題。結(jié)構(gòu)不良物理問題的基本特征是它的多維性，問題有多個側(cè)面，可以從不同的側(cè)面實現(xiàn)對問題的認識，而每一個從單一側(cè)面進行的認識都是不完整的。因此，解決結(jié)構(gòu)不良物理問題應該采用多重表征的教學策略。表征是問題解決過程中的一個極其重要的環(huán)節(jié)，問題表征方式和問題表征程度是問題解決能否成功的決定性因素。采用多重表征教學策略，就是不滿足于從單一方面入手所確定的目標或獲得的正確解釋，還要有足夠的耐心從其他側(cè)面去建立新的目標，尋找另外的答案或?qū)σ延写鸢讣右宰C明。

案例：汽車上的物理知識。對這一案例要想獲得比較全面的認識，可以從力學角度、熱學角度、光學角度、電學角度、聲學角度、健康與環(huán)境保護角度、研究性學習等不同側(cè)面進行多重表征。如從力學角度表征：為什么使用安全氣囊比較安全？為什么高速行車時，車禍容易發(fā)生傷亡？為什么汽車爬坡時要調(diào)為低速？為什么坐客車的后部座位比較顛？為什么在行進的車上喝水容易被嗆？

3.培養(yǎng)學生“提出問題”的能力。培養(yǎng)學生提出問題的能力，是促進個體認識發(fā)展的重要途徑。正如愛因斯坦所說:“提出一個問題往往比解決一個問題更重要”。

首先，在物理課堂中，精心設置問題情境，激發(fā)和培養(yǎng)學生的問題意識。創(chuàng)新始于問題的發(fā)現(xiàn)，而發(fā)現(xiàn)問題又源于強烈的問題意識。教學內(nèi)容的處理應具有探索性、發(fā)展性、新異性、趣味性。課堂教學中給予學生充分思考的時間，教師要善于營造平等和諧的教學氛圍，鼓勵學生提出自己的疑問。例如，在學習萬有引力定律后，可以播放神舟六號錄像資料。讓學生根據(jù)剪輯的影片片段提出自己感興趣的問題。課堂氣氛會變得熱鬧，很多同學會熱情高漲地表達自己的想法，提出如下不同的問題：宇航員看到的天空還是藍色的嗎？在太空中宇航員如何與同伴交流？如何飲食生活？宇航員如何行走？宇航員是否受地球引力作用？宇航服為什么會防宇宙射線的輻射？返回艙為什么會成為一團紅色的火球？火球的速度為什么慢了下來？為什么點燃反推火箭發(fā)動機？還需測定哪些量，能求出飛船離開地面得高度? 神舟五號、神舟六號、神舟七號有何不同? 了解我國航天事業(yè)的發(fā)展歷程及世界各國的航天事業(yè)的發(fā)展情況。許多問題學生可以利用所學的知識自己解決，還有一些問題超出了所學的知識范疇，學生可以自己上網(wǎng)查搜集資料解決。這樣，通過問題激活課堂氣氛，利用課堂激活學生的思維，使學生帶著問題和對科學探究的好奇走出課堂。其次，引導學生在物理實驗中提出問題。通過演示實驗或分組實驗創(chuàng)設情景，引導學生觀察、比較，積極思考，鼓勵學生從多角度發(fā)現(xiàn)問題，提出問題。例如，進行“自感”教學時，演示通電自感(圖1)和斷電自感(圖2)現(xiàn)象。學生通過觀察演示，就會對這個問

題產(chǎn)生強烈的興趣，并且很自然地產(chǎn)生疑問： 開關S接通時，燈泡2立刻正常發(fā)光，而燈泡1確是逐漸亮起來的，為什么？把開關S斷開時，會發(fā)生什么現(xiàn)象？如果以很快的頻率反復打開、閉合開關，會出現(xiàn)什么現(xiàn) 象？當開關斷開的瞬間，與線圈并聯(lián)的燈泡沒有立即熄滅，反而會很亮的閃一下，為什么？燈泡閃亮一下，表明在開關斷開這一瞬間，燈泡兩端的電壓比原來大。為什么？線圈本身并不是電源，它又是如何提供高電壓的？開關斷開，電源已不再給燈泡提供電。燈還閃亮, 這些能量是哪里來的？

總之，物理課堂教學要讓學生掌握獲取新知識的方法和技能，增強其解決問題的能力。從多變的事物中發(fā)現(xiàn)問題，用科學的思維方法解決問題。

圖1 通電自感實驗

圖2 斷電自感實驗

參考文獻：

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