摘要：高中物理解題過程是認(rèn)知心理學(xué)中典型的問題解決過程。物理學(xué)習(xí)成績較差的同學(xué)，審題時經(jīng)常從已知量入手，通過已知量和所求量的關(guān)系從自己的長時記憶系統(tǒng)中去提取相關(guān)公式、規(guī)律，解決模式基本屬于“嘗試錯誤”模式，整個求解過程中認(rèn)知負(fù)荷重，很容易中斷；成績較好的學(xué)生，常從物理過程入手，與自己的長時記憶系統(tǒng)中的物理模型（圖式）對照，整個求解過程中認(rèn)知負(fù)荷較輕，在解決問題遇到困難時，經(jīng)常能重新表征問題，容易出現(xiàn)頓悟。

關(guān)鍵詞：物理解題；問題解決；認(rèn)知負(fù)荷；問題表征

高考物理綜合題，往往具備以下特征：多對象，多過程，多規(guī)律，聯(lián)系實(shí)際。聯(lián)系實(shí)際的問題對于學(xué)生的審題能力提出了兩個方面的要求：一是面對陌生的情景、冗長的文字，能否將題意準(zhǔn)確、全面地收錄到頭腦之中；二是能否將所獲取的信息抽象成理想化的物理模型。

高考物理綜合題的審題、求解過程，是一個典型的認(rèn)知心理學(xué)中的問題解決過程。

問題解決（problem solving）就是“當(dāng)問題解決者沒有顯而易見的解決辦法時，他/她致力于將當(dāng)前情境轉(zhuǎn)換為目標(biāo)情境的認(rèn)知加工過程”。

關(guān)于問題解決，心理學(xué)家們提出了許多理論。桑代克（1898年）最早研究，提出嘗試——錯誤學(xué)習(xí)（trial—and—error learning）。1930年代格式塔心理學(xué)家指出問題解決常常涉及產(chǎn)生式思維和再生式思維，強(qiáng)調(diào)問題的重構(gòu)和頓悟的作用，并通過對功能固有的研究，說明了以前經(jīng)驗(yàn)可擾亂當(dāng)前問題的解決。Ohlesson（1992年）從信息加工理論出發(fā)提出表征改變理論，關(guān)鍵假設(shè)如下：（1）問題解決需要從長時記憶提出相關(guān)信息到工作記憶（短時記憶），問題解決者關(guān)于問題的當(dāng)前表征或建構(gòu)方式就充當(dāng)其間的記憶探測器；（2）僵局之所以出現(xiàn)，是因?yàn)閱栴}的表征方式不能支持相關(guān)信息的提??；（3）改變了的問題的表征作為一個記憶探測器在長時記憶中提到了相關(guān)信息，頓悟就出現(xiàn)了，問題也就得到了解決。本世紀(jì)初，心理學(xué)家，繼正遷移、負(fù)遷移的發(fā)現(xiàn)后，又發(fā)現(xiàn)了近遷移（把知識正遷移到一個相似的情境）、遠(yuǎn)遷移（把知識正遷移到一個不相似的情境）等。

人類的工作記憶，是我們認(rèn)知活動進(jìn)行的一個平臺。人類工作記憶容量是有限的，為7±2個模塊。1988年認(rèn)知心理學(xué)家約翰·斯威勒（John Swelter）提出認(rèn)知負(fù)荷理論（cognitive load theory，簡稱CLT）。林崇德等認(rèn)為認(rèn)知負(fù)荷指的是一個在中智力活動強(qiáng)加給工作記憶的總數(shù)。認(rèn)知負(fù)荷理論也成為研究認(rèn)知過程和教學(xué)設(shè)計(jì)框架的一個主要理論。

根據(jù)上述理論，我們再重新認(rèn)識學(xué)生解答物理習(xí)題過程。第一遍讀題，主要通過視覺進(jìn)行感覺輸入，根據(jù)自己的模式，自然地會注意一些信息，相應(yīng)的也會忽略一些信息，被注意的信息，通過內(nèi)部語言復(fù)述進(jìn)入工作記憶。研究中發(fā)現(xiàn)不同水平的學(xué)生模塊的容量明顯不同：物理學(xué)習(xí)水平較差的學(xué)生，一個物理量就是一個模塊，對于復(fù)雜題目往往認(rèn)知負(fù)荷過重，超工作記憶容量，問題解決陷入僵局；水平較高的學(xué)生，可將一個物理過程作為一個模塊，與自己長時記憶系統(tǒng)的模型類比，可較好、較快地解決問題。

以北京市2008年理綜第23題為例，采用“出聲思維”的方法，學(xué)生在說自己的審題、解題過程時，遇到僵局，而在說自己思考斷節(jié)處時，有頓悟出現(xiàn)，并且可說出自己的頓悟點(diǎn)。

初步審題時，觀察學(xué)生的外顯行為。水平較低的學(xué)生往往表現(xiàn)為：多遍較快速讀題，時間較長，在已知、未知量處圈點(diǎn)，無表情、無眼動的想象時間較長；水平較高的學(xué)生，往往一遍中速讀題，時間較短，除在已知和未知量處圈點(diǎn)外，還在一些“關(guān)鍵字”處（如1問中“輸送功率”“損失功率”）圈點(diǎn)，審題過程中有明顯眼動，從這些外顯行為中，我們可以了解到他們的心理活動。水平較低的學(xué)生形成知覺的過程中，缺乏相應(yīng)的“探測器”，不能較好地形成有意注意，無法快速從自己長時記憶系統(tǒng)中提取相關(guān)信息，一次性輸入的信息量大，認(rèn)知負(fù)荷大；水平較高的學(xué)生長時記憶系統(tǒng)知識規(guī)律存儲模板化，有效形成“探測器”，可對關(guān)鍵信息形成有效注意，以物理過程為模塊，認(rèn)知負(fù)荷小。

對于綜合題，學(xué)生往往要進(jìn)行問題再表征，外顯行為：水平較低學(xué)生：再圈點(diǎn)，書寫相關(guān)公式，較多涂改（如2問中圈點(diǎn)ρ，v，書寫有關(guān)公式）。水平較高的學(xué)生：畫物理過程圖，進(jìn)行物理過程分析。說明他們的內(nèi)心活動：水平較低的學(xué)生：長時記憶系統(tǒng)存儲零亂，認(rèn)知結(jié)構(gòu)不成系統(tǒng)；水平較高學(xué)生：長時記憶系統(tǒng)存儲有序，認(rèn)知結(jié)構(gòu)成系統(tǒng)。

教學(xué)建議：多數(shù)學(xué)生感覺在高中物理學(xué)科難度大，負(fù)擔(dān)重。教師應(yīng)多引導(dǎo)學(xué)生做好：知識成網(wǎng)、方法成套。引導(dǎo)學(xué)生梳理好知識結(jié)構(gòu)，使知識規(guī)律存儲有序化、模板化，加大物理模型的歸納總結(jié)。

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（作者單位 北京市廣渠門中學(xué)）