摘 要：人教版高中物理教材中的例題淡化表征問題、監(jiān)控、解題策略和習題同一性，在支持、促進學生學習所起的作用及學習指導非常有限.借鑒美國教材及教學實踐，總結歸納出優(yōu)化例題教學中學習指導的具體做法：一是展現(xiàn)問題解決過程，突出表征和監(jiān)控；二是系統(tǒng)介紹解題策略，展示操作性步驟；三是設置相似問題情境，保持例題與習題統(tǒng)一性；四是從新手角度出發(fā)，幫助學生成為專家.實踐調(diào)查表明，借鑒美國教材優(yōu)化例題教學過程與學生的學習興趣、學習自信心存在著正相關.

關鍵詞：高中物理；例題教學；學習指導

作者簡介：孔興隆（1973-），男，教育碩士，中學高級教師，研究方向物理學科教學.

狹義的樣例，是指具有詳細解答步驟的事物或例題，包括對問題的陳述、解決問題的過程以及問題的答案.作為樣例的例題，學生可以從中發(fā)現(xiàn)、領悟知識或解決問題的技能.正確的樣例及其學習方法，可以減輕學生的認知負荷，提高學習效果.由此，作為教材重要組成部分的例題，對于學生的學習具有重要的作用.美國高中選用率接近50%的理科物理主流教材《物理：原理和問題》2005年的最新版本的例題有值得借鑒的特點.

1 展現(xiàn)問題解決過程，突出表征和監(jiān)控

現(xiàn)代信息加工心理學認為，解決問題過程包括表征問題、設計解題計劃、執(zhí)行解題計劃和監(jiān)控這四步.美國教材例題中的分析概括問題包括表征問題和設計解題計劃，求解未知量對應執(zhí)行解題計劃，驗證答案對應監(jiān)控.人教版高中物理教材淡化了表征問題這一重要環(huán)節(jié)，沒有指導學生如何審題、確定已知量和未知量，也沒有出現(xiàn)監(jiān)控這一環(huán)節(jié).借鑒美國教材的這一特點，對“用牛頓運動定律解決問題”中的例題進行優(yōu)化實踐.

案例1 假設你的質(zhì)量為75kg，且你正站在放置于電梯的磅秤上.電梯從靜止開始，以2m/s2的加速度向上運行了2s后，在這個加速的過程中，磅秤的讀數(shù)是多大？

分析問題 如圖1所示.

驗證答案 符號否有意義？正號與坐標系上顯示的一致.數(shù)值是否合理？電梯加速上升時.

通過教學實踐，把例題的學習指導流程歸納如圖2所示.

教學實踐中發(fā)現(xiàn)，這有利于學生理解并掌握解題步驟，習得程序性知識.例題對計算結果再思考，將解決問題的思維過程置于一種自我監(jiān)控的過程中，這樣會讓物理思想方法浸潤其中，不僅利于學生掌握知識，而且利于學生提高自身的反省認知水平.

2 系統(tǒng)介紹解題策略，展示操作性步驟

美國教材系統(tǒng)介紹了解題策略，解題策略被描述為一系列具體而富有操作性的步驟，并且通過例題展示給學生.在物理問題的解決過程中，物理問題的解題策略及其蘊涵的思想方法屬于認知策略的范疇.而認知策略是程序性知識的一類.在解決問題過程中應考慮執(zhí)行這一程序所需的外顯規(guī)則，并練習廣泛地使用這些外顯規(guī)則，最后會高度綜合和協(xié)調(diào)地以高速、準確、自動、內(nèi)隱地使用這些規(guī)則.

案例2 在上述案例1中，系統(tǒng)介紹解決此類問題的可操作性策略.

解題策略 求解有關力和運動的問題時，可以采用以下解題策略.

（1）仔細審題，作出受力分析圖.

（2）選擇研究的對象，選取一個坐標系.

（3）確定哪些量是已知量，哪些量是未知量.

（4）畫出運動示意圖，指出加速度的方向，標出合力的方向.

（5）利用牛頓運動定律列方程求解.

（6）驗證答案，看看它們是否合理.

案例3 一根質(zhì)量為22kg，高出地面13.3m的大樹枝下落到離地6m的屋頂上.忽略空氣阻力，求樹枝落到屋頂時的速率是多少？

解題策略 求解機械能守恒定律的題目時，可以采用以下解題策略：

（1）仔細審題，選擇研究的系統(tǒng).

（2）畫出受力分析圖.

（3）判斷系統(tǒng)的機械能是否守恒.

（4）寫出初末狀態(tài)的機械能的表達式.

（5）根據(jù)機械能守恒定律列方程求解.

（6）驗證答案.看看它們是否合理.

實踐中發(fā)現(xiàn)，這樣有利于學生在解決問題的過程中考慮執(zhí)行這些步驟.學生經(jīng)過適當?shù)木毩暫螅梢园堰@些步驟聯(lián)結起來.再經(jīng)過一定的練習后，學生可以高度綜合和協(xié)調(diào)地使用這些步驟并遷移到解決其他問題情境中.

3 設置相似問題情境，保持例題與習題統(tǒng)一性

心理學研究表明，以命題表征的概括性命題知識向以產(chǎn)生式表征的智慧技能和認知策略轉化的關鍵條件，是規(guī)則在變化的情境中練習和運用.在知識轉化和應用階段題型或情境的變化，將有助于學習者獲得熟練解決問題的技能.值得指出的是在概念和規(guī)則習得的最初階段，宜設置與原先學習情境相似的問題情境進行練習，練習課題之間要保持一定的同一性.

案例4 二維空間中的庫侖定律.已知小球A所帶的電荷量為+6.0μC，小球B所帶的電荷量為-3.0μC，B球位于A球右方4.0cm處.

（1）求B球對A球的作用力.

（2）如果所帶電荷量為+1.5μC的第三個小球C加入該系統(tǒng)，它位于A球的正下方3.0cm處，求此時A球受到的靜電力.

相應的習題：

（1）在例題1（即本文中的美國教材例題）中，如果B球所帶電荷量為+3.0μC.試作出示意圖，計算A球受到的靜電力.

（2）A球位于原點，所帶的電荷量為+2.0×10-6C.B球位于x軸上的+0.60m處，所帶的電荷量是-3.6×10-6C.C球位于x軸上的+0.80m處，所帶的電荷量是+4.0×10-6C.試確定作用在A球上的靜電力.

人教版教材在課后的問題與練習中也給出了相應的習題.但是，美國教材的習題與原來的例題之間的情境更為相似，即在例題與習題之間保持了一定的同一性，這更有助于學生更好地習得解題策略.

4 從新手角度出發(fā)，幫助學生成為專家

廣義的專家是在某個領域或方面有專長的人，狹義的是指對某種學術、技能有特長的人.心理學研究給出了專家與新手的問題解決的特征，如表1所示.

從專家與新手的問題解決的特征的比較可以看出，美國教材更好地體現(xiàn)了專家的問題解決的特征.美國教材花費了不少筆墨對問題進行表征，在解題策略和問題解決過程中監(jiān)控問題解決的過程.但是人教版教材的問題策略內(nèi)的步驟、順序在編寫上就實現(xiàn)了自動化，反而不利于學生學習.在例題、習題教學中，可以借鑒美國教材，注重問題解決的過程，重視問題的表征，引導學生分析、歸納、總結解題策略，引導學生進行自我監(jiān)控.

案例5 勻變速直線運動的規(guī)律及應用

例1 有一個做勻變速直線運動的物體，它在兩段連續(xù)相等的時間內(nèi)通過的位移分別是24m和64m，連續(xù)相等的時間為4s，求質(zhì)點的初速度和加速度大小.

例2 一輛汽車在筆直的公路上做勻變速直線運動，該公路每隔15m安置一個路標，汽車依次通過路標ABC，汽車通過AB兩相鄰路標用了2s，通過BC兩路標用了3s，求汽車通過A、B、C三個路標時的速度.

例3 一個物體做初速度不為零的勻加速直線運動，通過連續(xù)兩段長分別為x1、x2的位移所用的時間分別為t1、t2，求物體運動的加速度.

學生解答之后，學生在教師引導下發(fā)現(xiàn)：例3更本質(zhì)，它歸納了例1和例2.之后，筆者引導學生從單位上對例3的計算結果：a=2（x2t1-x1t2）t1t2（t1+t2）進行驗證，學生發(fā)現(xiàn)計算結果的單位正好就是m/s2，計算結果從單位上是合理的.這樣，可以引導學生對計算結果進行監(jiān)控，有助于學生自我監(jiān)控能力的發(fā)展.接著，引導學生歸納此類運動學問題的解題策略.

從新手的角度出發(fā)，把問題策略描述為一系列具體而富有操作性的步驟，有助于學生最終能成為專家.

筆者對某普通高中的高一學生經(jīng)過一年的調(diào)查發(fā)現(xiàn)：對物理學習比較喜歡的有69.6%，高于全市常模的57.6%；對學習過程感到開心、有成就感的有64.3%，高于全市常模的45.6%；比較喜歡物理教師的有54.4%，高于全市常模的44.9%；即使別人不督促我，我也會主動學習的有50.6%，高于全市常模的37.6%.可見，借鑒美國教材優(yōu)化例題教學過程與學生的學習興趣、學習自信心存在著正相關.

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