葉冬梅

【摘要】在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生在物理解題過程中存在思路不清、邏輯不順的問題。由于“算法”給出的是清晰、規(guī)范、系統(tǒng)的思維和解題過程。因此，在物理解題過程中，將“算法”思維應(yīng)用于建構(gòu)和求解過程，對“物理解題”形成規(guī)范化流程以及邏輯思維能力的培養(yǎng)具有一定的幫助。

【關(guān)鍵詞】算法：物理解題：邏輯思維

引言

人類解決問題的思維方式通常有兩種：推理、算法。推理方式是從抽象的公理體系出發(fā)，通過演繹推理和歸納解決給定的問題的思考;算法方式是從具體的操作標準出發(fā)，通過構(gòu)建和實施思維模式來解決問題的操作過程。

以上兩種思維方式在中學(xué)物理解題過程中都有涉及，更多的時候是算法的一種應(yīng)用。算法思維就一類問題分解成清晰的指令和系統(tǒng)的步驟，幫助學(xué)生理清思路，形成規(guī)范化解題流程，對邏輯思維能力的培養(yǎng)起著重要的作用。

一、算法的意義

算法是通過明確的指令，利用確切而完備的描述來解決問題。算法是通過系統(tǒng)機制解決問題的系統(tǒng)方法，一個問題分成幾個小問題，用小步驟逐一解決，最后將小步驟整合成為規(guī)范化流程，形成系統(tǒng)的解決方案。

算法思維在數(shù)學(xué)、科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展過程中起著至關(guān)重要的作用，同時也加快著人類和世界發(fā)展的腳步。實際上算法思維方式是在利用一系列包含思維邏輯的有限步驟去解決一個待解決的目標。當(dāng)然，一個問題可以通過各種算法達成目標，但是存在一種相對最優(yōu)的算法，簡化了過程和步驟，使同一類問題具有了相同或者相似的思路與方案。

二、中學(xué)生物理解題過程中的短板

在教學(xué)過程中，我發(fā)現(xiàn)層次不同的學(xué)生存在兩點差異，一是學(xué)習(xí)主動性差異，直接導(dǎo)致學(xué)生對程序性知識的掌握程度不同。二是思維能力的差異，這反映在對知識運用能力的差異上，比如，歸納、舉一反三的能力，這些差異也就體現(xiàn)在解題的過程中。

解題過程需要學(xué)生在心中形成一套知識體系，包括對程序性知識的梳理和解題思路的形成。有些問題的解決可以采用試誤式，學(xué)生在剛接觸物理的時候，章節(jié)作業(yè)針對性強，每道題目的知識點類似，學(xué)生普遍使用試誤式的方法，也會發(fā)現(xiàn)比較好用。但是學(xué)習(xí)到了一個階段，作業(yè)練習(xí)綜合性強，試誤式顯得越來越吃力，所以學(xué)生需要形成新的解題方式，即頓悟式解題。格式塔心理學(xué)提出“頓悟”在解決問題中發(fā)揮的重要作用，將已有的知識體系進行梳理，通過一定的步驟將已知結(jié)構(gòu)和目標結(jié)構(gòu)聯(lián)系在一起，最終形成規(guī)范的套路和一定的章法。對于高中生解題過程中基本上都是采用試誤式和頓悟式結(jié)合的方法。學(xué)生在這方面十分欠缺，對于一個類型的題目沒有方法或者根本沒有意識將他們聯(lián)結(jié)形成系統(tǒng)，遵循一定的邏輯思維進行分析，這也是學(xué)生在高中陷入題海戰(zhàn)術(shù)，但收獲不大的原因。作為一名高中物理教師，在教授知識的同時，還需要灌輸解決問題的理念，培養(yǎng)學(xué)生的思維邏輯能力。

三、算法思想指導(dǎo)物理教學(xué)，形成“解題算法”

若采用有效的思維方式（算法），并將其應(yīng)用于物理解題過程中，可以培養(yǎng)學(xué)生對知識點的梳理和知識模塊的重組能力，跳出某一個小點，可以站在一定高度，從整體把握解題的過程。

算法需要一個明確的目標，包括從條件的等級順序，知識過程中的因果關(guān)系和它們之間關(guān)系的意義。算法從某種程度上來說，就是一種連接知識、應(yīng)用知識的邏輯結(jié)構(gòu)，它為我們提供了連接新舊知識的橋梁，簡化了解決問題的過程。對于同一類題目，我們可以省下很多重復(fù)的無效時間，提高了效率。著名發(fā)展心理學(xué)家讓·皮亞杰認為，解題者一旦掌握了邏輯結(jié)構(gòu)就可以有效地解決問題，我們的學(xué)生能掌握邏輯結(jié)構(gòu)，就可以應(yīng)用于各種問題的解決。

物理解題的思維方法對象是陳述性知識，而每個學(xué)生對這些“知識模塊”的掌握程度以及對他們內(nèi)在聯(lián)系的理解各不相同，也就是程序性知識習(xí)得的能力各有不同。因此，“算法思維”應(yīng)用于“物理解題”過程中，根據(jù)題意，有時可以省略或簡化其中的一些環(huán)節(jié)或步驟，關(guān)鍵在于學(xué)生解題目的明確，選取本題適合的過程，這也就訓(xùn)練了學(xué)生的思維邏輯能力和整合歸納的能力。

在高一階段，知識點不多，老師可以手把手教學(xué)生對于一道題目如何形成算法，比如受力分析流程、涉及摩擦力類型、運動學(xué)與動力學(xué)相結(jié)合類型。經(jīng)過幾次磨合，學(xué)生會對形成算法的過程有了解，慢慢地可以自己對新題進行應(yīng)用，而且學(xué)生會發(fā)現(xiàn)前段知識的習(xí)得，實際就是后階段算法中的一個小部分，每個小部分的重組就會形成一個新的算法。高二后階段和高三主要開始復(fù)習(xí)，是對算法的不斷熟悉和應(yīng)用，這個階段主要靠學(xué)生自己對知識的構(gòu)建和重組，但這個過程依仗于前階段知識的掌握程度，基礎(chǔ)是關(guān)鍵。所以高一階段對于算法思維的應(yīng)用是非常有必要，也是非常有效的。在教學(xué)過程中，特別是復(fù)習(xí)階段，羅列每部分典型例題的相關(guān)例題，整理出適合學(xué)生理解和記憶的“算法”過程，這可以幫助學(xué)生夯實基礎(chǔ)，對知識點加深印象，應(yīng)用起來更加得心應(yīng)手。

結(jié)語

除了以上說的學(xué)生們解一類題目所用的解題步驟，其實在我們的日常生活中，我們所思所做的一切的行為順序也是一種算法方式。比如老師上課時候通常遵循的教學(xué)步驟，流水線上每一道工序以及這個整體，做一件事情的流程等，這些都對現(xiàn)代生活甚至文明的發(fā)展有深刻的意義。

“試圖把事物陳述為算法比我們只用傳統(tǒng)方式理解事物要深刻得多”。算法是自然創(chuàng)造給人類的智慧，是一種通用的法則，和哲學(xué)、科學(xué)、語言一樣是藝術(shù)的存在。不僅是在物理解題中，在生活生產(chǎn)中加以應(yīng)用，都能給我們的生活提供極大的便利，為我們創(chuàng)造更多的財富。

參考文獻：

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