余良彬 林欽

摘 ? 要：?jiǎn)栴}解決是學(xué)生思維能力的表達(dá)，也是題意信息加工處理的過(guò)程，對(duì)于一些剛步入高中的初學(xué)者而言，所接觸到的高中物理與初中物理相比所學(xué)物理量與物理情境大幅增多，容易出現(xiàn)概念模糊等思維混亂情況，文章參考鄧鑄博士的問(wèn)題解決的表征態(tài)理論分析解題過(guò)程，并基于相關(guān)文獻(xiàn)的研究上，在思維層面對(duì)解題規(guī)范進(jìn)行分析并給出建議。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)栴}解決；規(guī)范；思維

對(duì)于剛步入高中學(xué)習(xí)的學(xué)生而言，高中物理知識(shí)在邏輯性與抽象性上都有明顯的提升，學(xué)習(xí)變得困難，尤其是在習(xí)題解決上顯得更為明顯，不知如何下筆。而眾所周知，物理學(xué)習(xí)的過(guò)程與學(xué)生的思維能力是密切相關(guān)的。為了提升學(xué)生物理學(xué)習(xí)狀況，就要重視對(duì)學(xué)生思維層面培養(yǎng)。

筆者基于鄧鑄博士所提出的問(wèn)題解決的表征態(tài)理論分析問(wèn)題解決動(dòng)態(tài)過(guò)程，同時(shí)參考物理問(wèn)題解決規(guī)范性要求相關(guān)文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決的規(guī)范性形成能夠幫助學(xué)生提升相關(guān)思維能力，以便更好地適應(yīng)高中物理學(xué)習(xí)。

1 ?問(wèn)題表征理論分析解題環(huán)節(jié)及要素

問(wèn)題表征對(duì)問(wèn)題解決具有重要作用，simon[ 1 ]認(rèn)為表征在問(wèn)題解決中起到核心作用，鄧鑄[ 2 ]認(rèn)為問(wèn)題表征貫穿問(wèn)題解決全過(guò)程，需要考慮個(gè)體對(duì)信息處理的認(rèn)知狀態(tài)的動(dòng)態(tài)變化，總結(jié)簡(jiǎn)單和復(fù)雜問(wèn)題解決過(guò)程提出表征態(tài)理論，分別對(duì)應(yīng)六種狀態(tài)：無(wú)表征狀態(tài)、外部表征狀態(tài)、初步內(nèi)部表征狀態(tài)、低級(jí)范疇表征狀態(tài)、高級(jí)范疇表征狀態(tài)、符號(hào)化表征狀態(tài)。

1.1 ?外部表征與初步內(nèi)部表征分析審題環(huán)節(jié)

無(wú)表征狀態(tài)是面對(duì)問(wèn)題無(wú)法進(jìn)行處理題意信息的狀態(tài)，解題的外部表征是題意信息的提取與進(jìn)一步表達(dá)，通過(guò)閱讀題目，將題干信息與已知信息關(guān)聯(lián)，理解研究對(duì)象在時(shí)間或空間上的具體表現(xiàn)。例如圓周運(yùn)動(dòng)的題目“綁著細(xì)繩小球恰好通過(guò)最高點(diǎn)”，那么可以得出“該小球做圓周運(yùn)動(dòng)向心力的大小恰好為小球自身重力”。初步內(nèi)部表征同樣建立在題意信息理解的基礎(chǔ)上，但對(duì)學(xué)生的思維層面有更高要求，以解題目標(biāo)為方向，把握研究物體在時(shí)間、空間和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的信息，例如題中給出斜面傾角相關(guān)的運(yùn)動(dòng)習(xí)題，解題者可以分解該斜面上所涉及到關(guān)于力或長(zhǎng)度的比例關(guān)系或是研究物體相對(duì)斜面的運(yùn)動(dòng)關(guān)系等。因此該初步內(nèi)部表征可以視為解題外部表征對(duì)信息進(jìn)一步的處理過(guò)程，能夠幫助解題者建立物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程或受力情況等過(guò)程圖像，清晰物理情境。

依據(jù)問(wèn)題表征態(tài)理論的外部表征與初步內(nèi)部表征的特點(diǎn)分析，得到該兩步表征的關(guān)鍵是對(duì)題意信息的解讀，而后整理研究對(duì)象在題中對(duì)應(yīng)關(guān)系，從解題環(huán)節(jié)來(lái)看也即“審題環(huán)節(jié)”，需要對(duì)題意信息進(jìn)行理解分析再建立一定的問(wèn)題情境。而有關(guān)“審題”思維層面，不少研究者也給出了相應(yīng)見(jiàn)解，楊金富[ 3 ]認(rèn)為審題能力的提高是思維強(qiáng)化的表現(xiàn)，學(xué)生能夠更清晰地分析題意，將物理情境轉(zhuǎn)化為具體條件或要求，理解題目物理過(guò)程。盧海兵[ 4 ]認(rèn)為審題能力實(shí)際是理解能力的體現(xiàn)，是高考能力的要求，在讀題時(shí)要正確理解題意信息，整理相關(guān)的背景知識(shí)，審視題干信息后再處理問(wèn)題，對(duì)應(yīng)題中關(guān)鍵的字詞做記號(hào)，畫(huà)出相應(yīng)草圖幫助理解題意情境。那么不難發(fā)現(xiàn)“審題”處理相應(yīng)信息的作用貫穿了整個(gè)解題過(guò)程，是至關(guān)重要的一步，沒(méi)有審題過(guò)程，思維便無(wú)法對(duì)信息篩選加工。那么對(duì)審題而言，應(yīng)從哪些方面幫助學(xué)生培養(yǎng)思維呢？

參考相應(yīng)文獻(xiàn)，筆者認(rèn)為審題應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①通讀題意條件，確定研究對(duì)象與求解目標(biāo)以及解題條件。②把握關(guān)鍵語(yǔ)句信息，從關(guān)鍵語(yǔ)句中尋求隱含條件或臨界條件等。

該兩點(diǎn)的規(guī)范，一方面便于學(xué)生思維對(duì)問(wèn)題整體感知，減少因隱含條件的遺漏而造成的失誤，比如“在運(yùn)動(dòng)過(guò)程類(lèi)的題目中求解加速度的題目，題意中常出現(xiàn)只告知速度大小的情況，很多同學(xué)會(huì)忽視速度可以有兩個(gè)不同的方向，而造成其中一個(gè)答案的缺少。”然而該步驟不易在紙面上體現(xiàn)，為了更好培養(yǎng)學(xué)生思維層面對(duì)該步驟的規(guī)范，建議可以由教師在習(xí)題課上對(duì)學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)提問(wèn)并強(qiáng)調(diào)等，培養(yǎng)學(xué)生這種規(guī)范化思維。

1.2 ?范疇表征及符號(hào)化表征分析方程表達(dá)環(huán)節(jié)

范疇表征是根據(jù)題意信息將問(wèn)題歸類(lèi)，比如受力分析過(guò)程，需要判斷研究系統(tǒng)或各物體受力情況，確定動(dòng)量是否守恒，可選擇歸為加速度或是功能關(guān)系，解題者需要根據(jù)自身認(rèn)知情況認(rèn)定。而范疇的低級(jí)或高級(jí)表征與問(wèn)題表征的知識(shí)程度相關(guān)，按照知識(shí)概括性和理論性高低區(qū)分，如勻變速運(yùn)動(dòng)歸為低級(jí)范疇表征，而抽象性和理論性較強(qiáng)的動(dòng)量或動(dòng)能定理歸為高級(jí)范疇表征。同時(shí)注意表征完整性。比如研究能量變化或轉(zhuǎn)換過(guò)程，一鐵塊在小車(chē)上進(jìn)行滑動(dòng)，兩者之間具有摩擦力，若忽視了兩者之間摩擦力作用關(guān)系，忽視能量守恒，便會(huì)得到一些錯(cuò)誤結(jié)論。符號(hào)化表征是依據(jù)內(nèi)部知識(shí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)已歸類(lèi)的知識(shí)范疇進(jìn)行符號(hào)化處理，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的方程，該步驟的關(guān)鍵在于能否將所提取已知信息準(zhǔn)確表達(dá)，如確定該題是動(dòng)量定理，但個(gè)體還需正確列出相應(yīng)動(dòng)量表達(dá)式，摻雜其它的知識(shí)概念進(jìn)行前提說(shuō)明。

整理范疇表征與符號(hào)表征的理論特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)在邏輯關(guān)系上范疇表征與符號(hào)表征是承接關(guān)系，需要范疇表征對(duì)題目進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)判斷歸類(lèi)，而后選用正確的公式、定理羅列方程。從解題環(huán)節(jié)視角出發(fā)，也即是方程表達(dá)的環(huán)節(jié)，是文字語(yǔ)言轉(zhuǎn)為物理符號(hào)語(yǔ)言的過(guò)程，那么從思維的角度來(lái)說(shuō)是一種思維能力的運(yùn)用，劉湘敏[ 5 ]在其碩士論文中對(duì)推理與表征轉(zhuǎn)化提出，物理推理是由一個(gè)物理判斷獲得另一個(gè)新的物理判斷的思維形式，不同的表征形式之間轉(zhuǎn)化，就要綜合運(yùn)用思維。

對(duì)范疇表征分析，需要對(duì)已掌握知識(shí)體系進(jìn)行回顧，重視題意信息與知識(shí)應(yīng)用的邏輯關(guān)聯(lián)性，但在許多學(xué)生解題的示例反饋中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生并不重視這一銜接過(guò)程，不寫(xiě)方程的前提依據(jù)和判斷條件，而直接使用該知識(shí)范疇中的公式或定理。比如在汽車(chē)剎車(chē)的情境中，較多學(xué)生直接使用勻減速的公式直接進(jìn)行方程羅列，顯得比較突兀，無(wú)法體現(xiàn)數(shù)理思維的說(shuō)理過(guò)程，因此必要的文字表述說(shuō)理也是一個(gè)重要過(guò)程，不僅僅能加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的鞏固，還能強(qiáng)化邏輯思維的表達(dá)能力。

符號(hào)化的表征依據(jù)具體情境與范疇歸納所得信息，選擇合適方程進(jìn)行表達(dá)，是思維綜合運(yùn)用與轉(zhuǎn)化的過(guò)程，需要注意符號(hào)表達(dá)意義清晰，正確處理相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)和羅列方程等，那么這同樣離不開(kāi)必要的文字注釋過(guò)程。同時(shí)，由于物理解題過(guò)程往往有多個(gè)方程參與，那么在解題過(guò)程上對(duì)方程表達(dá)與字符規(guī)范書(shū)寫(xiě)等方面也應(yīng)簡(jiǎn)潔明了，呈現(xiàn)解答過(guò)程有物理思維邏輯和相應(yīng)書(shū)寫(xiě)過(guò)程卷面清晰。

基于上訴表征理論對(duì)方程表達(dá)環(huán)節(jié)分析基礎(chǔ)上，筆者再對(duì)學(xué)生的不規(guī)范作答情況進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)許多學(xué)生的解題過(guò)程是方程式的堆疊，羅列過(guò)程混亂，沒(méi)有任何文字說(shuō)理環(huán)節(jié)，無(wú)法體現(xiàn)物理問(wèn)題的邏輯關(guān)系以及思維上對(duì)該題的分析，這樣的表達(dá)方式會(huì)讓學(xué)生思維雜亂。另有方程帶有未知的物理符號(hào)，并得出數(shù)值結(jié)果，但均不進(jìn)行文字介紹或注釋?zhuān)瑫r(shí)這些結(jié)果及變量在之后的方程計(jì)算中再次出現(xiàn)，而該情況不管是對(duì)教師閱卷還是學(xué)生題后的整理過(guò)程都帶來(lái)很大的不便，引起思維混亂，看起來(lái)沒(méi)有條理性。在書(shū)寫(xiě)方面，有些連筆或潦草的字跡常會(huì)使閱卷情況雜亂，“如時(shí)間單位s的書(shū)寫(xiě)看起來(lái)如數(shù)字5等”。該情況雖說(shuō)是非智力因素導(dǎo)致，但也同樣屬于解題需要重視的環(huán)節(jié)，潦草與混亂的字跡或排版引起解題者思維上障礙，從而影響解題的過(guò)程流暢性。

通過(guò)以上表征的理論分析與實(shí)際不規(guī)范的作答情況分析，可以得出在方程表達(dá)的環(huán)節(jié)上需要“文字表述”“方程書(shū)寫(xiě)規(guī)范”“字符規(guī)范”三方面的規(guī)范要求，有助于學(xué)生對(duì)物理情境的理解和思維過(guò)程清晰。總結(jié)上述所依據(jù)的解題表征理論對(duì)解題整體環(huán)節(jié)分析，整理歸納為框架表1。

2 ?教材例題審析

鑒于物理規(guī)范的適用的普遍性與重要性，筆者對(duì)不同版本的教材例題展開(kāi)分析其所具有的規(guī)范性特點(diǎn)，以期總結(jié)得到相應(yīng)的規(guī)范要求，從而說(shuō)明解題規(guī)范的科學(xué)性與實(shí)用性。

（1）基于如圖1所展示的教材例題及解答情況，對(duì)其解題的規(guī)范性與思維分析如下。

審題規(guī)范：

①?gòu)慕忸}過(guò)程分析不難發(fā)現(xiàn)該審題得到與解題過(guò)程所需要用到的v0，a，vt，t的物理量。

②通過(guò)審題分析確定了研究對(duì)象為汽車(chē)，并判斷題意所給定時(shí)間的汽車(chē)運(yùn)動(dòng)狀況，考慮了在該時(shí)間范圍內(nèi)汽車(chē)可能停止?fàn)顩r的可能性，體現(xiàn)物理思維分析全面細(xì)致。

文字規(guī)范：

①?gòu)纳鲜鲎鞔疬^(guò)程分析，使用的速度公式運(yùn)用了文字進(jìn)行表達(dá)題意依據(jù)，體現(xiàn)思維邏輯性。

②運(yùn)用題意所給的2 s內(nèi)位移公式的計(jì)算式，運(yùn)用文字說(shuō)明了2 s內(nèi)一直運(yùn)動(dòng)的前提依據(jù)，體現(xiàn)了物理解題過(guò)程思維的嚴(yán)謹(jǐn)性。

③運(yùn)用文字說(shuō)明汽車(chē)開(kāi)始制動(dòng)到完全停止時(shí)所列位移方程的依據(jù)，此處也體現(xiàn)了物理思維過(guò)程的邏輯關(guān)系。

④對(duì)解題結(jié)果進(jìn)行了有物理意義的文字說(shuō)明，便于解題者理解相應(yīng)的物理過(guò)程及目的。

方程書(shū)寫(xiě)規(guī)范：

所列方程未出現(xiàn)連等且排版整齊，易于分辨相應(yīng)知識(shí)處理版塊，便于思維的清晰。

字符規(guī)范：

解題過(guò)程出現(xiàn)相應(yīng)的物理量符號(hào)意義清晰，便于解題者對(duì)方程計(jì)算過(guò)程清晰以及對(duì)解題過(guò)程的理解。

（2）基于如圖2所展示的教材例題及解答情況，對(duì)其解題的規(guī)范性與思維分析如下。

審題規(guī)范：

①?gòu)膱D2分析部分，可知通讀全部題干信息，理解題中關(guān)鍵字詞及大致物理情境，思維層面上理解更為透徹。

②從解題過(guò)程分析，可知通過(guò)審題得到了汽車(chē)初速度v0，加速度a，所用時(shí)間t等物理量信息及研究對(duì)象。

文字規(guī)范：

①文字點(diǎn)明汽車(chē)所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)作為第（1）問(wèn)與第（2）中的速度與時(shí)間的方程關(guān)系式，體現(xiàn)了思維緊密的邏輯性。

②對(duì)解題結(jié)果進(jìn)行了物理意義的文字說(shuō)明，便于解題者理解相應(yīng)的物理過(guò)程與目的，強(qiáng)化思維理解關(guān)系。

方程書(shū)寫(xiě)規(guī)范：

所列方程未出現(xiàn)連等且排版整齊，易于分辨相應(yīng)知識(shí)處理版塊，便于思維的清晰。

字符規(guī)范：

解題過(guò)程出現(xiàn)相應(yīng)的物理量符號(hào)意義清晰，便于解題者對(duì)方程計(jì)算過(guò)程清晰以及對(duì)解題過(guò)程的理解。

那么從上述魯科版與人教版高中物理教材的例題解答過(guò)程的分析，可發(fā)現(xiàn)其解題過(guò)程所體現(xiàn)出來(lái)的規(guī)范性，并在規(guī)范性中分析對(duì)思維能力的培養(yǎng)過(guò)程，也即是物理解題過(guò)程本應(yīng)具有的流程規(guī)范，是值得解題者進(jìn)行學(xué)習(xí)的部分。

3 ?總結(jié)

通過(guò)對(duì)上述內(nèi)容的整理與提取發(fā)現(xiàn)，對(duì)剛步入高中學(xué)習(xí)的初學(xué)者而言，不論是從解題規(guī)范要求與思維分析，還是從教材例題的規(guī)范性審析的角度來(lái)探查，解題規(guī)范的培養(yǎng)都是有必要的，而除了上述中解題規(guī)范的“審題、文字說(shuō)明、方程書(shū)寫(xiě)規(guī)范、符號(hào)規(guī)范”幾方面的要求，筆者還對(duì)相應(yīng)一線教師進(jìn)行了答題規(guī)范的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)“卷面要干凈整潔、字符角標(biāo)大小等問(wèn)題”也需注意，可以有效避免在解題上丟失分?jǐn)?shù)。

問(wèn)題解決過(guò)程是學(xué)生認(rèn)知思維能力與題意信息相互影響的過(guò)程，而解題的規(guī)范有效幫助初學(xué)者提升相應(yīng)思維能力，同時(shí)期望教師能夠在問(wèn)題解決方面關(guān)注學(xué)生解題規(guī)范性，幫助剛步入高中物理學(xué)習(xí)的學(xué)生消除由于解題不規(guī)范而形成的思維障礙，從而有效幫助學(xué)生提升物理學(xué)習(xí)的興趣與思維能力。

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