通過習(xí)題反思提升學(xué)生問題解決能力＊

華 樺 高 礦

（南京航空航天大學(xué)附屬高級(jí)中學(xué)，江蘇 南京 210007）

1 問題提出

高考物理一輪復(fù)習(xí)重在鞏固學(xué)生物理基礎(chǔ)知識(shí)，完善知識(shí)結(jié)構(gòu)，知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)覆蓋面應(yīng)較廣，應(yīng)摒棄一些難、繁的物理問題，所選習(xí)題以中檔題為主.而二輪復(fù)習(xí)則重在提升學(xué)生的能力（包括審題能力、歸納能力、運(yùn)用知識(shí)的遷移能力、邏輯思維能力、以及批判思維能力等），進(jìn)一步鞏固基礎(chǔ)知識(shí)和完善思維結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和問題解決能力.

筆者在高三復(fù)習(xí)課中讓學(xué)生在課堂完成一道練習(xí)題，并請(qǐng)一位成績優(yōu)異的學(xué)生在黑板上完成.

圖1

例1.如圖1所示，一帶電小球從A處豎直向上進(jìn)入一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)小球的動(dòng)能為4J，運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)B時(shí)小球的動(dòng)能為5J，則小球運(yùn)動(dòng)到與A點(diǎn)在同一水平面上的C點(diǎn)（圖中未畫出）時(shí)的動(dòng)能為

（A）4J. （B）14J. （C）19J. （D）24J.

圖2

在學(xué)生書寫時(shí)，進(jìn)行了仔細(xì)的觀察和記錄，學(xué)生首先在圖中將C點(diǎn)補(bǔ)上（如圖2所示），然后開始書寫：A→B時(shí)，We＝5J，WG＋We＝ΔEk＝1J.B→C 時(shí) WG＋We＝Ek-5，WG＝We-1＝4J.所以EkC＝4＋5＋5＝14J，故選（B）選項(xiàng).

這位學(xué)生沒有立即回座位，而是認(rèn)真思考，想了一會(huì)，學(xué)生將上面所寫內(nèi)容迅速擦去，重新開始書寫：

A→B時(shí)，We＝5J，WG＝-4J，時(shí)間為t.B→C時(shí)，WG＝4J，時(shí)間也為t，所以兩段時(shí)間內(nèi)小球水平位移之比為1∶3，We＝15J，所以EkC＝4＋5＋15＝24J，故選選項(xiàng)（D）.

從這位學(xué)生解題的整個(gè)過程來看，該學(xué)生在解題過程中的思維是非常活躍的，剛開始僅關(guān)注了能量變化，后來反思了運(yùn)動(dòng)形式的融入，已經(jīng)初步具有教師在解題中所具有的反思能力.而這種反思能力在學(xué)習(xí)者處于初始階段時(shí)可能是不具備的，或者一些學(xué)習(xí)者具備這種能力但是應(yīng)用時(shí)卻時(shí)刻需要提醒，但是當(dāng)學(xué)習(xí)者達(dá)到一定程度以后這種反思行為在應(yīng)用時(shí)就不需要提醒而自覺應(yīng)用.

邢紅軍、林崇德等人的一項(xiàng)研究表明［1］：物理問題的解決能力除了受物理知識(shí)、物理科學(xué)方法的影響外，學(xué)習(xí)者思維品質(zhì)的深刻性、靈活性、獨(dú)創(chuàng)性和批判性品質(zhì)對(duì)物理問題的解決也起到重要的作用.即學(xué)習(xí)者在問題解決過程中的反思行為對(duì)物理問題的解決有很大的影響.在我們的日常教學(xué)中教師往往過多的關(guān)注學(xué)生問題解決的對(duì)與錯(cuò)，常常抱怨學(xué)生問題解決時(shí)不能全面的進(jìn)行思考或粗心大意，但是我們教師往往會(huì)忽視一個(gè)重要的環(huán)節(jié)：那就是學(xué)習(xí)者是否具備了上述的反思行為（能力），或者說學(xué)習(xí)者是否懂得或掌握問題解決中的反思行為.

然而要達(dá)到這些目的，習(xí)題是進(jìn)行教學(xué)的載體，必須在習(xí)題訓(xùn)練中來完成，如何通過習(xí)題教學(xué)來完成上述能力的培養(yǎng)是擺在教師面前不可回避的問題.在物理二輪復(fù)習(xí)中教師應(yīng)注重通過對(duì)所做習(xí)題的深度剖析與歸納訓(xùn)練學(xué)生的反思能力，提升學(xué)生的思維品質(zhì)，使得學(xué)生問題解決的能力得以提升.

2 學(xué)生如何通過習(xí)題學(xué)會(huì)反思

物理問題的解決，有許多是可以從條件出發(fā)，進(jìn)行正面的、順向的思考而獲得結(jié)論，這種思考在思維方式上具有定向性、聚合性，尤其是在近年高考物理逐漸強(qiáng)化基礎(chǔ)知識(shí)和基本問題解決方法的背景下，強(qiáng)化這種思維方式，在物理解題中尤其是對(duì)綜合問題的解決有著決定性的作用.但是，也有許多問題從正面入手比較困難，從反面入手反而能出奇制勝.另一方面，物理問題的解決經(jīng)常是通過問題引領(lǐng)，開拓學(xué)生的思維空間，在物理教學(xué)中注意培養(yǎng)學(xué)生反思習(xí)慣，提高學(xué)生參與意識(shí)，激勵(lì)學(xué)生積極地參與反思學(xué)習(xí).在問題解決后引導(dǎo)學(xué)生從反思題目、反思解題思維過程、反思解決問題的思維方法入手教會(huì)學(xué)生進(jìn)行反思.下面以一道物理習(xí)題及其解答過程為例闡述學(xué)生學(xué)習(xí)反思技能的過程和方法.

圖3

例2.如圖3所示，坐標(biāo)系xOy在豎直平面內(nèi)，空間有沿水平方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，在x＞0的空間里有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)的大小為E，一個(gè)帶正電的小球經(jīng)過圖中的x軸上的A點(diǎn)，沿著與水平方向成θ＝30°角的斜向下直線做勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過y軸上的B點(diǎn)進(jìn)入x＜0的區(qū)域，要使小球進(jìn)入x＜0區(qū)域后能在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，需在x＜0區(qū)域另加一勻強(qiáng)電場(chǎng)，若帶電小球做圓周運(yùn)動(dòng)通過x軸上的C點(diǎn)，且設(shè)重力加速度為g，求：

（1）小球運(yùn)動(dòng)速率的大小；

（2）在x＜0的區(qū)域所加電場(chǎng)大小和方向；

解析：（1）小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，小球受重力、電場(chǎng)力和洛倫茲力作用而處于平衡狀態(tài)，由題設(shè)條件知所以小球的運(yùn)動(dòng)速率為

（2）小球在x＜0的區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則小球的重力與所受的電場(chǎng)力平衡，洛倫茲力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則mg＝qE′又tan30°＝，所以，方向豎直向上．

（3）如圖4所示，連接BC，過B作AB的垂線交x軸于O′.因?yàn)棣龋?0°，所以在△ABO′中∠AO′B＝60°，又故∠OCB＝θ＝30°，所 以 ∠CBO′ ＝ 30°，，則O′為小球做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心.

圖4

2.1 反思題目，重新分析題目，尋求已知和隱含條件，體會(huì)其對(duì)問題解決的作用及審題方法

在學(xué)生答題完成后，引導(dǎo)學(xué)生回歸題目，對(duì)題目進(jìn)行再次審題，確定題目中的關(guān)鍵信息，尋求這些信息對(duì)問題解決起到怎樣的作用？如例題2，學(xué)生按照教師的引導(dǎo)重新回歸題目以后會(huì)發(fā)現(xiàn)題目中的一些關(guān)鍵信息，如：“帶正電的小球”、“與水平方向成θ＝30°角的斜向下直線做勻速運(yùn)動(dòng)”、“使小球進(jìn)入x＜0區(qū)域后能在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)”、

學(xué)生通過對(duì)題目的反思，構(gòu)建出解題思維流程后，例題2的第1、2問就很容易解答出來，即從條件出發(fā)，進(jìn)行正面的、順向的思考而獲得突破解題的關(guān)鍵點(diǎn)，可見精確的審題可以幫助學(xué)生迅速而準(zhǔn)確地解決問題.然而，在我們的教學(xué)中雖然教師多次強(qiáng)調(diào)認(rèn)真審題，但是學(xué)生在考試或練習(xí)時(shí)，仍然只是簡(jiǎn)單的看一遍題目，甚至連題目都沒有看清楚就匆忙答題，結(jié)果是可想而知的.高考二輪復(fù)習(xí)學(xué)生要解決的一個(gè)重要能力就是審題能力，而這項(xiàng)能力的獲得是在平常的教學(xué)中不斷訓(xùn)練出來的.通過以上引導(dǎo)學(xué)生對(duì)題目的反思，目的在于告訴學(xué)生：要解決一個(gè)問題不管是簡(jiǎn)單題還是較難的綜合題，審清題目必不可少，以引起學(xué)生對(duì)審題的關(guān)注.最后通過上述教師的引導(dǎo)，學(xué)生歸納（教師補(bǔ)充）審題的方法.

第1步：遇到一道習(xí)題，應(yīng)迅速將題目閱讀一遍，類似于英語閱讀中的快速閱讀.

第2步：快速閱讀一遍題目后進(jìn)行第2次閱讀，畫出關(guān)鍵的詞語和句子，類似于英語中的精讀.

第3步：進(jìn)行第3遍閱讀，根據(jù)關(guān)鍵詞語或句子構(gòu)建解題思維流程，列表（如表1），尋求考查的相關(guān)知識(shí)和問題解決的突破點(diǎn).

表1

在以上的審題步驟中，第2步是關(guān)鍵（有助于幫助學(xué)生構(gòu)建物理模型），第3步是核心（有助于幫助學(xué)生找到解題突破點(diǎn)）.實(shí)際上學(xué)生通過反思教學(xué)知道了反思題目對(duì)解題的幫助，掌握審題方法后，通過一定量的解題訓(xùn)練，解題時(shí)可能讀一遍題目就可以達(dá)到第3步的水平.所以在日常的物理教學(xué)中教師應(yīng)有意識(shí)地選擇一些典型的習(xí)題，通過對(duì)題目的反思訓(xùn)練學(xué)生的審題能力.

2.2 反思解題思維過程和思維方法，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)回顧，掌握物理思想方法

在學(xué)生解答問題時(shí)，教師應(yīng)注意觀察學(xué)生解題的過程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生在解題過程中出現(xiàn)的問題，如：學(xué)生思維出現(xiàn)障礙的地方、導(dǎo)致解題失敗的具體障礙、學(xué)生解題過程中經(jīng)歷的具體思維操作、學(xué)生哪些知識(shí)與方法能幫助他們解決問題等.這樣做有助于教師實(shí)時(shí)了解學(xué)生的問題所在，捕捉學(xué)生解題過程中的即時(shí)思維，有助于教師在講評(píng)時(shí)抓住重點(diǎn)，幫助學(xué)生突破思維障礙.誠然教師了解學(xué)生的解題思維過程和思維方法，對(duì)于幫助學(xué)生突破思維障礙有很大幫助，但是學(xué)生自己是否意識(shí)到自己解題時(shí)的思維過程和方法，是否能有意識(shí)地去關(guān)注呢？事實(shí)證明對(duì)于學(xué)業(yè)成績不高的學(xué)生來說，是缺乏這種意識(shí)的，為了幫助學(xué)生掌握這項(xiàng)技能，教師應(yīng)有意識(shí)地去設(shè)計(jì)自己的教學(xué)，在教學(xué)中應(yīng)教會(huì)學(xué)生如何去掌握這項(xiàng)技能.

表2

引導(dǎo)學(xué)生反思解題思維過程和方法是培養(yǎng)學(xué)生這項(xiàng)技能的有效手段，在學(xué)生將問題解決之后，要求他們回顧解題過程，概括解題的關(guān)鍵；尋找思維過程中的不足，完善思維過程；引導(dǎo)學(xué)生評(píng)價(jià)自己的思維策略，以自我反思為前提條件，發(fā)現(xiàn)思維中存在的矛盾.為了使學(xué)生學(xué)會(huì)如何去反思，在答題紙上設(shè)計(jì)一系列的問題，所設(shè)問題如表2，讓學(xué)生回答.

上述問題的設(shè)計(jì)目的是引導(dǎo)學(xué)生反思解題思維過程和方法，從而幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)解題過程中的思維盲點(diǎn)和問題，引導(dǎo)學(xué)生自主提出問題，并應(yīng)用正確的流程產(chǎn)生解決問題的方法.在教學(xué)中有目的的滲透這種思維引導(dǎo)，能夠幫助學(xué)生掌握正確的反思途徑和解決問題的物理思想方法.

3 培養(yǎng)學(xué)生反思能力對(duì)物理教學(xué)的啟示

學(xué)生通過以上兩種反思方法的學(xué)習(xí)，可以初步掌握基本的反思方法，進(jìn)而提高問題解決能力和反思的能力.反思能力的提高也有很多的途徑，例如利用概念圖培養(yǎng)學(xué)生物理反思能力［2］：在新授課中使用概念圖、物理習(xí)題中利用概念圖分析題目、利用概念圖評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)情況等.

通過上述的分析，可以得到要培養(yǎng)學(xué)生的反思能力，需要從兩個(gè)方面入手，第一培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力，第二培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力.尤其是培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力，提出問題比解決問題更重要，要求學(xué)生必須具備質(zhì)疑能力，《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》在“課程目標(biāo)”中明確提出培養(yǎng)學(xué)生“嘗試經(jīng)過思考發(fā)表自己的見解”，“具有一定的質(zhì)疑能力，信息收集和處理能力，分析、解決問題能力和交流、合作能力”，而質(zhì)疑能力是批判性思維能力的核心，這就要求我們?cè)诮虒W(xué)中必須重視學(xué)生批判性思維能力的培養(yǎng)，進(jìn)而提高學(xué)生反思能力和問題解決能力.

1 邢紅軍，羅良，林崇德.物理問題解決的影響因素研究［J］.課程·教材·教法，2012（6）：91-96.

2 侯新杰，王婷婷，喬璨，邵保亮.利用概念圖培養(yǎng)學(xué)生物理反思能力的途徑［J］.中學(xué)物理教學(xué)參考，2013（6）：4-6.