例談學生問題解決的心理過程

(江蘇省句容市第三中學，江蘇 鎮江 212400)

例談學生問題解決的心理過程

廖啟海孫建中

(江蘇省句容市第三中學，江蘇 鎮江 212400)

本文從現代認知心理學視角，分別從明確問題、定義和表征問題、搜索可行的策略、按照策略行事、復查和評估結果等五個方面，對學生物理解決問題的過程進行探討，最后給出了學生問題解決的心理過程流程圖。

中學物理；問題解決；策略；流程

現代認知心理學認為，問題解決是有目的的認知活動，而非自動化的加工，進而任何問題的解決都應該具有操作的順序性和人的認知活動的參與過程。筆者以一道物理題為例，談談學生物理問題解決的心理過程。

例：一定質量的理想氣體沿p-V坐標圖中曲線所示的方向發生變化，其中曲線BDA是以p軸、V軸為漸近線的雙曲線的一部分，則( )。

圖1

A. 氣體由A變到B，一定是吸熱的

B. 氣體由B變為A，一定是吸熱的

C. 氣體由A變到B再變到A，吸熱多于放熱

D. 氣體由A變到B再變到A，放熱多于吸熱

解析：該問題的解決可分為以下五個步驟。

(1) 明確問題

①BDA是雙曲線的一部分，這是什么變化過程？A狀態和B狀態具有什么相同的物理量？

② 熱量、內能的變化和功三者之間的關系如何？

(2) 定義和表征問題

①BDA是雙曲線的一部分，所以橫、縱坐標之間滿足反比例函數關系。

② 一定質量的理想氣體，內能與溫度有關，前后溫度相同，說明內能沒有發生變化。

③ 除氣體自由膨脹過程外，如氣體體積變小，說明外界對氣體做功；反之，說明氣體對外做功。

(3) 搜索可行的策略

①ADB橫縱坐標滿足反比例函數關系，說明pV=C，推出該過程為等溫變化，A狀態和B狀態具有相同的溫度。

② 熱量、內能的變化和功應該滿足熱力學第一定律：ΔU=Q+W。

③p-V圖像與坐標軸圍成的“面積”代表氣體做功的多少。

(4) 按照策略行事

由于A到B體積變大，氣體對外做功，W取負值；同時A和B兩狀態的溫度相同，說明內能變化為零，由熱力學第一定律可知：Q大于零，該過程吸熱，所以A選項正確、B選項錯誤。按照圖中箭頭方向變化，ACB曲線與坐標軸圍成的“面積”比BDA曲線圍成的“面積”大，而ACB是氣體對外做功，所以整個過程W為負值；又由于回到了初狀態，所以內能未發生變化，最后根據ΔU=Q+W可知，Q大于零，說明整個過程吸熱多于放熱，C選項正確。

(5) 復查和評估結果

分析過程ACB，可以列出熱力學第一定律表達式：UB-UA=Q1-W1，對過程BDA，同樣可以列出：UA-UB=-Q2+W2(其中Q1、Q2、W1、W2是絕對值)，將兩式相加可以得出：Q1-Q2+W2-W1=0，由于W1gt;W2，所以得出Q1gt;Q2，根據以上推論發現上述解題結果是正確的。

問題解決過程就是不斷地重復以上五個步驟，如果在復查和評估結果時發現問題沒有得到有效解決，則重復前面四個步驟，直到解答者找到正確結果。但在實際問題解決的過程中，各步驟之間的順序也不是一成不變的，所以學生問題解決的心理過程可以用圖1所示的流程圖進行表征。

圖1

我們應該了解學生問題解決的心理過程，并能及時指出學生在問題解決的過程中出現的問題，同時鼓勵他們嘗試解決新的問題。

[1] 李伯黍,燕國材.教育心理學[M].上海：華東師范大學出版社,2015.

[2] 張大均.教育心理學[M].北京：人民教育出版社,2003.

[3] 商曉晶.論解決物理問題的一般思維過程[J].黑龍江科技信息,2008，(7).

[4] 陳正順.數學問題解決的思維過程[J].教育教學論壇,2010，(19).