用問題解決模式培養學生的問題解決能力

摘 要：學生在物理學習和物理考試中都不可避免地會遇到陌生的復雜問題，而問題的解決需要一系列的相關能力，那么教學中該如何培養學生解決問題的能力呢？筆者在本文中嘗試了在初中階段利用問題解決模式來培養學生的問題解決能力.

關鍵詞：問題解決模式;問題解決能力;平均密度

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B 文章編號：1008-4134（2021）04-0020-04

作者簡介：蔣煒波（1987-），男，四川人，碩士，中學一級教師，研究方向：中學物理教育.

1 問題解決的內涵

問題解決的過程由心理學家奧蘇貝爾等人提出，他們將問題解決分為四個階段.首先呈現問題情境，然后明確問題的目標和已知條件，接下來填補已知條件和目標之間的空隙，最后檢查推理有無錯誤，填補空隙的途徑是否最為簡捷[1].

物理問題的解決也需要經歷這四個階段，并且要求學生具備一定的綜合能力.學生首先需要將實際問題轉化為具體的、明確的、可解決的問題，包括明確已知條件和目標要求;然后尋找到從已知走向目標的具體方案，或者規劃詳細的路徑;最后執行方案路徑，并在這一過程中不斷地反思、修正、調整，最終解決問題.

問題解決能力是問題解決過程中個體需要具備的能力，其內涵非常豐富，包括在面臨問題時應該具有的對現狀的認識分析能力、對信息的提取加工能力、對資源的整合協調能力、對途徑的探索選擇能力、對認知的區分關聯能力、對問題的細分拆解能力、對結果的預測評估能力、對定式的質疑創新能力、對模型的歸納總結能力、對個體的啟發創造能力以及對過程的推理論證能力等.

問題解決模式，是以“問題”為導向、以學生為主體、以一系列細小問題的解決為教學過程的一種教學模式，它旨在提升學生發現問題、分析問題、解決問題以及處理問題的能力.問題解決模式對學生的思維能力培養具有非常直接的作用，在問題解決模式的教學實施過程中，學生的頭腦被充分地調動起來，在學習過程中不斷地發現問題、思考問題并解決問題，并且繼續生成新的問題，正是在問題的不斷生成和解決的過程中，學生的科學思維得到了真正的鍛煉和培養[2].

用問題解決模式培養問題解決能力的教學設計，需要有一個大問題或復雜問題統攝教學，然后再將大問題拆解為一系列的小問題，學生在問題的不斷解決過程中完成整個學習過程，鍛煉并培養了學生的問題解決能力.這里以初中階段較為復雜的混合物平均密度教學為例，展示用問題解決模式培養解決問題能力的具體過程.

2 平均密度問題的教學環節

2.1 復雜問題的提出

問題解決能力的培養，需要一個合適的有一定難度的較為復雜的問題統攝教學，在實踐中筆者發現，那些看似非常簡單但細想卻很復雜的問題特別適合用來統攝教學，這類問題很容易讓學生暴露出自己能力上的缺陷和不足，并且還能夠激發起學生解決這類復雜問題的強烈欲望.在平均密度的習題課中，筆者在一開始給學生拋出了這樣一個原始的目標問題.

這一環節，主要是將細分問題引導回到目標問題，用細分問題所總結歸納的結果最終解決目標問題，由合到分再到合，這是問題解決的一個重要策略和途徑.

2.7 總結反思與模型提煉

問題解決模式的最后一個環節，即是總結歸納，將問題解決過程中的思考以建構模型的方式固化下來，使之成為以后解決問題的重要工具和參考借鑒，在總結歸納過程中進一步提升學生的問題解決能力.教師先讓學生自己總結或者小組內部交流總結，然后在學生的展示過程中引導學生進行提煉.平均密度問題的解決，有幾個地方非常值得學生總結.

首先是自己處理問題方式的總結反思.在一開始處理目標問題的時候，過于依賴已有的密度模型，在沒有深思熟慮的情況下貿然進行推理論證，最后得到了錯誤的結論.因此，學生要意識到在以后的問題解決過程中，一定要做好信息的提取加工和認知的區分關聯，既找到已有認知與目標問題之間的關系，又能夠通過題干信息認識到它們之間的差異，真正認清已知和目標之間的差距.

然后是固化將問題進行細分拆解的策略.目標問題往往和已知差距較大，中間如果沒有細小的臺階支撐則往往很難解決，此時應該利用已有的認知將目標問題進行拆解，然后在一系列小問題的不斷解決過程中最終找到目標問題的解決辦法，這種策略的掌握能夠使學生在今后的學習和生活中都大為受益.

最后是平均密度問題自身的模型總結.密度相關的問題很多，像目標問題這樣的多種液體混合的情形并不多見，經過分析之后學生也明白了其處理的具體方式，不管是分析得到液體混合的順序優先級的具體過程，還是最終液體混合順序優先級的判斷依據，都值得學生總結反思.

3 結束語

從初高中物理銜接學習的角度出發，在當前的義務教育階段，我們絕不能放棄對學生問題解決能力的培養.培養學生的問題解決能力，一定要讓學生經歷完整的問題解決的過程，讓學生在這一過程中熟悉問題解決的基本步驟和核心技巧，包括明確目標和已知、設計方案與路徑、問題簡化與拆分、使用數學方法與工具等等，讓初中學生真正形成初步的問題解決能力.

當然教師必須了解初中學生數學工具相對匱乏的事實和物理思維能力不足的現狀，因此在教學中切不可貪多求大.對于有需求的學生，在打好物理學習基礎、培養物理學習興趣和養成物理學習習慣等前提下，我們可以適當地對他們進行引導，提高他們的問題解決的能力.

參考文獻：

[1]林崇德.心理學大辭典[M].上海：上海教育出版社，2003.

[2]蔣煒波.以“問題解決模式”培養學生的物理核心素養——談“天平的構造法”教學設計[J].物理教學，2020，42（08）：34-37+75.

[3]蔣煒波.科學思維中提出質疑的方法策略研究[J].物理教學，2019，41（06）：6-8.

（收稿日期：2020-10-15）