探索與實踐譯碼.解碼.編碼

金娟

摘要：落實雙減政策，提高解題能力，提升學科核心素養是目前教學所關注的。面對千變萬化的新題型，研究學生解題過程中出現的問題和相應的解決對策，能夠有效提高教學質量，做到減負不減質。 “編程思維”是一種解決問題的思維方式，借助“編程思維”，通過細致譯碼明方向，靈活解碼尋策略，拓展編碼提思維提升學生的解題技巧和學科思維。

關鍵詞：編程思維;解題能力; 科學思維

一 、“三難”現狀：解題能力研究的緣起

近日，中共中央、國務院印發了《關于深化教育教學全面提高義務教育質量的意見》，文件中明確指出要堅定不移地對學生進行雙重減負，培養“五育”并舉的學生。但考試中，新題型層出不窮，教師在這減負背景下又該如何提高教學成效以幫助學生提高解題能力，提升學科思維？筆者以2020學年第二學期西湖區期末卷25題目為例：

【案例1】潛水員在水中看魚時，發現了一個奇異的現象，靠近水面游動的魚兒都是成對的出現，如圖所示，這是由于光的 （選填“反射”或“折射”）形成的。若魚保持不動，往魚缸中緩緩加入適量的水至水面平靜，魚和像之間的距離 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。

本題考查光的反射和折射的判斷以及平面鏡成像的特點。情景是學生比較熟悉的潛水員下潛中看到的景象。但這道題跟我們平常見到的又有所區別，通過找準關鍵信息仔細思考是可以解決問題的。但從數據上分析，學生錯誤率較高。筆者所教的兩個班67個學生，僅有21個學生回答正確。第二空失分更嚴重，絕大部分同學直接寫了“不變”，有的同學想到畫圖（光學題按老師建議進行建模畫圖）但畫圖時未把握關鍵信息，還有的學生根本無從下手。由此可見，再熟悉的場景，若學生不會讀題、審題，不會找準題目本質進行遷移，做再多題也無異于機械重復，思維方式可見一斑。深入思考，原因主要有三個方面：

（一）讀題困難，問題理解止于定式。讀完題，無法理解題目的意思，不能抓關鍵抓“題眼”，一些專業術語，無法準確理解其含義，甚有讀了前面忘了后面，讀后一臉茫然，讀題陷于“想當然”以致答非所問。

（二）解題茫然，問題分析浮于表面。讀完題，無法正確抽離題目中的關鍵信息進行過程演繹，難以理解題目本質，無法將新舊知識進行有效聯系，問題分析粗淺，找不到有效的解題方法。

（三）反思欠缺，問題拓展弱于思維。學生陷于“做一題算一題，上課聽得懂，換個情境自己獨立做卻難以找到思考方向”的尷尬境地，學生對所學知識不能進行靈活運用，應變能力欠缺，科學思維薄弱。

為靈活題目轉譯、明確解題方法、進而拓展思維，做到觸類旁通，筆者嘗試通過“編程思維”踐行科學解題過程，建立“譯碼讀題明方向、解碼解題尋策略、編碼拓展提思維”的解題過程，從而轉變解題思維方式和思維策略，避免陷入機械做題誤區。

二、三“碼”解困： 基于“編程思維”提升解題能力實踐研究

所謂“編程思維”并不是編寫程序的技巧，而是一種解決問題的思維方式，通過發現問題、分析問題、解決問題、最后總結問題規律，建立此類問題的模型，形成一套完整的程序。筆者將其應用于科學解題過程，通過“譯碼”明確解題方向、“解碼”建構解題模型、“編碼”拓寬學生思維。通過設計一步步的解決路徑，找到解決整個問題的完整程序。

（一）細致“譯碼”，題由“譯”明

“編程思維”首先要發現問題，理解問題。科學解題同樣始于問題理解，理解問題，讀題是第一步。讀題，就是在面對題目的時候，可以在題目中分析出各類已知條件以及未知條件，以及其中的隱含條件和干擾信息。學生只有通過有效的閱讀，才能識記題目，串聯題干、問題，認知題眼所在。在科學解題過程中，大致有三類題目需要學生讀題時進行細致梳理：信息題、概念題及實驗探究題。

1.譯信息：圈畫關鍵，找準角度

讀題遺漏關鍵信息是造成學生答題錯誤的重要因素，見到熟悉的背景，不細看題目信息，不深入思考，憑借反復的練習形成的所謂“經驗”答題，結果因思維的固化而陷入答題誤區。例如案例1中的潛水員看景，看似情景很熟悉，其實不然。講解時筆者讓學生圈畫關鍵詞，再寫出從關鍵詞中你可以得到哪些信息，從而明確思考的方向，如此正確率有明顯提升。

信息題學生之所以錯，原因就在于學生看到情景熟悉后不認真審題，以為和以前做過的題一樣，從而造成思維定勢。對于新情境中的信息，教師在教學中要引導學生整理題干，利用圈畫關鍵詞明確答題角度，從而規避因思維定勢造成的答非所問。

2.譯概念：回歸教材，深度辨析

科學概念學科專業性強，也是考試考查的重點，但得分率不高，究其原因主要是學生對概念理解不到位，對相似概念的辨析模糊不清。因此，在科學教學中，老師必須把基礎知識落實到位、注重概念的準確表達、延伸和辨析，這是高效解題的基礎。

分析：這是一道學生在學光學時必然會碰到的一類概念題，并不是難題，主要是考察學生對光的三大原理的認識，筆者在教學時引導學生進行如下流程讀題，準確率大大提高：

對于科學中的其他概念、定義等，教師也可以按照此思考流程引導學生進行有效讀題。教學中必須重視教材，基于對教材概念的理解進行教學，該記憶的必須牢記，該辨析的必須強化訓練，以求理解，它是我們解題的基礎。

3.譯實驗：明確目的，找準變量

科學課程標準指出，科學探究活動是培養科學觀念與能力的重要途徑，也是培養創新精神與實踐能力的有效手段。因而科學探究題是科學考查的重點。探究題對實驗目的是必定要關注的，因為實驗目的中不但明確了為什么做這個實驗，更重要的是目的中往往提示了該實驗的自變量和因變量，這往往是題目所要考查的方向，仔細查看實驗目的，明確實驗意圖，方能“對癥”。

分析：這道實驗探究題取材于生活，素材新穎，創新性強，對學生能力要求較高。讀題時，教師引導學生通過以下思考流程進行讀題，如下：

實驗題一直是考試重點考查的題型，這類題往往素材新穎，但萬變不離其宗，學生通過類似讀題方法，將降低探究題譯碼難度，同時以此為統轄解答方能不“偏航”，不遺漏。

（二）靈活“解碼”，題由“解”清

“編程思維”第二步是找出路徑來解決問題。讀題“譯碼”，找準關鍵，明確答題方向后，緊接著下一步便是進行“解碼”。對于不同題型，可以靈活選擇不同的路徑，通過拆解問題，演繹流程，建立模型等技巧，使得題目便于學生理解和解答。

1.拆解題目，化繁為簡

“編程思維”是一種拆解思維。拆解，簡單來說就是“把復雜問題拆解成更可執行、更好理解的小步驟”。科學解題中也可用到這種方法。

分析：非常簡潔的一段文字，大部分學生讀完后除了數據之外腦子里可能并沒有留下什么，可謂無從下手，這時我們需要將問題拆解成幾個小問題進行求解。首先學生已知溶質質量的計算，明確稀釋是加水，所以前后溶質質量不變。教師在解題教學時可將其拆解如下：

最后由稀釋前后溶質質量不變，列出等式即可求解。

拆題“解碼”，即根據學生已有的知識能力，將一個綜合性的難題，拆分成幾個基本“問題串”逐一進行解答，從而達到難題淺解，大題小解，化繁為簡的目的，降低解題的難度。

2.理解模式，流程演繹

“編程思維”中的算法執行是一步步解決問題的過程。教師在解題教學時，若只是采用傳統口述，或文字板書形式，部分基礎薄弱的學生仍舊會由于接收碎片化信息，無法吸收以形成流程而出現“掉隊”的情況，而運用流程圖演繹解題模式，學生可由開始的模仿解題到之后感悟、掌握、創新此類題目，進而提高解題效率和思維品質。

每一類題一般都有對應的思考模式，如案例中的液面升降問題，再如力與運動狀態相關的題，我們需要先確定受力物體 明確運動狀態分析力的大小和方向。 對于此相關題型，即可利用模式進行流程演繹，相比于文字呈現的信息，學生在知識信息加工時，更容易記住圖示信息，直觀明了展示各步驟間的邏輯關系。通過流程演繹這一可視化的圖像手段，將師生間思維外顯化，學生從模仿到進一步掌握解題模式，形成范式。

3.繪解圖形，建立模型

“編程思維”中的模型識別是識別不同問題中的模型和趨勢（共同點）的過程。科學解題過程中，對于能用圖形結合方式呈現的題型，教師應鼓勵學生在解題過程中將所研究的科學對象或過程通過抽象、理想化、簡化和類比等方法形成科學模型。用圖形結合的思想去構建題目，創建模型，能從整體上把握和解決問題了，特別是物理中的光學、電學、力學等題目。

分析：這類題目若不通過構建杠桿模型，畫圖來解決，是相當困難的。教師要引導學生對此類題目，需要先抽象出模型，同時邊讀題，邊進行畫圖。這里的三角板我們可以認為是一個杠杠，找到杠桿的五要素，利用杠杠模型解題，如圖

除了物理用到畫圖和模型之外，化學中也有模型，如氣體發生裝置模型、分子模型等，教師在平常教學中需要不時引導學生挖掘題目本質，抽絲剝繭，把復雜、具體的事物用簡單、抽象的模型來代替，以突出主要矛盾，舍去次要矛盾。

（三）多維“編碼”，題由“編”活

學生解題只見樹木，不見森林，做題只困于此題，不會觸類旁通，原因主要在于學生沒有形成科學思維。因此教師在教學時，可以從洞察思維偏差，呈現思維方式、創編習題角度幫助提升學生思維的深度和廣度。

1.一維：核心編碼，導圖擊錯點

古語云：“學起于思，想源于疑”，可見思維源于問題，學生思維困惑之處是教學著力點，亦是考點。學生進行編碼創題，其核心來源便是學生自身的錯題。原有的習題糾錯，學生僅就題論題，并無剖析錯題背后的緣由（知識點、習慣），下次仍會重蹈覆轍;教師不知學生易錯點，教學盲目。通過師生共同剖析易錯點，以魚骨圖形式深度探析錯因，為教師教學和學生編題提供證據支撐。

2.二維：說題編碼，支架導思維

經常有學生反應，上課明明聽懂了，但一到同內容、同方法時就會原形畢露，感覺無從下手，其實原因就在于聽，學生的思路是被動被老師帶著的，當完全脫離支撐時，學生沒法提取有效信息進行問題分析。讓學生嘗試說題對于理清思路，提升思維是非常有用的，同時也為后面學生創編題目提供思路。

利用模板訓練一段時間后學生可以獨立說題，當學生不斷嘗試說題時，他對于知識的思考就從被動轉變為主動，這對于學生科學思辨能力和思維方式的提高都是長足的。同時在學生交流、點評過程中，思維充分碰撞，拓寬了學生的思維廣度和深度，為后面學生的編題提供多角度思路。

3.三維：展示編碼，互編創樂趣

學生摸清易錯點，說題激發興趣、拓寬思路后，教師鼓勵學生以命題人的視角來模仿編題拓深思維。通過模仿編題讓學生把握題目中的核心要素，學會將知識點的考查、學生易錯點的考查通過創編題目進行實現。模仿編題時，筆者給出一個情景，試著讓學生設計三種題型：概念型、信息型和實驗探究型，以此來拓寬學生思維。對于編題，筆者不會過分要求學生編題的質量，主要是讓學生體會命題人的意圖，試著將關鍵信息、隱含信息融于題目條件中來正確表達知識點，并理清知識點間的邏輯關系，面對題目時也能以出題人意圖去思考。

在編題環節中，學生通過互相討論，改編題目，進一步明確了考查的知識點和解題的思路。其中不乏考試時的易錯點和混淆點的辨析，如質量與重力的區別。在這一過程中，也大大激發了學生學習興趣，激蕩出了科學思維火花。

三、“三點”展望：求索解題之道，力謀學科思維

在科學解題過程中，如果將題目比喻成一個程序的產品，那么有效的讀題就是通往該“產品”的代碼，解題策略就相當于帶領該代碼通往“產品”的算法，思維的提升使得該“產品”能夠做到舉一反三。借鑒“編程思維”建立科學解題程序，不僅能提高學生的科學解題能力，提高的科學成績，同時也提升了學生的學科素養和學科關鍵能力。

（一）“編程思維”解題有利于激發學生學習基礎的熱情。

讀得了題，讀得懂題，抓地住題目本質，學生才有解題的興趣，覺得自己可以做，做得也不錯，進而才有進一步學習該學科的熱情。通過有效讀題，學生 “快、狠、準”解決問題，大大激發了學生學習的興趣。

（二）“編程思維”解題有利于培養學生的科學解題思維。

編程思維是一種解決問題的思維方式。在科學教學過程中，經常碰到學生聽課似乎都懂，做題卻手足無措，這主要是因為學生缺乏科學的解題思維，缺少知識再創造的過程。編程思維其實就是一個培養學生科學思維能力的過程，讓學生能對所學知識進行再創造。

（三）“編程思維”解題有利于拓展學生思維廣度和深度。

編程思維最后通過一系列的“編碼”方式，讓學生自我創編、自我歸因、自我說題等途徑拓寬學生思維，體驗編題者的思維，從而提高做題準確率和效率。

多路著手，多方聯動，提升解題的質量與速度，避免陷入題海的泥潭，力求減負同時不減質，從而謀求學科高階思維，這將是我們學科教學所要努力的。

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