如何培养初中学生依据物理概念分析和解决问题的能力，本文主要内容关键词为：解决问题论文,物理论文,初中论文,概念论文,能力论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
笔者在观课时发现部分初中物理新授课时间占不到两年可授课时间的三分之一，剩余时间主要是用于习题训练和各种测试及讲评。习题训练本用于让学生养成循证思维的习惯，“循证”中的证据包括物理知识和物理思维方法。但由于学生不断在“题海”中挣扎，根本没有养成依据证据推理的习惯，教师也无法判断学生是否掌握了解决问题的方法。加涅在《学习的条件与教学论》中提出五类学习结果类型[1]，初中物理很多学习结果是智慧技能，大量的机械重复练习，是否能帮助学生习得智慧技能？本文通过分析两个教学案例，指出初中课堂存在的问题，提出如何培养学生用正确方法解决物理问题的能力。 一、教学案例 “判断某一个力是否做功”及“内能、分子平均动能、温度”这两个案例，代表初中物理课堂存在的两种现象： （1）通过少量习题训练给出“二级结论”，引导学生利用这些“二级结论”解答问题； （2）让学生通过举例说明某一结论是否正确。 案例1 “功”的教学 “功”这节课，不少教师在课堂上很快给出功的概念，接着给出以下三个情境：①球停在水平地面上，重力对球有没有做功？②球在光滑的水平面上滚动，重力对球有没有做功？③球在光滑的水平面上滚动，地面有没有摩擦力对球做功？通过上述三个情境，教师总结出：“有力，没距离”“有距离，没力”“有力，有距离，但力与距离垂直”这三种情况下力不做功，其他情况下力都做功。再给出大量的习题，如人提着物体不动，人的拉力是否做功？教师基本是用刚才的结论进行分析：“人提着物体不动”属于“有力没距离”，所以没做功…… 整个教学过程中，学生只是记住三种不做功的情境，而没有根据功的定义分析问题。学生在考试中答对了相关题目，就能说明他们已掌握了功的概念吗？能说明学生掌握了解决问题的方法了吗？ 案例2 内能小的物体可能传递热量给内能大的物体吗 笔者常见到，当学生回答内能小的物体可能传递热量给内能大的物体时，教师会问学生：你能给我举一个例子说明内能小的物体可能传递热量给内能大的物体吗？一些基础好的学生的回答是：质量很小的80℃的水可以传递热量给质量很大的0℃的冰。此时教师就认为学生给出了正确答案。 我们来思考几个问题：此题考查学生什么？若是考查学生是否掌握内能、温度、分子平均动能这些概念及其相关性、热传递的条件，学生这样回答表明他们掌握了要考查的内容吗？学生的回答还存在两个问题： ①“质量很小的80℃的水可以传递热量给质量很大的0℃的冰”不是公理，也不是规律。如何证明这句话是对的呢？ ②从逻辑上看，假设这句话是对的，又如何证明内能小的物体有可能传递热量给内能大的物体？ 学生的回答无法让我们知道他是否知道“内能、分子平均动能、温度的定义及三者的关系”，是否明白“热传递的条件”，因此不是一个有证据判断过程。 从逻辑上讲，要证明结论是错误的，只需一个证明其错误的案例就行，所以证明某一结论错，给出一个反例就可以；但要证明结论正确，一万个例子证明其对，也不能说这句话正确。所以从科学性角度来说，用举例的方法说明结论对错的思维方式是不严谨的。另一方面，为了让学生能举出一个证明结论是错误的例子，学生脑中就要贮存大量的例子，并在解决问题时，不断思考要调用哪个例子，必然要通过习题训练让学生记住大量的例子，这样学生的思维强度和记忆量都很大。 上述两个案例在初中课堂中很常见。教师这样做的依据是：初中学生能力不够，只有经过大量训练，才能让学生在考试时见到题目马上知道解答方法。先不论教学不是单单为了考试，从帮助学生应考的角度思考，这种方式是否能有效地帮助学生应付考试？另外，还有一个教学误区：认为培养学生思维能力与知识的传授是一个矛盾体，教学时间有限时只能顾及知识的传授而忽略能力的培养。实际上，能力培养与知识传授不是一个矛盾体，能力是在知识传授中习得与提高的。优等生之所以能够从样例学习中获取更多的信息，是由于他们在样例学习中形成了自我解释，在这些解释中，他们细化和扩展了样例解决的执行条件，找到了解决问题的通法。对悟性不是很高的学生，若教师没有给出解决问题的正确示范，教会他如何思考，学生永远无法掌握解决问题的方法。所以培养学生能力不是拔高，而是给学生解决问题的“万能方法”，减轻其认知负荷。什么是“万能方法”？就是依据概念分析、解决问题。 二、依据概念分析、解决问题的基本程序 解决“判断力有没有做功”的“万能方法”是什么？就是根据功的定义解决问题。让学生掌握这“万能方法”不是在九年级的复习课，而是在“功”的新授课上。 上文提到的三个情境不是用于归纳“二级结论”，而是利用各种情境教会学生依据概念解决问题，并利用不同的情境检测学生是否理解功的定义，掌握解决问题的方法。 新授课中，建构功的概念后，给出情境①：有力没距离，问学生重力是否做功？此时需要给学生展示的不是标准答案，而是展示解决这类问题的思考过程。解决问题，首先要清楚题目的问题是什么？题目问重力有没有做功，所以依据功的定义，提取题目中的有效信息，转换成力的示意图及运动过程示意图的直观表征；再根据功的定义中“在力的方向通过距离”判断重力是否做功。所以教学过程中，我们就要引导学生从问题出发，画出所需判断的力——“物体所受重力”的示意图，再把题目中“停在水平面上”转换成：物体没有通过距离。根据功的定义，可知此时重力没有做功。此过程学生可能没有思考，只是看教师如何解决问题。 在讲解完情境①的案例后，再给出情境②：有距离没力，让学生按刚才的方法独立解决问题。这时学生可能只是模仿教师刚才的思路解决问题。教师讲评时注意强调：有没有画出问题涉及的力的示意图，有没有画出物体运动的距离？讲评答案时引导学生说出功的定义，并引导学生利用功的定义分析、解决问题。这个过程对学生来说可能是一个浅思考的过程，但通过模仿教师的分析思路，学生不单单理解了功的定义（做题的目的），还掌握了解决这类问题的“万能方法”。 最后利用情境③：有力，有距离，但力与距离垂直，检测学生是否理解功的定义及掌握解决此类问题的方法。 教师在教学过程中，不提“有力，没距离”“有距离，没力”“有力，有距离，但力与距离垂直”这些二级结论，只是让学生重复练习画力的示意图、过程图，用功的概念去判断。这样学生只需要记住功的定义，并不需要记一堆的“二级结论”。只有“最通用的”“最本质的”知识才能让学生体验到物理的美，同时减轻学生的认知负荷。 掌握了依据概念解决问题的方法，无论是思维强度还是记忆量都大大下降。学生掌握这些方法，需要教师展示解决问题的思考过程，给学生独立解决问题的时间，而且在学生学习新概念时要精心设计活动，培养这种思维习惯。 三、在新课活动中掌握思维方法 很多时候学生会答非所问，或不会解答问题，这往往与他们不知道题目问什么有关。学生在解决问题时，首先要进行表征的转换，把连续文本及非连续文本读懂并用物理术语、数学符号表述已知量及未知量。此步骤是学生能否解决问题的关键。情境千变万化，要从题目所给条件中提取哪些信息？ 抓住新授课的机会，让学生学会用物理概念、规律解决问题。以解决“内能小的物体可能传递热量给内能大的物体吗？”为例，教师就可以利用如图l所示的“思维流程图”帮助学生掌握分析、解决问题的思路。
