高中物理解題思維操作原型的建構(gòu)

摘 要：高中物理題邏輯性強，所涉及的物理過程復(fù)雜、多樣，許多題目使學(xué)生無法感性認知，這就使得解題時所用的抽象思維要遠遠多于形象思維，許多學(xué)生跟不上或者說是不了解這種思維過程，由此產(chǎn)生了思維上的困難。通過探究物理解題中的思維過程，建構(gòu)思維操作原型，可以使學(xué)生在物理解題時有章可循、游刃有余，真正了解物理解題的奧秘。

關(guān)鍵詞：物理；解題思維；操作原型；奧秘

物理解題思維的操作原型是指在解物理題時所用的心智技能的操作實踐模式。物理解題的過程就是對已有的外部信息進行表征的過程，這種表征是主觀性的解題思維在頭腦中的組織結(jié)構(gòu)，而表征有幾個層次：符號表征、概念表征、命題表征、圖式的形成。圖式是對范疇的規(guī)律性做出編碼的一種形式，它往往是對符號、概念、命題的組合，人的長時記憶系統(tǒng)含有大量的圖式，個體在解題時可以根據(jù)需要提取相應(yīng)的圖式，以幫助個體理解。

一、解題思維操作原型的構(gòu)造

當面對一道物理題時，我們怎樣建構(gòu)對其的客觀認識呢？首先，分析題目所給出的條件，理解題意，找出物理對象的運動狀態(tài)，把已知條件符號化，也可以說是用物理的語言復(fù)述出來。我把這一步叫做“題目的符號化”。然后，通過已分析的物理過程找出要解決此問題所需要的物理概念或定律，這里的概念和規(guī)律包括已經(jīng)數(shù)學(xué)符號化的方程，它們彼此相互獨立，毫無聯(lián)系，我把這一步叫做“概念定律的選定”。最后，將題目中的情景內(nèi)化，對已選定概念定律之間的關(guān)系進行判斷，判斷的依據(jù)是題目本身的內(nèi)在邏輯以及已有解題圖式，命題是由若干相關(guān)聯(lián)的概念按一定的關(guān)系組成，姑且可以把這一步叫做“命題的建構(gòu)”。由于同類問題會有很多變式，那么“命題的建構(gòu)”就會有不同的形式，在解決同類問題時遇到的變式多了，“命題的建構(gòu)”形式就會不斷豐富，解題的模板也就多樣了。由于“圖式”這一術(shù)語在于表征某一類問題所具有的綜合性質(zhì)，因此我把這一步叫做“圖式的形成”。大量的圖式儲存在人的長時記憶中，當個體根據(jù)題目本身所提示的方式來表征問題時，會在相應(yīng)的問題空間中的圖式中搜索，當已有的圖式對問題的解決是一種抑制且無法利用時，個體就會從問題的目標狀態(tài)出發(fā)來確定某種內(nèi)在的標準，并根據(jù)這個標準來監(jiān)控已用解題思維中的每一環(huán)節(jié)，一旦發(fā)現(xiàn)有不符合標準的環(huán)節(jié)，就會解除這種抑制。這是在元水平上對思維進程進行監(jiān)控，我把這一步叫做“元認知”。以上所總結(jié)的五步解題思維過程用圖1來形象表示：

二、解題思維操作原型實踐性檢驗

對于這類題，功和能是它的兩種變式，它們共同組成對這類題的內(nèi)部表征。功是能量轉(zhuǎn)化的量度，對于例二真就不能用能量守恒來解嗎？如果能應(yīng)該怎么解？我們通過重新審視解題過程發(fā)現(xiàn)能量守恒定律方程左右兩邊是沒負號的，只要能判斷出ΔEk正負，那就能掃除解題的障礙，我們重新觀察mgH=4E內(nèi)+ΔEk這個方程發(fā)現(xiàn)mgH和4E內(nèi)可以代入題目所給的數(shù)值計算出來，如果mgH-4E內(nèi)<0，那么方程只能是mgH+ΔEk=4E內(nèi)，如果mgH-4E內(nèi)>0，那么方程就是mgH=4E內(nèi)+ΔEk。這是在元認知水平上的重新審題，是最高級的思維層次。

圖2

以上所總結(jié)的操作原型是模擬專家頭腦中的經(jīng)驗，此思維活動的操作實踐模式向?qū)W生頭腦內(nèi)部轉(zhuǎn)化，必須靠學(xué)生的主動參與，這是解題自律的表現(xiàn)。最終利用自己的內(nèi)部語言對此專家型的操作原型加工改造，打造適合自己的思維模式。

參考文獻：

馮忠良，伍新春，姚梅林，王健敏.教育心理學(xué)[M].北京：人民教育出版社，2010.

作者簡介：李巖，男，1989年出生，碩士研究生，河南駐馬店人，就職于海南師范大學(xué)初等教育學(xué)院，研究方向：課程與教學(xué)論。

編輯 董慧紅endprint