从认知视角论述问题解决学习在物理教学中的运用论文
赵凯华先生在《从物理学的地位和作用看对中学物理教师的要求》一文中有这样一段论述：在我国，有一种普遍的想法，即作为一名好教师，应当“课堂上解决问题”，把所教的内容“讲深讲透”，不给学生课后留下疑难，让学生课后提不出问题。这就是我国封闭式的教学方式。问题解决学习在课堂中的运用，很大程度上改变了这种封闭的教学方式，然而一个课堂实例引起了我对问题解决学习运用于物理教学的新思考。在《光的反射》中介绍光污染时老师举了这样一个例子：张小姐十分苦恼，因为她的房子正对着一座新大厦的玻璃幕墙，玻璃幕墙的反光使她苦不堪言，只要是晴天，她的房间就被强烈的反射光照得通亮，无法正常休息。提出问题：谈谈你对光污染的认识；如何预防光污染？请你提出一条合理的建议。结果学生对这个问题没有产生“共鸣”，其教学进行得并不顺利。因此，我认为：之所以问题解决学习在这里教学效果不佳，其原因主要是学生的认知程度与问题解决所需的认知水平没有达成一致。其原因是多方面的，我试图从认知心理学的视角分析其中的几点原因。
一、问题的表征不恰当
表征是问题解决的一个中心环节。表征物理问题是在头脑中建构物理情境，可以运用文字、图像、图表、模拟实验等方法简化对问题的思考，让问题研究的对象、状态、过程清晰地显现出来，让问题明朗化、模型化，理顺物理问题的复杂关系。表征问题有助于在一个整体情境下建构问题的框架，并将问题与学生的背景知识联系起来。
二、缺乏适当的问题情境
教育家杜威认为:“思维起源于直接经验的情境。”努力建立课堂教学的“情绪场”，创造良好的课堂心理氛围，可以激发学生的思维兴趣，激发学生的心底意识。但是在实际的物理教学过程中，“情绪场”的创造并不理想，面对问题情境学生往往“无动于衷”，这不得不引起我们的思考：教师创造的问题情境是否符合学生的认知？学生是否能“跳一跳，够得着”？学生对新知识的`需要、兴趣、探索愿望，产生于学生已有知识与新的、未知知识之间的矛盾冲突。
三、缺乏观察、经验知识和推理能力
在学习物理过程中，要形成物理概念和认识物理规律，首先必须有一定的感性认识。这种感性认识一部分来源于学生的生活环境，只有留心观察生活便会得到对感性材料的正确理解，明白其中的物理道理。
如：照相时人离镜头远一点像大，还是近一点像大？为什么在常温环境中冷冻食品周围冒“白气”？樟脑丸放一段时间为什么会变小？对这些问题有些学生由于平时缺少观察和相关的经验知识，即使已经学习了相关的物理知识，面对这些生活小问题还是一筹莫展。 四、对问题解决学习运用于物理教学的几点建议
1.物理教学应让学生形成高度概括的图式和样例，学会对问题进行表征。由于物理概念和原理及问题解决模式是高度结构化的，并以不同形式存储在长时记忆中，有些是以陈述性知识形式出现，有些是以程序性知识形式存储，它们共同组成了高度概括和包容的认知结构，其中也包括了大量问题解决的图式和样例。这些图式和样例可以在适当的知觉刺激下被激活，从而加快问题解决的速度，提高问题解决的效率。因此，教师应注重物理知识的系统性教学，应该让学生在读题的同时通过画草图，在草图上进行相关物理量的标注，把文字表征转化为图像表征，并通过合理的转换，使之与长时记忆中的图式相类似。通过练习和指导，要让学生熟练掌握各个物理原理的适用情境和约束边界，并形成相关的图式和样例，将之系统化，纳入学生自己的认知结构之中。
2.精心选择问题并设置问题情境。物理教学过程中，教师应选择合适的问题。问题要有：(1)针对性，能针对学生的实际情况设计问题的难度和梯度，使大多数学生通过教师引导和同学之间探索、讨论；(2)深刻性，所设置的问题必须有较高的认知水平，能激发认知冲突，提示知识本身的内在矛盾，方可为学生的问题解决能力的训练提供机会；(3)程序性，呈现给学生的应该是递进式的、有层次的，逐步深化的问题；(4)拓展性，教学过程应在解决原有问题的基础上引发、延伸出新的问题，进而把问题的探究延伸到课外，这就要求所设置的问题应有更多的拓展性。同时，教师应十分重视问题情境的创设，使学生进入探索者的角色。教师可采用的问题情境的创设方式有：A.呈现想要加以理论解释的现象和事实，创设问题情境；B.通过列举有待解释的事例，创设问题情境；C.由旧知识扩展引出新问题，创设问题情境；D.通过激发学生的心理矛盾，提出问题，设置问题情境；E.提出猜想，并加以检验，创设问题情境。
3.为学生搭建知识平台使之提高解决实际问题的能力。教师为学生搭建的知识平台中应有这三方面的知识：陈述性知识，如物理学中的概念、规律和理论；程序逻辑性知识，即习得技能和智慧技能，它的核心是规则；策略性知识，如认知策略。在问题解决过程中，教师要有意识地对学生进行认知策略和元认知策略的训练，多问学生“在做什么”、“为什么这么做”(元认知监控)和“如果……，那么……”(认知策略)的问题，并要求学生在问题解决过程中解释这样做的理由，这会有利于问题的解决和元认知的自我提问。学生的自我提问，可以使学生意识到自己的思维过程，使思维外显化，更有利于学生清楚自己究竟想要做什么，更有利于学生的自我调控。通过三个层面的知识学习，当学生处在真实的物理环境中时，学生学习的物理知识最终将用于解决实际问题，从中学习、锻炼、检验自己解决现实问题的能力。
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