从“问题解决”这个概念被提出以来，“问题”与“问题解决”就一直是心理学领域内的热点问题，心理学研究者希望认识到：人类问题解决的思维活动是怎样进行的？问题解决者是如何寻求问题答案的？如何通过问题解决过程提高个体的学习能力？研究者们通过实验、思辨、计算机模拟等方法对这些问题进行研究，由于研究方法、研究过程及研究者个人研究背景的差异，他们得到了很多各自独立又互有交错的结论，其中比较有代表性的理论或假说分别是行为主义学派的“试误说”、格式塔学派的“顿悟说”、信息加工理论的“搜索算子说”等，各个学派从不同的角度描述问题解决。按照信息加工理论的观点，要解决问题先要理解问题，对问题进行表征，将外部信息转化为个体的内部信息，形成问题空间，问题空间包括起始状态、目标状态和起始状态到目标状态的认知操作——算子。而问题解决过程就是对问题空间的搜索过程，以寻找一条从问题起始状态到目标状态的通路。物理教学侧重实际应用问题的解决和学生思维能力的培养，为了提高学生高层次的思维技能，培养学生的问题解决能力，物理教师有必要在教学中适当地采取基于问题的教学方式。
1.培养学生的问题意识
“学起于思，思源于疑”，一切思维都是从问题开始的。学生在学习过程中，首先要能发现问题，然后才能思考解决问题的方法。学生在观察生活中的物理现象和课堂上的物理演示实验，学习新的物理知识以及亲自动手操作实验的过程中，自然会发现一些问题，并试图应用已有知识思考如何解决这些问题。例如，我在指导学生设计水火箭时，就发现有的学生在制作时，反复做水火箭升空实验，并在实验中思考：用什么样的可乐瓶可以减小阻力？用什么方法可以让水火箭获得更大的上升动力？什么样的水火箭外形更利于水火箭升空方向的稳定？如何保护自己、身边同学、水火箭箭身的安全？学生在主动思考这些问题时，思维能力会得到锻炼和提高。学生若不善于发现问题，问题解决能力的培养将成为“无源之水”“无本之木”，因此，教师需要引导学生善于发现问题、敢于提出问题并鼓励学生努力思考问题的解决方法。
2.创设合适的问题情境
基于问题解决的教学是以问题的提出为起点，以问题的解决为终点，问题贯穿于整个教学过程。问题的质量关系到学习活动的质量，好的问题更能促进学生的学习。在教学过程中，教师首先创设一定的物理问题情境，学生在分析了这个问题情境后，再根据自己学习情况提出要研究的具体问题。教师设置的问题情境应该是“真实的”“复杂的”，“一个复杂的、结构不良的问题会对学生形成挑战，使他们的解题过程不仅仅是简单的加工和操作”。问题可以与真实世界中的问题非常相似，可以没有确定的答案或解决方案。例如，在“探究碰撞中的守恒量”实验课中，学生使用气垫导轨和传感器不难得到“滑块在碰撞时，如果系统所受合外力为零，则系统的总动量保持不变”这个实验结论。此时我提出问题：“如果没有传感器，这个实验可以如何设计？”学生设计了各种方案，有些答案甚至是我从来没有想到的，他们表现出来的创新能力让我震惊和惊诧。我提的这个问题就是“结构不良”的，具有开放性，问题的初始状态不明确，初始状态到目标状态的算子也有很多种，没有确定的解决途径，具有“真实性”“复杂性”等特征，学生在问题解决过程中，会较多地涉及观察、分析、推理、整理、呈现、修正等一系列的知识与技能，这样的问题就更利于学生问题解决能力的提高。
3.促进学生反思总结
“学习反思是学习者对自己的学习过程和结果的反向思考，传统教学正是因为忽视了学生的自我反思作用而使教学效率低下。”学生在求解物理问题时，经常会一旦求出问题的答案，就觉得万事大吉，不对解题过程进行回顾和反思。虽然他们可能在短时间内做完很多道题，学习效率看似很高，但实际上这种做法不利于问题解决能力、思维水平的提高。例如，有关追及与相遇的问题，对于何时相遇、何时距离有最大值或最小值的求解，不少学生习惯于对两物体分别列出位移公式，然后根据位移关系、速度关系进行求解，当求解过程结束，他们发现答案正确的话，往往也就不再多做思考。此时，我建议他们再考虑一下速度-时间图像，选择其中一个物体作为参考系等其他方法，然后对多种求解方法进行比较。经过多次的方法训练，他们的解题能力得到了较大提高。因此教师需要在教学中引导学生对问题解决过程进行反思，对解题思路进行提炼和概括，从多个角度评价解题方法，并引导学生对问题进行引申和推广。
4.引导学生合作学习
基于问题解决的学习涉及的知识技能含量大，需要每个学生思维上的积极参与和行动上的互相合作。“在问题解决学习中，由于学生的个体差异，学生问题解决的途径不同，遇到困难也不同，教师要根据不同的情景作出适时的反馈，规范学生的学习。”在给出物理问题情境后，教师可以将学生分成若干小组，然后引导学生根据自身的知识技能水平、性格特点分配小组中各自的任务。例如，验证机械能守恒实验，在探究过程中，我提示每个小组根据成员的知识水平、性格特点、操作技能、严谨程度、表达能力等分配任务，每位成员可以分别承担联系协调、分析推理、实验操作、整理归纳、汇报陈述等不同任务，几乎每个学生都可以充分参与到实验探究中，感受自己在探究小组中的重要性。学生在合作过程中可以互相学习、互相评价，遇到困难也可以沟通解决，这样更利于问题解决过程的顺利完成。
5.加强师生的相互交流
虽然问题解决过程强调学生的主动探究，但它也离不开教师与学生的互动，教师在学生问题解决过程中适当地引导、建议、评价都会对他们的学习效果产生重要作用，促进他们完成知识的意义建构。由于物理的学科特点，学生在表征问题、选择算子、实施操作、评价当前状态等阶段中都可能遇到各种困难。例如，在问题表征阶段，有关运动学问题，初学者一般不善于应用物体运动示意图、速度-时间图像来构建物理问题图景，从而导致困难的出现。有些困难会使学生自信心受挫，甚至丧失继续参与问题解决的积极性。在遇到这种问题时，我常会鼓励学生主动说出他们已经获得的成果和面临的困难，适时评价他们的成果，同时对他们解题过程中的不足之处提出修改建议，让他们主动调整策略、方法，联系生活中的体验来建立运动情境，画出运动图像。这将有助于他们重新建立起信心，积极完成后续环节，从而使他们的问题解决能力得到提高。问题解决过程是学生一种再发现、再创造的过程，是学生对物理知识进行深层理解并灵活运用的过程，学生基于问题解决过程的学习活动对学生探索精神、思维能力的提高有非常积极的意义。有关问题解决能力的培养，我在此仅从理论思辨及课堂教学的角度作了浅层次的探讨，希望能对相关研究作一点有益补充，深入研究还需辅以适当的实验研究。
作者：邢星 单位：广东省东莞市第一中学
