如何通過情境習(xí)題培養(yǎng)學(xué)生的信息加工能力

葉進成

(江蘇省宿遷市泗洪中學(xué) 223955)

怎樣才能有效地提高高中物理教學(xué)的實際效果呢？每一位教師都在著重思考這個課題.事實上物理的課程教學(xué)有不同的類型：新課的教學(xué)、復(fù)習(xí)課的教學(xué)、練習(xí)課的教學(xué)等等，在實際的教學(xué)當(dāng)中引導(dǎo)同學(xué)們以正確的方法進行物理習(xí)題的處理是非常重要的環(huán)節(jié)，不僅能夠讓學(xué)生的思維障礙得以突破，也能讓同學(xué)們的解題速度大幅度的提高，更是能讓同學(xué)們學(xué)會對信息進行正確的識別、判斷和處理.

一、信息加工學(xué)習(xí)理論的重要概述

在實際的高中物理教學(xué)中對學(xué)生信息加工能力的培養(yǎng)也是有理可依的，物理教學(xué)中針對不同情境的習(xí)題對學(xué)生信息加工能力的培養(yǎng)主要是依據(jù)信息加工學(xué)習(xí)理論完成的，這個理論主要介紹的是個體在接受刺激的表現(xiàn)反應(yīng)以及內(nèi)心的活動作為信息處理的歷程.環(huán)境會對人的感覺記憶產(chǎn)生非常重要的刺激，而且進入人的感覺記憶的信息也會通過更加深刻的注意和加工之后才可能產(chǎn)生短時的記憶，必須要對其進行進一步的心智加工，否則就會對這些短時記憶的內(nèi)容造成遺忘.而長時間的記憶信息會被有效的提取出來，只有能夠提取出來完善學(xué)習(xí)的過程才算是圓滿的結(jié)束.

二、學(xué)生無法準(zhǔn)確進行習(xí)題信息加工的問題分析

1. 無法完成關(guān)鍵信息的提取從而形成建模的困難

通過課堂上組織學(xué)生參與的相關(guān)實驗的結(jié)果發(fā)現(xiàn)：當(dāng)同學(xué)們使用自己不熟悉的材料完成實驗時，對實驗的測量所占的記憶容量會明顯的減少.然而當(dāng)前的高中物理的練習(xí)題中有很多的題目都會呈現(xiàn)出大量的信息量，這嚴(yán)重超出了學(xué)生短時記憶容量的范圍，所以學(xué)生在審題的過程當(dāng)中就會遺漏題目當(dāng)中的某些關(guān)鍵信息，會對同學(xué)們信息核心加工與處理的效率造成很嚴(yán)重的影響，更是無法完成核心信息轉(zhuǎn)化為物理場景的準(zhǔn)確過程，從而會影響學(xué)生的物理建模導(dǎo)致發(fā)生不必要的錯誤.

例如下面這道題：

有一個實驗小組的學(xué)生，想要利用彈簧進行勁度系數(shù)k與長度(圈數(shù))的關(guān)系的研究，設(shè)置了如右圖所示的實驗裝置，長彈簧是均勻的，而且保持豎直懸掛，在彈簧上固定了七個指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6，彈簧上的七個指針分別位于距離懸掛點0、10、20、30、40、50、60的圈處的位置.在彈簧旁邊固定一豎直放置的刻度尺，可以明確地讀出指針的位置，指針P0指向刻度尺的0刻度.現(xiàn)已知彈簧下端沒有懸掛重物時各個指針的位置記為x0，當(dāng)懸掛重物的質(zhì)量為0.100kg的砝碼時指針的位置記為x；測量的結(jié)果為下表所示(n為彈簧的圈數(shù)，取重力加速度為9.80m/s2).若實驗使用的總?cè)?shù)為60，整個彈簧平行放置在桌面上的自由長度為11.88.

P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)163①56.043.633.828.81k(m/N)0.0061②0.01790.02290.02960.0347

(1)將表格中的數(shù)據(jù)①、②填寫完整；

通過對同學(xué)們答題的得分情況進行研究可以發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生都沒有在回答第一個小問題時準(zhǔn)確地使用胡克定律進行數(shù)據(jù)①、②的計算，而求解彈簧的勁度系數(shù)k的倒數(shù)時的運算能力也相對較差，幾乎沒有學(xué)生去回答問題④.這道題就屬于是信息量比較多的題目，而且有很多學(xué)生在看到題目很長的時候就會直接選擇放棄，題目當(dāng)中有隱性信息的存在，如果漏掉這些隱性信息，反而會讓問題無法得到解決，所以就要求同學(xué)們在解題的時候一定要保持思維的寬廣，而且要把學(xué)過的基本原理和規(guī)律有效運用.

2. 無法按照序列進行信息的加工從而引發(fā)思維的混亂

事實上，有效地解決一道物理問題一定要經(jīng)過若干個信息的加工過程，每一個過程都是環(huán)環(huán)相扣的，如果同學(xué)們不能有效地對信息的序列進行加工處理，一旦出現(xiàn)遺漏，肯定會影響下一步的加工的邏輯發(fā)展，從而會導(dǎo)致學(xué)生思維的混亂.

例如下面這道題：現(xiàn)有一個物體靜止在粗糙的水平面上.如果用水平拉力F1拉動物體，在一段時間之后物體的速度改變?yōu)関，如果把水平拉力的大小改變?yōu)镕2，物體從靜止開始會經(jīng)過同樣的時間之后，速度就變成了2v.對于上文所述的兩個過程，如果用WF1、WF2分別表示拉力F1、F2所做的功，WF1、WF2分別表示前后兩次運動中克服摩擦力所做的功，那么存在關(guān)系( ).

A.WF2>4WF1，WF2>2WF1

B.WF2>4WF1，WF2=2WF1

C.WF2<4WF1，WF2=2WF1

D.WF2<4WF1，WF2<2WF1

在同學(xué)們完成了這道題目之后對同學(xué)們的錯誤率進行統(tǒng)計，結(jié)果發(fā)現(xiàn)做錯的學(xué)生還是很多的，與同學(xué)們交流了他們的思路之后，我發(fā)現(xiàn)大部分同學(xué)都會選擇先求解WF1和WF2的關(guān)系，通常都會使用W=Fl這個公式來計算.然而，位移的關(guān)系就用勻變速直線運動的公式求解出l2=2l1，但是卻沒有明確WF1和WF2的定量關(guān)系，所以就讓自己的解題陷入了僵局.同學(xué)們的思路沒有及時的轉(zhuǎn)變，主要就是因為沒有對信息進行有序的加工.

三、通過情境習(xí)題培養(yǎng)學(xué)生信息加工能力的策略

1. 以重組策略進行信息加工

每一道物理題目都會通過題目的內(nèi)容創(chuàng)造出不同的情境，而高中物理的大部分習(xí)題所提供的信息往往都會呈現(xiàn)出幾種不同的現(xiàn)象或是過程，而每個現(xiàn)象和過程都會用文字形式表征.比如上面介紹的第一道例題就有文字表述題干信息量大的特點，同學(xué)們想要解決這類問題，首先必須要設(shè)身處地進入到習(xí)題的情境當(dāng)中，關(guān)鍵在于能否識別習(xí)題當(dāng)中出現(xiàn)的是哪種具體的物理現(xiàn)象，這些物理規(guī)律之間會有怎樣的聯(lián)系？正確的解題的思路發(fā)展應(yīng)該是先對題目的內(nèi)容進行分割，然后在對分割之后的信息進行進一步的加工重組處理，這樣就可以做到現(xiàn)象與規(guī)律的正確匹配.而復(fù)雜的物理情境也可以得到簡化，同學(xué)們能夠通過循序漸進的操作，把這些復(fù)雜的問題重新排列組合，更能體現(xiàn)出學(xué)生信息加工的效率和能力.

2. 以有序化策略進行信息加工

按照特定的順序進行信息的加工處理，更是會讓同學(xué)們把握習(xí)題的系統(tǒng)性.在習(xí)題中給出的基本條件都是有相互的聯(lián)系和相互的作用，要對這些題目進行系統(tǒng)化的界定，就必須要讓題目當(dāng)中所創(chuàng)設(shè)的情境充分地做到每一個要素的有序排列，從而形成一種最佳組合才會產(chǎn)生更加系統(tǒng)化的最佳效果.實際的物理教學(xué)中要想幫助同學(xué)們在這些情境習(xí)題當(dāng)中找到物理學(xué)科知識的內(nèi)在聯(lián)系，必須要幫助同學(xué)們形成完善的知識體系，而且對于那些教學(xué)中的重點難點更要盡可能多地引導(dǎo)同學(xué)們按照線索進行抽象概念的歸納和整理，把這些孤立的知識點形成一個系統(tǒng)化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，還可以選擇思維導(dǎo)圖的方式來幫助學(xué)生完善知識，從而得到更好的學(xué)習(xí)反饋效果.

物理的習(xí)題中蘊含了很多創(chuàng)造性的思維發(fā)展的因素，希望教師能夠在習(xí)題的教學(xué)當(dāng)中多對學(xué)生的發(fā)現(xiàn)信息、處理信息的能力加以培養(yǎng)，這是提高學(xué)生物理科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑，能夠?qū)W(xué)生創(chuàng)新意識和實踐能力的發(fā)展發(fā)揮非常重要的作用，對學(xué)生未來的發(fā)展也是不可或缺的.