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目标倒推法在初中电学计算题中的应用

发表时间：2020/12/22 来源：《课程教材教法》2020年12期作者：程桢特

[导读] 电学是初中科学中的重点内容，也是中考的难点。八年级的学生在学习抽象的电学内容时，显得格外的困难。

乐清市外国语学校程桢特

摘要：电学是初中科学中的重点内容，也是中考的难点。八年级的学生在学习抽象的电学内容时，显得格外的困难。通过教授逆向思维派生出的目标倒推法，切实地减轻了学生学习的压力，提高了学生的学习成绩，提升了学生的逻辑思维能力和解题能力；
关键词：目标倒推法；逆向思维；初中电学；计算题；解题方法
        一、引言
        浙教版的电学内容首先出现在八年级上册《电路探秘》中，相较于质量、重力等内容更加抽象，在初中学习生涯中起到承上启下的作用，能够促进学生认知水平的上升，是教学之重点。温州科学中考的电学计算题更是侧重考查学生的科学素养和高阶思维能力，所以培养学生的思维能力是这个阶段至关重要的教学任务；这不仅仅是为了解决电学问题，也是为其他重难点问题的突破铺垫好思维层次的需求。
        二、学生学情
        从本学期所任教班级的期中考试电学计算题的答题情况来看，得分率分别为22.22%和19.46%）：学生得分率极低，很难取到高分。
        通过询问学生和查阅答题卷发现：绝大部分学生即使掌握了知识点，学会了定理规律，也不知道如何在题目中使用定理规律来解决问题。甚至有部分同学还没有看题目，就已经对最后一题产生了畏惧感，认为自己肯定写不出来，直接选择放弃答题。
        三、理论依据
        为了提升学生的思维能力，更加自信完美地解出电学计算题，寻找一种简单易懂的解题方法变得尤为重要。通过查阅大量的资料和文献，发现逆向思维对于初中生解题能力的提升有着理论上的帮助。
        逆向思维就是把问题倒过来想，从事物的反面去想，从而加强逆向思维的训练，可培养思维的流畅性、应变性和独特性。经常运用逆向思维解题，有助于巩固知识，提高智力和解题技巧。[1]
        根据皮亚杰的“认知发展理论”，八年级学生的认知发展层次处在形式运算阶段（形式运思期，11-16岁）：开始会推类，有逻辑思维和抽象思维。[2]所以运用逆向思维来解决问题对于该阶段的学生来说，并没有超出其认知能力范围，也并不陌生（比如：丢失了钥匙，会按照自己走过的地方倒着去寻找）。除此之外，根据维果斯基的教育心理学“最近发展区”理论[3]：不仅要锻炼学生的逆向思维，更要引导学生熟练运用逆向思维来掌握解决问题的方法。这里主要论述由逆向思维派生的解题方法——目标倒推法。
        四、实施方案
       （一）以例授“法”
以所任教的八年级学生作为目标倒推法教学效果的研究对象（两个班级人数均为45人）。以2018年温州市八年级上册科学期末统考中的电学计算题作为代表性的例题来教授目标倒推法。

由以上例题总结使用目标倒推法解题的步骤为：
①找到题目中明确指出的所求量；
②运用逆向思维，由所求量倒推，根据定律或规律进行公式的求解；
③所求公式中的物理量如果是题目所给的已知条件，则直接利用；如果是题目没有给出的未知量，则根据定律或规律继续倒推；
④直至最后一个物理量能够从题目中所给的已知条件求得，即结束思维过程；
⑤“倒倒即正”：将目标倒推法形成的思维过程，倒着进行求解，即为解题过程；
注：思维过程是在大脑中形成的，无需写在答题卷上；对于初学者可以将思维过程写在草稿纸上。
        （二）学生领会
        通过初次学习，学生表达自己对目标倒推法的看法：目标倒推法中的每一个物理量都有真凭实据的推算，每一个步骤都非常讲究基础定律、规律的运用。这不仅能够保证解题思路的严谨性，而且能够通过最简单最基础的知识，把一道大型计算题分解成几个小题，再逐个“击破”，一一得分。最不可思议的是：一贯使用正向思维解题时，很难立刻找出题干中的关键信息，也难以区分题干中有效信息的使用顺序，使得解题过程举步维艰；而目标倒推法运用逆向思维恰好解决了这些问题。
        （三）合作内化
        为了提高学生学习的主动性，培养学生创造性的思维，在两个月内采用合作学习[4]的方式让学生对目标倒推法进行学习和内化[5]：将自己的求解过程与小组成员分享，从中总结领悟目标倒推法的使用方法；由小组派代表将小组的思维过程进行表述，其他小组给予评价，从而矫正错误之处，学习独到之处。
        五、学习成果
        （一）总体而言
        在本学期温州市八年级上册科学期末统考的考试中，两个班级学生最后一道电学计算题的答题情况来看（得分率分别是51.75%和40.95%），均比期中测试的得分率高一倍有余。这说明目标倒推法显著提高了学生的得分率。
        （二）具体情况
        从学生的答题卷来看：经过目标倒推法的学习，学生不仅仅是单纯地写对答案，答题步骤更加规范，解题思路也变得清晰了。通过再次询问，发现学生从期中考试面对电学计算题时的束手无策，到期末考试的从容自信，心理素质得到了大幅提升，克服了对难题的畏惧感，没有出现放弃答题的现象。
        有少数学生虽然知道目标倒推法的解题步骤，但仍无法解出题目或解题速度很慢的原因是：没有熟练掌握基础知识和目标推倒法造成的结果。这部分学生需要在学习过程中，由简到繁，由繁到多地运用定律和规律来重复练习目标倒推法，才能取得突破性的成果。
        六、结论
        运用逆向思维派生的目标倒推法有助于提升学生的逻辑思维能力和解题能力。目标倒推法在初中物理计算题中，具有普遍的有效性，适用于不同类型的题型；对于电学问题，尤为适用。目标倒推法有助于学生克服应对计算题时的畏惧感，提升自我信心力，突破科学成绩上的瓶颈。初步使用目标倒推法无法解题或解题速度比常规方法要慢的原因，可能是大脑对运用逆向思维来解题的不惯性引起的，重复训练即可取得突破性的成果。
        综上所示，目标倒推法具有一定的教学价值，可以尝试对学生进行教授，并在反复实践中进行优化和改良。
参考文献
[1]孙灿灿.逆向思维好处多[J].初中生必读,2013(10):26-27.
[2]皮亚杰.著.傅统先.译.儿童心理与发展[M].济南：山东教育出版社,1982.
[3]余震球选译.维果斯基教育论著选[M].山西：人民教育出版社，1994.
[4]边智浩.实施物理小组合作学习的思考[J].中学物理：初中版,2014(11):52-53.
[5]褚俊生.把物理知识内化为学生科学素养的有效途径[J].百科知识,2019(6X):59-60.
[6]黄宝喜.倒推法在物理计算中的应用[J].教育界：基础教育研究（中）,
2013(11):57-57.