高中物理解题思维策略探索及应用现状研究

发表时间:2021/8/3   来源:《教学与研究》2021年4月10期   作者:郭易娴
[导读] 高中物理解题过程中需要有明确的思路
        郭易娴
        广东省东莞市第二高级中学
        摘要:高中物理解题过程中需要有明确的思路。因此,在物理教师的教学过程中,需要对学生的物理思维进行培养,使学生具备良好的物理解题思维,从而更好的提高自己的物理成绩。
关键词:物理;问题解决;思维策略
一、引言
        90年代以后,物理解决策略教学的方式出现了变化,很多学校在开展学科教学的过程中都对问题策略进行了相应的探索。在这个过程中,我国的物理教学取得了一定的研究成果,并且应用在高中物理教学的过程中,对之后的物理教学起到了很大的启发作用。但是这个阶段的物理教学同样也存在着很多的问题,主要表现在以下几个方面:首先,在学科领域教学的过程中,只有少数学生能够对问题解决思路进行探讨。高中阶段学校的学生对物理思维的研究还较为少见。其次,很多研究都是采用实验的方式进行的,没有得到有效的普及。这种方式同自然条件下学生的解题策略有所不同,在这种情况下,实验法只能针对少数学生起到作用,不能够对普遍的学生起到作用。
二、研究方法
(一)研究对象
        本次研究以东莞地区的四所高中为例。从中抽取高一,高二的400名学生进行问卷调查,回收问卷361份,回收率为90.25%,剔除信息填写不完整和明显做出虚假回答的问卷29份,共获得有效问卷332份,有效问卷占回收问卷的比例为92%。在被调查的对象中,高一178人,高二154人,其中男生180人,女生152人。
(二)研究工具
        本研究采用的是自编《高中生物理解题行为调查问卷》,共包括30个项目,涉及9个策略因子:类比源问题激活与调整策略、结果检验策略、深层挖掘策略、思路反思与扩展策略、物理过程明晰策略、双向推理策略、图解物理关系策略、解题步骤明晰策略、语言符号转换策略;对正式问卷进行了信度和效度分析,问卷的内部一致性系数为0.87,效标关联效度为0.71。
三、结果与分析
(一)策略运用整体水平分析
        根据对策略因子进行分析,以及所调查对象的平均得分和各份满分的比值进行调查和探讨。对高一高二年级学生的物理解题思维策略进行有效的分析,得到学生策略运用整体水平的情况见下图1和图2所示。


        从上两个图中可以看出,高一年级对于物理关系策略、物理过程策略的深挖还不够,没有通过有效的方式提高学生的物理推理能力,而高二学生对物理策略的应用能力比高一学生有很大进步,但是二者还是有很大的相同点。从图形上可以看出高一高二学生在解题的过程中都没有较高的策略分析能力。
(二)策略运用水平与物理成绩之间关系分析
        在本次研究的过程中,根据学生的物理考试成绩,将学生分为优,中,差三个等级。按照成绩从高到低顺序进行排列。通过单因素方差分析法得到表1所示的结果。

        表1可以看出,在高一学生中,优、中、差3类学生在因子运用上较为明显。优等生在物理策略的使用方面要高于中等生,中等生要高于差等生。因此在进行命题的过程中,要通过更加有效方式对物理过程及策略进行分析,有效的探讨物理图解策略之间的关系,使物理过程能够更加的明确,使物理不足的分析能够更加的有效,使学生的物理水平得到有效的提高。
(三)策略运用的年级间差异分析
        运用独立样本3检验考察了思维策略运用水平年级间差异,结果见表2。

        表2通过对各个年级之间差异的选择和研究,能够有效地确定高二年级和高一年级之间的不同。通过类比调整和反思的方式对所学的内容进行扩展。高二学生在策略的表现上面要明显高于高一学生。呈现出不同年级上的物理策略应用能力的不同。
(四)解题思维策略运用的性别差异分析
        运用独立样本3检验考察了高一、高二学生策略运用上的性别差异,结果见表3。

        由表3可知,在高一学生对物理策略应用能力的性别差异研究过程中,男生对于物理策略的应用能力要明显的高于女生。策略的调节以及反思过程可以显著地得出在图解关系上,男生和女生之间存在着明显的策略应上的差别。
四、结果讨论
(一)解题思维策略运用的整体特征分析
        图1、图2表明,在进行物理策略的应用过程中,测试表示的平均值较大。这个结果说明高中生的物理思维策略应用能力比当初设想的要高,能够通过对物理策略的有效应用来解决相应的物理问题。虽然不是特别的熟练,但是在物理思维策略的应用上面也属于中高水平。虽然这种情况下能够说明学生拥有一定程度的物理水平,但是学生在对物理策略的使用上面依然面临着较大的难题。出现这种情况的原因主要表现在以下几个方面。首先,教师在进行物理思维策略的总结上面都是无意识的进行的,没有什么专门的解题思维训练来提高学生对物理解题思维的运用能力,因而不能够有效提高学生对物理解题思路的应用。学生在进行物理学习和习题练习的过程中,需要通过自己的不断总结才能够逐渐形成对物理思维策略的有效应用。学生需要在解决物理习题的过程中,不断通过口语化的分析对自己要进行的相关物理知识进行以后的论证,同时,学生要能够通过自己的总结方式对物理解题思路进行有效的论证。因此在物理教学的过程中,需要给学生回忆的时间,让学生回忆这道题的解题方法在哪里见过,从而使学生能够拥有总结和思考的机会。在解题方法的总结上面,教师要能够带领学生进行方法的命名。虽然学生不知道这种方法叫什么,但是只要能够解决问题就行。
(二)关于解题思维策略的运用与物理考试成绩之间关系的讨论
        通过表1可以看出学生的物理解题思维策略运用水平越高,能够取得的物理成绩也更好。因此,在对高一高二学生物理解题思维的运用过程中,可以采用相关调查方式对学生的解题成绩进行有效的思考。学生解题思维策略的运用和物理考试成绩之间的关系出现的原因主要可以用以下的方式解释:首先,对物理解题思维策略的应用,能够使学生在解题的过程中明确的知道题目的本质含义,从而在解题的过程中知其所以然。学生能够通过自我解释的方式对物理题目做出相应的解释,从而加强对物理知识的认知。这种自我解释训练能够帮助学生提高自己的物理理解能力,通过解题思维的训练。其次,策略的应用还需要学生具备自我监控能力。学生的自我监控能力是指在解析过程中能够不断的修正和调整自己的解题思路,使其能够更加符合物理解题的方式和方法。在解题策略的应用过程中学生能够通过更加有效的方式进行自我监控,使学生能够按照正确的方式和步骤进行问题的解决。在对学生的调查过程中也充分的表明,学生通过对做监控的应用能够更好的控制自己的解题效率,使自己的解题成功率得到提高,避免了在解析过程中的出错。最后,对学生解题思维策略的培养能够有效的促进学生掌握更好的解题策略和方法,从而更好的帮助学生找到解答物理问题的思维方式,在物理基础知识的基础上寻找物理解题方法。
(三)年级因素对物理解题思维策略运用的影响。
        表2中的结果表明,年级越高,学生对物理知识的理解力就越强,学生的物理解题思维策略也就越来越熟练。一年级学生的物理知识储备较为有限,因此在物理解题思维的运用上面,二年级学生能够通过有效的习题训练来发展出相应的解题物理思维。三年级学生能够用更好的解题经验和节日感悟,同时有更好的自我监控能力,因此学生的物理解题思维就更强。因此,高中高年级和低年级的学生在物理解题思路的应用上面有较强的差异,需要教师采用更加有效的策略进行解决。
(四)性别因素对解题思维策略运用的影响
        从表3可以看出,性别对于高中生物理解决思维能力的培养有较大的差异,关于这一点,我国的研究较少。但是整体的研究结论可以表明,高一学生高二学生在物理解题思维策略的应用上面,男生和女生的差异非常显著,出现这一结果的原因可能是,男生和女生思维方式的不同,导致男生的逻辑性和抽象性能力要高于女生,因此在物理解题思维策略的应用上面要高于女生。
五、对高中物理教学的建议
        根据相应的调查结果可以发现,在物理教学的过程中学生要能够通过更加有效的方式对物理解题思维策略进行学习和研究,从而培养出更好的物理思维,提高自己的物理素养,发展学生的元认知能力,使学生具有更好地拥有自我监控能力。本文通过对九大物理策略进行调查,更好的运用和发展相应的物理解题能力,从而提高学生的物理成绩。
参考文献
        [1]杜岸政. 高中物理解题思维策略探索及应用现状研究[D]. 南京师范大学, 2006.
        [2]周清. 高中物理解题思维策略探索及应用[J]. 高考(综合版), 2015(10).
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