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1、初二物理问题解决策略习得程度与练习因素的实验研究顾振刚（常熟市练塘中学 江苏 215500）摘要：本文通过实验研究了初二物理问题解题策略与习题练习量和习题练习时间的关系，得出如下结论：在有限的教学时间内，解题策略的发现概率与题目练习量和题目练习时间之间没有明显关联；解题策略的习得程度与题目练习时间也没有明显关联；解题策略的习得程度与题目练习量有一定关系（适当提高题目练习量对提高解题策略的习得程度）。针对研究结论提出了教学建议：单纯从提高教学有效性而言，先通过例题告知学生解题策略，然后通过适当增加练习量（一次 2-3 个），持续 2-3 天进行强化，每个练习题给以适当但不过多的练习时间，可以使学
2、生对解题策略有更好的掌握，大幅提高教学质量。关键词：初二物理问题，解题策略习得程度， 练习因素，实验研究一. 引言在现有的学习和教学论研究中，关于将问题解决和认知策略的理论应用到初中物理教学中的文献非常少，但初中教师和学生都急需了解影响物理问题解决策略习得程度的练习因素及其关系，来改进教师的教学设计和学生的学习方法，从而提高教学质量。因此，本人在华师大攻读硕士学位期间，进行了关于初二物理问题解决策略习得程度与练习因素（包括题目练习量和题目练习时间）的实验，研究了解题策略与习题练习量和习题练习时间的关系，希望研究结果能对提高初中物理教学质量有所帮助。二. 概念的界定本文涉及两个相关概念：问题解决
3、，解题策略。R.M.加涅认为：“问题解决可被看成一个过程，通过这个过程，学习者发现一个由先前习得的规则所组成的联合，并计划运用这些规则去获取一个新的问题情境的答案。 ”1因此可以将“物理问题解决”理解为：学生通过求解物理问题将已经学到的规律构建成一系列的解题步骤，同时能够运用这一系列解题步骤来解决新的物理问题。“解题策略”一般是指问题解决的认知策略，R.M.加涅认为：“认知策略是内部组织化的技能，其功能是调节与控制概念与规律的应用。 ”2我们可以将学生解决物理问题的认知策略理解为学生在解题时，大脑思考如何将学到的概念和规律有机地组织起来构成解题步骤的过程，这个过程是教师和其他学生所无法察觉的，
4、是学生内部将概念和规律组织化的技能。一旦学生熟练掌握了这种解决问题的认知策略，就可以运用这种认知策略解决实际的物理问题。本文所涉及的“解题策略”是指解题效率相对而言较强的认知策略（一般称为“强方法”或具体策略） ，我们平常称之为“专门解决某一类题型”的解题方法。学生对这些“解题策略”掌握（习得）得越多越好，就越可能从“新手”进阶为“专家” 31 R.M.加涅,学习的条件和教学论上海， 华东师范大学出版社，1999 年，p1772 R.M.加涅,学习的条件和教学论上海， 华东师范大学出版社，1999 年，p1383吴庆麟：教育心理学理论与实践的整合观上海， 华东师 范大学出版社， 2009 年
5、6 月，p192-p201三. 被试本次实验研究以江苏省某市某中学初中二年级六个班级的学生作为被试：取得教务处、政教处、家长委员会的证实后，将有明显的智力、精神、躯体缺陷和正在接受长时间物理课外辅导的学生排除在被试范围之外。根据被试的性别和初一学业成绩进行平均分班后，在性别比例和学业成绩上被试学生不存在显著差异，适当排除几个成绩偏离平均分过大的学生后，6 个实验班被试人数平均 40 人。在调整教学进度计划后，每次实验均于课堂教学时间内实施，不加重学生的课后负担。关于此次实验研究已征求并得到学校、家长委员会和被试学生的同意和支持。本人保证对学校、家长和被试学生的姓名、具体情况等隐私保密。四. 变
6、量设计本次实验研究以答题正确率 R 表示解题策略的习得程度，以题目练习量 N 和题目练习时间 T 表示练习因素的两个方面。变量设计表格 ： 32 变量设计五. 实验操作本次研究选择解决物理复杂计算问题作为对象，进行了三轮实验，题目练习量 N/题 自变量 1自变量 2 1 2 35每题练习所用时间 T/分钟 10第一轮：平均速度计算；第二轮：密度计算；第三轮：压强计算。 每轮实验分为 2 组，第 1 组研究解题策略的发现概率与练习因素的关系；第 2 组研究解题策略的掌握程度与练习因素的关系。每组中分别研究解题策略与题目练习量和题目练习时间的关系。每组实验例题与练习题的使用（限于篇幅，具体例题与实
7、验数据请参考相关教育硕士论文）1、第一组（实验持续时间：1 次）（1）A-1、A-2 被试以例题 2 为实验练习题（2）B-1、B-2 被试以例题 1、例题 2 为实验练习题（3）C-1、C-2 被试以例题 1、例题 2 和例题 3 为实验练习题2、第二组（实验持续时间：紧接第一组，每天一次，连续 3 次）将例题 1、2、3 的解题策略告知被试（减弱第一组影响）将例题 1 的题型和数据略作修改后作为练习 1、4、7 使用将例题 2 的题型和数据略作修改后作为练习 2、5、8 使用将例题 3 的题型和数据略作修改后作为练习 3、6、9 使用（1）A-1、A-1 被试以练习 1-3 为实验练习题（
8、2）B-1、A-2 被试以练习 1-6 为实验练习题（3）C-1、C-2 被试以练习 1-9 为实验练习题实验记录表格：答题正确率 R 与题目练习因素 N 和 T 的关系研究对象 题目练习总量/题 每题练习所用时间/分钟 答题正确率%A-1 1 5AA-2 1 10BB-1 2 5六. 实验结论一、在有限的教学时间内，让学生自行发现解决物理问题的策略，可能性非常小。如果增加练习量和练习所用时间，对提高发现解题策略的几率也没有明显的帮助。将过多的教学时间用在让学生发现解题策略上，会增加教学的负担，使教学的有效性降低。二、在有限的教学时间内，先通过例题告知学生解题策略，然后通过适当增加练习量，可以
9、有效地加强学生对解题策略的掌握，但过多的练习量只会增加教学的负担，并不能使学生对解题策略有更好的掌握，一般每次只需用 23 题进行类比和强化即。三、在有限的教学时间内，我们无法也不需要给学生以过多的练习时间来发现和掌握解题策略。如果给定的练习时间过长，一方面无法完成正常的教学进度，另一方面，实验数据也表明增加练习时间并不能使学生对解题策略有更好的掌握。在本实验中，每题给定的最短练习时间为 5 分钟，即可以使学生有足够的时间思考，又不会影响教学进度。四、周期性的强化可以有效地加强学生对解题策略的掌握，这种周期性的强化有三个层次。第一个层次，是一次练习 2-3 题；第二个层次，是一轮练习持续 2-
10、3 天；第三个层次，是类似题型持续练习 2-3 轮。这些周期性的强化，本质上是通过增加练习量并加以合理地分配，来加强学生对解题策略的掌握。打个比方，就是“少B-2 2 10C-1 3 5CC-2 3 10量多餐，有助于消化”综上所述，单纯从提高教学有效性而言。先通过例题告知学生解题策略，然后通过适当增加练习量（一次 2-3 个） ，持续 2-3 天进行强化，每个练习题给以适当但不过多的练习时间，可以使学生对解题策略有更好的掌握，大幅提高教学的有效性。七. 不足与展望一、本研究选取的被试是某一个省市的某个农村中学的若干个班级中的部分学生，研究时间也比较短，未能在更广的范围内、更长的时间内进行大样
11、本的研究，实验的信度难以保证。 二、本研究选取的被试受到的外界影响未能进行有效的控制。包括学生的家庭情况、实际接受的课外辅导情况、学生对本次研究的异常态度等因素。三、本研究选取的被试之间的相互影响未能进行有效的控制，包括同一实验班学生之间的交流、不同实验班之间学生的交流等。四、本研究的实验操作是在不同章节的教学中进行的，各章节的难易程度不同，对被试的学习情况会带来不确定性，所以对于本研究的结果会造成影响，可能不能即时反馈出学生的实际学习情况。今后如有可能，考虑在本实验研究的基础上进一步扩大研究范围和研究时间，进一步研究教师的课堂教学教法对学生的接受和理解的影响，进一步研究如何将解题策略的教学更
12、灵活化、有效化、简单化，让学生既快又好的接受解题策略的教学，大幅提高教学质量。参考文献：1、R.M.加涅：学习的条件和教学论，上海，华东师范大学出版社，1999 年2、R.M.加涅：教学设计原理，上海，华东师范大学出版社，2007 年 6 月3、L.W.安德森：学习、教学与 评估的分类学：布卢姆教育目 标分类学的修订，上海，华东师范大学出版社，2008 年 1 月4、施良方：学习论（第二版），北京，人民教育出版社， 2001 年 5 月5、吴庆麟：教育心理学理论 与实践的整合观，上海，华东师范大学出版社，2009 年 6 月本文为华东师范大学 08 届教育硕士顾振刚（61070602004）教育硕士论文的概要
