学生解决科学问题的步骤、出错原因及对策探究

1、 学生解决科学问题的步骤、出错原因及对策探究 阎丽一、问题的提出不论教育的改革的步伐有多大，都不可能离开对问题的解决让学生学会怎样解决问题，是减轻学生学习负担、提高学生学习效率的一种行之有效的方法，它能更好的发挥学生的主动性，使学生真正的学会学习，使用所学的知识、方法和技能，解决学习和考试中所遇到的问题要在学习和生活中立于不败之地就必须学会怎样分析遇到的问题，学会怎样解决问题二、解决科学问题的一般步骤科学是一门集物理、化学、生物、地理等为一体把观察、实验、思维相结合的综合学科，所牵涉的面广、知识点多学生学习和生活中都离不开科学问题的解决如何在教学中提高学生解决问题的能力，对科学教师来说，是值得

2、探讨的问题在我的实践教学中发现学生在解题过程中运用“自问式”的解题策略是一种行之有效的方法1审题在审题的过程中，要求学生通过读、思、记的活动从题中获得信息全面系统地把握有关信息，并对问题的整体建构起比较清晰的表象在审题过程中，学生要从题中很快地获得信息，这就要求学生知道题目的核心问题是什么；能清楚了解并建立这个问题与所学的哪些知识相关联；是否弄清楚题干和问题之间的关系搞清解决问题的信息，然后通过文字、图形、图表等形式，将问题形象化、具体化2探求解法和解题过程对问题的解决过程是信息加工的过程，这里信息来自两个方面：一是来自问题本身(审题)，二是来自解题者的认知结构(科学概念、科学规律、科学原则、

3、科学方法、解决技巧等)，将问题的情景与已有的认知结构相互作用，并同化因此，学生应该有一个自问的过程：是否充分运用已知信息?解题的思路是否合理?解题的步骤是否清晰，每一步的依据是什么?是否有更简捷的解题方法?每一个信息我是否充分利用了?有些信息没有被利用，其原因是什么?题中的一些隐含信息是否被我忽略?对形成的思路进行分析，对信息和结论进行联想对某一个信息联想是否还可以得到其他的结论?等等3解题后的反思解题后反思以下问题：我的解题过程是否使人感到有充足的理由?这个问题我从中获得哪些知识?与哪些知识相联系?我在解题过程中是否陷入命题者设计的情境“圈套”中?以前常犯的错误在这题中有无出现?单位一致吗?

4、用不同的方法检验后结果正确吗?等等4领悟通过解决这个题目，我从中领悟到什么?对于同一个题目不同的变化类型，可能有哪些不同的思考?以前是否做过类似的题目?我有没有现思维定势?还有没有别的更好的解题思路吗?下面举例说明“自问式”解题策略在解题过程中的运用【题目】有一压力锅，限压阀的质量为70g排气孔的横截面积为10mm2，锅体直径为18cm，这个高压锅工作时，其内部水蒸气的最大压强为多大?锅盖所能承受的压力至少为多大才能保证安全?压力锅使用不当会发生爆炸，你在使用压力锅时应注意什么才会避免爆炸事故的发生?(设大气压p。=105Pa，g=10Nkg)审题：(1)题目的核心问题的什么?题目要求什么?(

5、2)该题涉及的知识点是什么?(3)题干和设问之间有什么关系?解题：(4)根据题意，如果限压阀不放在小孔上时，压力锅内外的压强关系如何?(5)限压阀压在小孔上时，小孔会马上排出蒸气吗?为什么?(6)加热一段时间后，小孔才会排出蒸气，这时，压力锅内外的压强哪个大?大多少?(7)如果小孔堵塞锅内蒸气跑不出来，锅内压强怎样变化?(8)当锅内外压强相等时，锅盖受到的压力多大?当锅内压强大于锅外压强时，锅盖受到的压力怎样计算?(9)根据以上分析，你在使用压力锅时应注意什么?反思：(10)刚才解题时，自己是否很好地理解了题意?(11)对自己的分析过程有把握吗?(12)如果解题错了，能否找出错在哪里?领悟：从

6、解这道题中我领悟到了什么?对于不同的题目，可能会有不同的思考，有时还需考虑是否利用了隐含条件?以前是否做过类似的习题?解题方法是否出现了思维定势吗?以上“自问式”的解题过程，有利于学生对自己解题过程的把握，使学生在整个解题过程中有的放矢，同时教师可以通过这种方式发现学生解题的错误和问题所在三、学生解题出错的原因我把学生解题出错的原因分为三类：可以解决的问题出错、模糊的问题出错、无法解决的问题出错对每一次考试要求学生对自己考试中的错题分析，分析内容主要包括：错题中有哪些问题你是会做的，这些问题你出错的原因是什么?在解题过程中你是怎么思考的，现在你又是怎么理解的?对哪些问题你在解决过程中非常模糊，

7、举棋不定，解题时你是怎样理解，现在又是怎样理解的?到底是哪部分的知识我还不清楚，可能是什么原因引起的?对于不会解决的问题牵涉到哪些知识点的问题?等等学生能解决、会解决的问题出错这是比较常见的一种错误方式，也是最不因该出错的问题，出现这种错误的主要原因：可能是在审题阶段没能从中获得真正的信息；在考虑问题时忽略了一些有用的信息，或被问题中的虚假信息迷惑；对似曾相识的问题常掉以轻心，殊不知问题发生变化；有的学生在审题时无形中给问题附加了信息，或把问题中可忽略不计的影响因素扩大化，从而导致解题出错；有的学生因在结合图表分析时考虑不全面而出错在解题阶段，学生常常在单位换算、书写格式上出错；计算、作图时不

8、细心，太大意，解题步骤随意等，这些都是学生在解题过程中经常犯的致命性的错误有的问题学生解决起来十分的模糊，不能肯定解答过程是否正确，不去分析寻找最佳的解题方案，而是草率下笔而导致出错有的学生因为心理素质较差或有较强的心理压力，在问题的解决过程中，突然出现思维真空，什么知识也想不起来，更有甚者连抄都抄错在反思阶段的检查中，学。生不敢或不想进行检查，有的学生在检查过程中根本检查不出自己的错误；还有的学生认为自己在检查时，常常会把原来正确的回答改成错误的回答还不如干脆不检查学生出现这种现象的原因，可能是对与该问题相关的知识比较模糊，对这部分的知识没有真正掌握，答题时举棋不定；再加上在检查的过程中仍然

9、按原来的思路分析问题，或检查时思维不严密，导致检查时出错或根本检查不出错误我相信以下是每一个教师都常常碰到的问题学生在解曾经做过(但做错)的并且教师还在课堂上分析过的问题出错究其原因是，教师对问题的分析是教师自己解决问题的方法和思路，绝大多数的学生不能把教师的解题思路内化为自己的认知结构，即所谓的“听懂不一定会做”当然有的学生听得一知半解或根本不能理解老师的解题思路当然学生解题出错的原因是五花八门的，关键是教师怎样找到帮助学生解决这些问题的办法四、解决学生解题出错问题的对策1帮助学生构建合理的认知结构学生解题出错，主要是认知结构出现问题这里指的认知结构不是简单知识的堆积过程，而是通过人脑对知识

10、、方法、经验等的加工、组织、简化、联系、记忆、应用等过程形成和发展起来的系统化的知识结构，是人脑形成简明有序的信息加工和储存的网络系统认知结构在解决科学问题的全过程中，始终起着极为重要的作用如果学生对知识没有进行结构化，在解题过程中就会出现“教师讲了许多方法，就不知用哪种方法来解决问题”；“听得懂，但自己动手却又无法解决”；“拿到问题不知从何人手”等等一系列的问题因此，要帮助学生形成合理的认知结构是培养学生解决科学问题的能力的基础在平时的教学中，多数教师只帮助学生建构概念和规律，很少帮助学生建构解决问题的方法针对这种情况在教学中应该通过“一题多解”、“一题多变”、“多题归一”帮助学生建构解决问

11、题的方法，也可以通过对“已经解决得好的问题”及“教师讲解的方法、思路”等进行归纳，来建构解决问题的方法2训练学生解决科学问题的思维策略，培养学生的思维能力学生在解题过程中，不知道怎样用文字、图像、表格等来分析问题，即学生不知如何把问题形象化、具体化例如有这样一道题：不用其他试剂，鉴别KCl、Ba(NO3)2、Na2CO3、Na2SO4、HCl五种无色的溶液解该题时，如果学生能用表格形象的表征问题(如下表)，很快就能看出，取五种溶液中的任意一种，滴入其他四种溶液，通过观察实验现象就可以鉴别出这五种溶液在科学学科中有许多问题需要学生有形象表征能力才能解题，如受力分析、光路图分析、电路图分析、溶液题

12、目的分析等在解题过程中，通过读、思、记等活动，从整体到局部再到整体，对问题进行考察，在头脑中形成该问题整体的、形象的、动态的、清晰的图象，并与大脑中原有的认知结构发生相互作用，才能解决问题有的学生在检查解题过程时无法检出问题的所在，这主要是他们解题思维单一引起的，因为解决科学问题是一个抽象思维、形象思维、直觉思维共同作用的过程顺向思维与逆向思维相互结合，能彻底克服思维单一的不足任何科学的问题都是由已知条件和未知量组成，解决科学问题就是要将已知条件和未知量结合起来解决科学问题的一条思路是从未知量开始，把问题逐步分解，找出已知条件与未知量的关系(逆向思维)；另一条思路是从已知条件出发，根据题意，把

13、问题分成几个简单的问题来考虑，再找出与已知量的关系，把已经找到的几个简单问题的答案综合起来从而解出未知量(顺向思维)顺向思维的缺点是思维的方向不明确，并容易走向错误的方向，一旦进入错误方向就迷途难返；逆向思维的特点是方向明确，始终把未知量作为思维的出发点进行逆推，逆向思维的缺点是未知量与已知量的关系很难接通因为它有时距离已知条件太远，其关系不容易被发现因此，应将顺向思维和逆向思维结合起来进行“双向推理”，在进行顺向推理时，要充分利用已知条件，在进行逆向推理时要确定“子目标”例如有这样一道题：在右面的方框内填上哪种类型的镜子?()A凸透镜B凹透镜C平面镜D凹面镜一部分学生顺向思维，认为没通过镜子

14、的两条光线比通过镜子后的两条光线离得远，所以选A如果教师指导学生逆向分析根据光的可逆性，让光线的方向反过来平行光通过镜子后变成了发散光，这样学生就知道正确答案应该选B由此可见，在解决科学问题时不能只从一个角度考虑问题，要变换思维的角度，克服思维定势的消极影响思维定势是人们在思维中普遍存在的一种心理现象它是指人们按照某种固定的思路和模式去考虑问题，表现为思维的倾向性和专控性在解题的过程中，思维定势既具有积极的意义，又具有消极的影响积极的思维定势是指人们把自己头脑中已有的思维模式恰当地运用到新的问题中去，用于解决新的问题消极的思维定势是指人们把自己头脑中已有的、习惯化了的思维方式不恰当地运用到新的

15、问题解决中，不善于变换思考问题的角度消极的思维定势是我们解题中的最主要障碍之一要克服思维定势，考虑问题就要从多角度进行培养学生的比较能力，对相识的问题要特别谨慎，在解题过程中尽量追求“一题多解”的发散思维注意命题者所没的思维和信息的“陷阱”教师分析一切问题应从学生的概念认知结构、规律认知结构出发，尽力消除学生对问题的模糊认知让学生吃透知识，吃准知识实践证明，培养学生良好的思维习惯，是决定解题成败的关键3分析学生解题出错的心理因素，训练学生的m理素质本校八年级共有900多名学生发放了800份问卷，收回787份，其中有效问卷769份统计结果如下：我校初中学生各项量表高焦虑人数和百分率适度的学习焦虑，这是一种比较正常的心理