如何通过情境习题培养学生的信息加工能力

摘 要：要想在实际的教学当中，有效地培养学生辨别信息、获取信息和处理信息的基本能力，就必须要让教学的过程能够满足信息的输入、加工、输出的基本过程.本文主要对情境习题培养学生信息加工能力的主要方法进行的研究.

关键词：高中物理;习题设计;信息加工能力;培养策略

中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008-0333（2021）06-0047-02

收稿日期：2020-11-25

作者简介：叶进成（1977.1-），男，本科，中学高级教师，从事高中物理教学研究.

怎样才能有效地提高高中物理教学的实际效果呢？每一位教师都在着重思考这个课题.事实上物理的课程教学有不同的类型：新课的教学、复习课的教学、练习课的教学等等，在实际的教学当中引导同学们以正确的方法进行物理习题的处理是非常重要的环节，不仅能够让学生的思维障碍得以突破，也能让同学们的解题速度大幅度的提高，更是能让同学们学会对信息进行正确的识别、判断和处理.

一、信息加工学习理论的重要概述

在实际的高中物理教学中对学生信息加工能力的培养也是有理可依的，物理教学中针对不同情境的习题对学生信息加工能力的培养主要是依据信息加工学习理论完成的，这个理论主要介绍的是个体在接受刺激的表现反应以及内心的活动作为信息处理的历程.环境会对人的感觉记忆产生非常重要的刺激，而且进入人的感觉记忆的信息也会通过更加深刻的注意和加工之后才可能产生短时的记忆，必须要对其进行进一步的心智加工，否则就会对这些短时记忆的内容造成遗忘.而长时间的记忆信息会被有效的提取出来，只有能够提取出来完善学习的过程才算是圆满的结束.

二、学生无法准确进行习题信息加工的问题分析

1. 无法完成关键信息的提取从而形成建模的困难

通过课堂上组织学生参与的相关实验的结果发现：当同学们使用自己不熟悉的材料完成实验时，对实验的测量所占的记忆容量会明显的减少.然而当前的高中物理的练习题中有很多的題目都会呈现出大量的信息量，这严重超出了学生短时记忆容量的范围，所以学生在审题的过程当中就会遗漏题目当中的某些关键信息，会对同学们信息核心加工与处理的效率造成很严重的影响，更是无法完成核心信息转化为物理场景的准确过程，从而会影响学生的物理建模导致发生不必要的错误.

例如下面这道题：

有一个实验小组的学生，想要利用弹簧进行劲度系数k与长度（圈数）的关系的研究，设置了如右图所示的实验装置，长弹簧是均匀的，而且保持竖直悬挂，在弹簧上固定了七个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6，弹簧上的七个指针分别位于距离悬挂点0、10、20、30、40、50、60的圈处的位置.在弹簧旁边固定一竖直放置的刻度尺，可以明确地读出指针的位置，指针P0指向刻度尺的0刻度.现已知弹簧下端没有悬挂重物时各个指针的位置记为x0，当悬挂重物的质量为0.100kg的砝码时指针的位置记为x;测量的结果为下表所示（n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80m/s2）.若实验使用的总圈数为60，整个弹簧平行放置在桌面上的自由长度为11.88.

（1）将表格中的数据①、②填写完整;

（2）若以n为横坐标，1k为纵坐标，试着画出1k-n的图像;

（3）1k-n的图像中画出的直线可以近似认为是通过原点的，如果实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与圈数n的关系表达式为k=③N/m;该弹簧的劲度系数k与自由长度l0（单位为m）的表达式为k=④N/m.

通过对同学们答题的得分情况进行研究可以发现，大部分学生都没有在回答第一个小问题时准确地使用胡克定律进行数据①、②的计算，而求解弹簧的劲度系数k的倒数时的运算能力也相对较差，几乎没有学生去回答问题④.这道题就属于是信息量比较多的题目，而且有很多学生在看到题目很长的时候就会直接选择放弃，题目当中有隐性信息的存在，如果漏掉这些隐性信息，反而会让问题无法得到解决，所以就要求同学们在解题的时候一定要保持思维的宽广，而且要把学过的基本原理和规律有效运用.

2. 无法按照序列进行信息的加工从而引发思维的混乱

事实上，有效地解决一道物理问题一定要经过若干个信息的加工过程，每一个过程都是环环相扣的，如果同学们不能有效地对信息的序列进行加工处理，一旦出现遗漏，肯定会影响下一步的加工的逻辑发展，从而会导致学生思维的混乱.

例如下面这道题：现有一个物体静止在粗糙的水平面上.如果用水平拉力F1拉动物体，在一段时间之后物体的速度改变为v，如果把水平拉力的大小改变为F2，物体从静止开始会经过同样的时间之后，速度就变成了2v.对于上文所述的两个过程，如果用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功，WF1、WF2分别表示前后两次运动中克服摩擦力所做的功，那么存在关系（）.

A.WF2>4WF1，WF2>2WF1

B.WF2>4WF1，WF2=2WF1

C.WF2<4WF1，WF2=2WF1

D.WF2<4WF1，WF2<2WF1

在同学们完成了这道题目之后对同学们的错误率进行统计，结果发现做错的学生还是很多的，与同学们交流了他们的思路之后，我发现大部分同学都会选择先求解WF1和WF2的关系，通常都会使用W=Fl这个公式来计算.然而，位移的关系就用匀变速直线运动的公式求解出l2=2l1，但是却没有明确WF1和WF2的定量关系，所以就让自己的解题陷入了僵局.同学们的思路没有及时的转变，主要就是因为没有对信息进行有序的加工.

三、通过情境习题培养学生信息加工能力的策略

1. 以重组策略进行信息加工

每一道物理题目都会通过题目的内容创造出不同的情境，而高中物理的大部分习题所提供的信息往往都会呈现出几种不同的现象或是过程，而每个现象和过程都会用文字形式表征.比如上面介绍的第一道例题就有文字表述题干信息量大的特点，同学们想要解决这类问题，首先必须要设身处地进入到习题的情境当中，关键在于能否识别习题当中出现的是哪种具体的物理现象，这些物理规律之间会有怎样的联系？正确的解题的思路发展应该是先对题目的内容进行分割，然后在对分割之后的信息进行进一步的加工重组处理，这样就可以做到现象与规律的正确匹配.而复杂的物理情境也可以得到简化，同学们能够通过循序渐进的操作，把这些复杂的问题重新排列组合，更能体现出学生信息加工的效率和能力.

2. 以有序化策略進行信息加工

按照特定的顺序进行信息的加工处理，更是会让同学们把握习题的系统性.在习题中给出的基本条件都是有相互的联系和相互的作用，要对这些题目进行系统化的界定，就必须要让题目当中所创设的情境充分地做到每一个要素的有序排列，从而形成一种最佳组合才会产生更加系统化的最佳效果.实际的物理教学中要想帮助同学们在这些情境习题当中找到物理学科知识的内在联系，必须要帮助同学们形成完善的知识体系，而且对于那些教学中的重点难点更要尽可能多地引导同学们按照线索进行抽象概念的归纳和整理，把这些孤立的知识点形成一个系统化的网络结构，还可以选择思维导图的方式来帮助学生完善知识，从而得到更好的学习反馈效果.

物理的习题中蕴含了很多创造性的思维发展的因素，希望教师能够在习题的教学当中多对学生的发现信息、处理信息的能力加以培养，这是提高学生物理科学素养的重要途径，能够对学生创新意识和实践能力的发展发挥非常重要的作用，对学生未来的发展也是不可或缺的.

参考文献：

[1]赵飞.论如何加强高中物理的信息化资源建设[J].新课程学习（中），2013（8）：140.

[2]李茜.注重信息加工提高学习效果——物理有效教学的思考与感悟[J].中学物理教学参考，2018，47（18）：98.

[3]靳文晟.信息处理在高中物理学习中的应用[J].数字通信世界，2018，165（09）：189.

[责任编辑：李 璟]