验要注意教学问题的适合性——问题本身要有趣、有用，问题难度、广度要适宜，问题在“重复”中要富有新意、并要有一定的针对性，问题要表现出阶梯、并具有适度的开放性等，只有选用这样合适的问题、并通过学生成功地解决这类问题的实践活动，才能有效培养学生解决问题的积极情感体验，也才能使学生真正感到成功解决问题的意义。
从学生自身角度看，帮助他们对成功解决问题或解决问题失败进行合理的归因分析，也是提高他们解决物理问题积极性的一条有效途径。 2.4.2完善学生认知结构——为双向推理找到思路
理论研究及教学实践均表明：大量的专业背景知识是制约有效问题解决的最重要因素，因为它能在问题解决过程中为双向推理找到有效的思路和突破口；而离开了相关学科或专门领域的知识基础，某些相关领域问题则根本就无法解决。
在一定意义上，学生的物理问题解决活动就是按照给定的问题情景对各物体间、各现象间、各过程间、全局与局部间、整体与部分间进行辩证分析，然后根据物理学科知识进行定性或定量的“关联”。要有效地实现这一“关联”，物理教师不仅应当积极促进学生学科知识“量”的增多，更应该努力提高学生物理学科知识的“质”——帮助学生了解物理学科知识的总体结构，深刻理解每一知识点在整体知识结构中的地位、特色及运用特点，在大脑深处形成因果、源流、主次、轻重、隶属、对比等有机协调的学科知识逻辑体系，以提高学生的物理知识的组织化程度。例如，在物理总复习阶段，可引导学生将某些物理量（比如“功”的概念）与其他物理量（如动能增加、势能减少、电场力的功、电流的功、光电子逸出功等）之间的关系加以沟通，使学生对物理知识有一个全面的把握，这是解决物理问题所必须的基本功。
其实，现代认知心理学根据知识的不同表征方式和作用，将知识分为陈述性知识、程序性知识和策略性知识。前面论及的作为解题者重要资本的“货源充足和组织良好的知识仓库”是就陈述性知识而言的，它着重解决“是什么”和“为什么”一类的问题；而程序性知识和策略性知识则是关于“怎样做”以及“怎样去思考”、“怎样去学习”的学问，它直接涉及到问题解决过程如何从已知状态向目标状态转化的具体操作和问题解决的思路确定，因此是完善学生认知结构最为重要的方面。
2.4.3教给学生问题解决策略——掌握、熟练到迁移
教学实践表明：问题解决单靠量的积累并不必然地导致质的提高；优秀学生与中等学生解决物理问题能力差异的最主要原因并不是基本知识的差异，而是问题解决策略上的差异；不同的问题图式中也含有特定的问题解决策略。因此，在物理问题解决教学中，教师应当将解决物理问题的有效思维策略十分清楚地提炼出来，明确地、有意识地教给学生，并让学生在物理问题解决的实践活动中掌握使用各种策略。
物理问题解决策略具有丰富的内容，人们在物理问题解决时经常用到的有模式识别策略、问题转化策略、逻辑推理策略、结合关联策略、极端分析策略、图解表征策略、双向推理策略、回
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顾反思策略等。此外，促进学生形成对问题解决一般过程的意识和对问题解决一般策略的了解，也是问题解决策略教学的一项重要内容。
在进行解决问题策略的教学时，应当注意以下一些问题：
①讲明问题解决策略的意义和价值，有助于提高学生学习和使用策略的热情； ②讲清策略使用的条件，以减小搜索策略的范围，提高检索策略的速度； ③要循序渐进，先易后难，逐步积累；
④一次不要教给学生太多的策略，要留给他们足够的时间去理解、掌握、熟练； ⑤要给出丰富的变式，使学生对策略形成概括性的认识，并能在广泛的范围内迁移。 2.4.4促进学生形成问题图式——为搜索联想准备素材
对物理问题解决过程的仔细研究知道，形成“物理问题图式”有利于提高物理问题解决能力的内在机制源于它能为搜索联想提供素材上的丰富准备。因为问题解决往往首先是问题的识别和问题的表征，而利用已有类似问题的解决经验对新问题的解决无疑会产生积极的帮助。
在物理教学实践中，要形成一定“量、质、类”的物理问题图式——物理问题的原型（又称问题的深层结构）和该种类型物理问题的解决模式，可以考虑以下一些基本途径：
① 问题图式的变式训练
抽象性与具体性要求之间的矛盾在解决问题场合最为突出，学生学会了对具体问题的解决方法，不一定就能够解决其他问题。解决问题的能力或解决问题的迁移形成必须要对问题解决方法进行抽象，但是，教师抽象出来的图式却不能为学生直接接受，它需要学生在具体的问题解决活动中通过排除不重要细节、概括问题解决规则、比较多种变式情境等过程加以自我建构。例如学生要形成一般的碰撞问题图式，他（她）必须通过各种具体碰撞问题的求解——两个物体接触力的碰撞、不接触力的碰撞；冲力的碰撞、摩擦力的碰撞；力学中的碰撞、热学中的碰撞、电学中的碰撞、微观粒子的碰撞等——来实现。
② 问题图式的样例学习
样例学习是与例题教学不同的一种教学处理①。例题教学是由教师讲解例题，然后再让学生做大量的习题。样例学习是向学生书面呈现一批解答好的例题，学生可以自学这些样例，再试着去解决问题，并通过这些问题与样例的熟悉和比较形成物理问题图式。从图式的形成机制来看，样例可以使同样的规律信息在学习者的加工记录中反复出现，因而便于学习者察觉规律，同时消除与加工规律无关的信息和加工环节，提高人的自动化加工能力。
③ 问题图式的开放性训练
认知发展心理学认为，“手段——目的”分析的问题解决策略属于比较幼稚的、急功近利性的解决问题思路，它不利于从学科的知识体系去认识问题，因而不利于形成问题图式，最终阻碍解决问题能力的发展。与此相反，专家的顺向推理思路则立足于从大的知识体系出发对问题作规律 ① 李晓文、王 莹：《教学策略》，高等教育出版社，2000年8月第1版，p.91。
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性的分析——一看到问题的条件马上就会形成对问题的组织推理，即把问题涉及的条件和任务纳入该学科的问题体系中去。基于这一认识，教学中应设法使学生形成反映知识体系的问题图式，为此，在物理问题解决教学中通过对物理问题一题多解的归纳和一题多变的拓展、并通过在此基础上对物理问题的进一步抽象、概括和归类，特别是采用无特殊（具体）条件和无特殊（具体）问题的开放式训练，即从一种情景进行辐射、以此网罗同类操作模式，将有利于学生形成关于物理问题图式的一种体系化的认识。
2.4.5提高学生元认知水平——旨在自发地生成策略
策略性知识学习的最高水平是学习者不仅能在熟悉的问题情境中应用某种学习过的策略，而且能把习得的策略迁移到新的问题情境中。换言之，从学生向老师学习策略、到策略在新情境下的正向迁移、再到学生能根据新的问题情境自发地生成策略，是学生问题解决能力发展变化的三个阶梯，也是学生之间问题解决能力差异的主要原因。能够自发地生成策略是学生问题解决能力发展的最佳境界。
新近的研究表明，要实现问题解决策略从学习、迁移、到自发生成这一最终目标的顺利发展，必须把策略的学习提高到反省认知水平，即学习者必须清晰地意识到所学习的策略是什么（what），它所适用的范围（where），怎样应用（how）、何时应用（when）以及应用的效果（what effect）。很明显，解决这五个“w”（实际上为“4w+h”）的问题实际上就是学生对自己认知过程和结果的认知——反省认知或称为元认知问题。
从元认知的构成成分来看，它包括元认知知识、元认知体验、元认知监控。在这三种成分中，元认知监控能不断评价认知过程、获得认知活动质量的信息，能适时地调整计划、选用恰当策略以保证有效完成任务，并能评价认知结果、估计完成任务的程度，因而是元认知的核心。由于元认知是“认知主体对自身心理状态、能力、任务目标、认知策略方面的认识，同时又是认知主体对自身各种认知活动的计划、监控和调节”，所以，问题解决中的元认知集中表现在学生不断思考：
我已做了什么？我正在做什么？我将要做什么？ 我应用了什么策略？策略有效吗？是否要做一些改动？ 和以前相比，我的最大收获是什么？ ??
把问题解决策略的学习提高到元认知水平，教师可以在自己评估之前为学生提供对自己的答案加以评估的机会，使学生养成良好的自我评估习惯，并能够根据新的问题情境自发地生成问题解决策略，这是教师试图帮助学生发展的一个重要方面，对提高学生的物理问题解决能力具有特别重要的意义。
在实际教学中，从教给学生物理问题解决策略到学生自发地生成问题解决策略，实质上也是学生主要靠外部评价向自我评价、从外控向内控的转变。为了实现这一转变，“启发式自我提问方
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法”或者“元认知训练问题提示单”是极为有效的途径，它能把思维过程控制的主动权交给学生，使学生对物理问题解决过程的监控由外控向内控不断地过渡、由有意识向自动化逐渐地转化，最终形成稳定而有效地调控自己思维过程的元认知技能，自发地生成问题解决策略，从而最大限度地促进学生问题解决技能的迁移和问题解决能力的发展。
当然，和物理概念教学、规律教学、实验教学一样，物理问题解决教学也只是物理教学的一部分，仅就问题解决而研究问题解决，其效果也必然是有限的。因此，只有将物理问题解决教学放在整个中学物理教学的全过程中来研究，才能获得高的效益和好的效果；与此相应，也只有让学生深刻理解和掌握物理概念、规律、实验、方法，并通过一定质和量的物理问题解决活动，才能使学生的物理问题解决能力得到真正地提高。
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程素萍：《高中物理解题策略的训练方法》，《课程 教材 教法》，2000年第1期，pp.27——30。
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第三章 物理开放问题教学的实验研究
在物理开放问题教学理论研究和物理开放问题解决有效策略分析的基础上，本章讨论了物理开放问题教学的目标定位和教学原则，构建了物理问题解决课堂教学模式，提供了物理开放问题教学的具体案例，并就物理开放问题教学的评价问题进行了初步思考。
3.1物理开放问题教学的目标和基本原则
3.1.1物理开放问题教学目标定位
物理开放问题的结构特点决定了它的巨大教育价值。概括起来，物理开放问题教学目标主要定位在以下几个方面：
① 激发学生学习兴趣、发挥学生主体精神
物理问题的开放性(情境开放、条件开放、策略开放、结论开放等)为学生提供了许多要求他们积极思考、富有挑战性的任务。因此，调动每一位学生的学习积极性、激发学生的学习兴趣、发挥学生的主体精神，促进学生形成主动学习的内驱力，这是物理问题解决教学的首要目标和开展有效物理问题解决教学的内在根据，也是促使学生物理知识生成和人格丰满的更为根本的方面。
② 优化学生认知结构、发展学生学习策略
在物理问题解决教学中，物理封闭问题一般用于巩固知识——通过问题解决中的同化作用，促使学生认知结构量的变化；而物理开放问题则便于学生利用各自的观察和经验、整理自己的解题思路、获取新的推理方法，通过问题解决中的顺应作用引起认知结构的质的变化或优化。与此同时，学生的学习策略也得到了相应的发展。
③ 训练学生发散思维、培养学生创新能力
物理开放问题的解决策略相当丰富，它决定了物理开放问题教学需要开阔学生的思维方向，鼓励学生在求解过程中能够从多个角度、正反方向进行思考、探索和推理，从中发现新的问题解决方法；与此同时，注重引导学生对各种解答的优劣加以分析，促进学生发散思维和聚敛思维的有机统一，优化学生的思维品质，培养学生的创新能力。
④ 联系学生实际生活、提高学生实践能力
物理开放问题的情景往往是真实的，与实际生产、生活和现代科学技术密切相关，因此，物理开放问题教学有利于理论联系实际以提高学生的实践能力。
⑤ 训练学生反省思维、提高学生元认知水平
物理开放问题教学还必须着意于培养学生的诊断反思习惯和反思监控能力，提高学生的元认知意识和水平。
⑥ 培养学生综合素质、增强学生现实适应性①
培养学生综合素质、提高学生信息素养、发展学生合作意识、优化学生学习策略、特别是增 ① 陈 勃、申继亮：《指向问题解决的教育思路》，《教育理论与实践》(太原)，2000年第5期，pp.51——53。
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