《電工基礎》解題教學指導中對學生思維能力的培養(一)

摘  要：在《電工基礎》解題過程中，教師引導學生通過對構建問題圖景、擬定解題方案、探求解法、反思總結等環節思維策略的正確選擇和運用，可以達到順利解決問題，提高學生解題能力，培養思維能力的目的。
關鍵詞：電工基礎；指導；解題過程；思維策略；運用
 
 《電工基礎》的解題過程是一項十分重要的實踐活動，也是一項創造性的腦力勞動，需要各種心理活動的參與，其中最重要的是思維的參與。在解題過程的每個環節中思維策略的選擇和運用對于問題解決的成敗起著關鍵的作用，因此，習題教學中訓練學生解決問題思維策略，可以達到提高解題能力，培養思維能力的目的。
 一、構建問題圖景過程中運用的思維策略
 要解決問題，首先要明確問題，即在頭腦中構建清晰的問題圖景。建構的過程是對問題信息的發現、辨認、轉譯過程，它是學生有目的、有計劃的知覺活動。該過程的思維策略是形象表征和整體把握問題，通過讀、思、記等活動，從整體到局部，再從局部到整體，對問題進行考察，在頭腦中形成該問題整體的、動態的、形象的、清晰的圖景。讀，就是通過對問題的文字和附圖反復閱讀，以發現問題表達的字面意義；思，即分析判斷問題中所描述的對象、現象、過程及其聯系，弄清問題中所涉及的量及其相關因素，包括已知的、未知的、直接的、明顯的、隱含的因素等，全面系統地把握相關信息，抓住問題的外部特征，弄清解決問題的條件；記，就是將問題中的對象、過程、現象及其聯系形象化、具體化，在頭腦中形成該問題的圖景。
 為保證以上活動的順利進行，教師可以提供以下問題“菜單”，幫助學生仔細、深入地分析題意，明確問題的本質所在，更好地形象表征和整體把握問題。
 ·明確需要解決的問題。是一個結構良好問題，還是一個開放性問題？是否需要自己尋找問題或建構問題，已知什么、要求什么？已知的具體數據還是字母已知量？隱含的條件是什么？缺少的條件是否必要的？是否有信息多余？
 ·研究對象如何選取。如電路的分析是選擇整個電路，部分電路還是其中一條支路作為研究對象。
 ·以前解題經驗有無利用價值。以前解決過同類型的問題嗎？是否見過相同的問題或稍有不同？是否認識一個與眼前問題類似但更簡單、更熟悉的問題？
 ·能否構造出待求問題的情景。能畫出一張圖來說明問題或表征問題嗎？
 二、擬定解題方案過程中運用的思維策略
 問題圖景的建構為問題的解決提供背景框架，擬定解題方案（即尋找問題的解題思路）則為問題的順利解決鋪路架橋。該過程是解題者為實現問題的目標狀態對題目信息進行充實、加工、增殖的過程，思維活動最為緊張、最為活躍。因此，該環節思維策略選擇和運用的正確與否，對于問題解決的成敗和優劣起著關鍵的作用。
 1、順向思維和逆向思維相結合。運用邏輯推理的目的是在問題的已知條件和終極目標之間建立關聯。利用邏輯推理的逆向思維方向明確，始終把未知量作為思維的出發點進行遞推，但有時離已知量太遠，很難尋找中間的“橋梁”；利用順向思維推理能知道更多地選擇使用的已知條件，但思維方向不明確。因此，應用兩種思維結合，進行雙向推理，結合兩方面的優勢，使起始狀態和目標狀態相互逼近。
 2、分解目標，構建解決問題的目標體系。對綜合性強、難度較大的習題可以將目標分解，設計成一個有層次的系列問題，建構解決問題的目標體系。通過子目標實現，一步一步逼近問題的解決。同時，在每個子目標實現后再綜合，展現復雜問題的本來面目，使學生從中體會解決綜合性問題的思維方法。
 3、變換思維角度，克服思維定勢障礙。當某些知識結構較之其他知識更容易讓人想起時，就會發生定勢效應。這些知識如果是問題解決的步驟或是問題解決所必須的，它就會促進問題的解決；如果不是必須的，就會阻礙問題的解決。因此，在實施問題解決中必須學會放棄不合適的想法，并努力嘗試其它新方法。
 4、選擇和啟用原有的問題結構圖式。明確問題后，學生應迅速將問題同已有的知識進行關聯，設法將問題進行簡化和轉化，歸結到熟悉的問題或知識那里，借助于已有的知識和經驗，選擇和啟用原有的問題結構圖式，使問題獲得解決。
 三、探求解法過程中運用的思維策略
 探求解法是解決問題的關鍵。在這過程中除了應用分析與綜合、抽象與概括、比較與分類、科學推理等基本思維方法外，還應掌握處理電工學問題的一些特殊的思維策略。
 1、等效轉換：即在效果相同的前提下，把較復雜的實際問題轉化為簡單、理想的等效問題來處理。在直流電路問題分析中，常見的有電阻三角形聯接與星形聯接的等效轉換，電壓源與電流源的等效轉換，將有源二端網絡等效為實際電壓源的轉換，以及等效電阻法等。例如：對于諸如“如圖1所示，電路電動勢E和電阻值R1、R2、R3已知，求電阻R4為何值時可獲得最大功率？最大功率為多大？”

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