《电工基础》解题教学指导中对学生思维能力的培养(一)

摘  要：在《电工基础》解题过程中，教师引导学生通过对构建问题图景、拟定解题方案、探求解法、反思总结等环节思维策略的正确选择和运用，可以达到顺利解决问题，提高学生解题能力，培养思维能力的目的。
关键词：电工基础；指导；解题过程；思维策略；运用
 
 《电工基础》的解题过程是一项十分重要的实践活动，也是一项创造性的脑力劳动，需要各种心理活动的参与，其中最重要的是思维的参与。在解题过程的每个环节中思维策略的选择和运用对于问题解决的成败起着关键的作用，因此，习题教学中训练学生解决问题思维策略，可以达到提高解题能力，培养思维能力的目的。
 一、构建问题图景过程中运用的思维策略
 要解决问题，首先要明确问题，即在头脑中构建清晰的问题图景。建构的过程是对问题信息的发现、辨认、转译过程，它是学生有目的、有计划的知觉活动。该过程的思维策略是形象表征和整体把握问题，通过读、思、记等活动，从整体到局部，再从局部到整体，对问题进行考察，在头脑中形成该问题整体的、动态的、形象的、清晰的图景。读，就是通过对问题的文字和附图反复阅读，以发现问题表达的字面意义；思，即分析判断问题中所描述的对象、现象、过程及其联系，弄清问题中所涉及的量及其相关因素，包括已知的、未知的、直接的、明显的、隐含的因素等，全面系统地把握相关信息，抓住问题的外部特征，弄清解决问题的条件；记，就是将问题中的对象、过程、现象及其联系形象化、具体化，在头脑中形成该问题的图景。
 为保证以上活动的顺利进行，教师可以提供以下问题“菜单”，帮助学生仔细、深入地分析题意，明确问题的本质所在，更好地形象表征和整体把握问题。
 ·明确需要解决的问题。是一个结构良好问题，还是一个开放性问题？是否需要自己寻找问题或建构问题，已知什么、要求什么？已知的具体数据还是字母已知量？隐含的条件是什么？缺少的条件是否必要的？是否有信息多余？
 ·研究对象如何选取。如电路的分析是选择整个电路，部分电路还是其中一条支路作为研究对象。
 ·以前解题经验有无利用价值。以前解决过同类型的问题吗？是否见过相同的问题或稍有不同？是否认识一个与眼前问题类似但更简单、更熟悉的问题？
 ·能否构造出待求问题的情景。能画出一张图来说明问题或表征问题吗？
 二、拟定解题方案过程中运用的思维策略
 问题图景的建构为问题的解决提供背景框架，拟定解题方案（即寻找问题的解题思路）则为问题的顺利解决铺路架桥。该过程是解题者为实现问题的目标状态对题目信息进行充实、加工、增殖的过程，思维活动最为紧张、最为活跃。因此，该环节思维策略选择和运用的正确与否，对于问题解决的成败和优劣起着关键的作用。
 1、顺向思维和逆向思维相结合。运用逻辑推理的目的是在问题的已知条件和终极目标之间建立关联。利用逻辑推理的逆向思维方向明确，始终把未知量作为思维的出发点进行递推，但有时离已知量太远，很难寻找中间的“桥梁”；利用顺向思维推理能知道更多地选择使用的已知条件，但思维方向不明确。因此，应用两种思维结合，进行双向推理，结合两方面的优势，使起始状态和目标状态相互逼近。
 2、分解目标，构建解决问题的目标体系。对综合性强、难度较大的习题可以将目标分解，设计成一个有层次的系列问题，建构解决问题的目标体系。通过子目标实现，一步一步逼近问题的解决。同时，在每个子目标实现后再综合，展现复杂问题的本来面目，使学生从中体会解决综合性问题的思维方法。
 3、变换思维角度，克服思维定势障碍。当某些知识结构较之其他知识更容易让人想起时，就会发生定势效应。这些知识如果是问题解决的步骤或是问题解决所必须的，它就会促进问题的解决；如果不是必须的，就会阻碍问题的解决。因此，在实施问题解决中必须学会放弃不合适的想法，并努力尝试其它新方法。
 4、选择和启用原有的问题结构图式。明确问题后，学生应迅速将问题同已有的知识进行关联，设法将问题进行简化和转化，归结到熟悉的问题或知识那里，借助于已有的知识和经验，选择和启用原有的问题结构图式，使问题获得解决。
 三、探求解法过程中运用的思维策略
 探求解法是解决问题的关键。在这过程中除了应用分析与综合、抽象与概括、比较与分类、科学推理等基本思维方法外，还应掌握处理电工学问题的一些特殊的思维策略。
 1、等效转换：即在效果相同的前提下，把较复杂的实际问题转化为简单、理想的等效问题来处理。在直流电路问题分析中，常见的有电阻三角形联接与星形联接的等效转换，电压源与电流源的等效转换，将有源二端网络等效为实际电压源的转换，以及等效电阻法等。例如：对于诸如“如图1所示，电路电动势E和电阻值R1、R2、R3已知，求电阻R4为何值时可获得最大功率？最大功率为多大？”

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