金娟

摘要：落实双减政策，提高解题能力，提升学科核心素养是目前教学所关注的。面对千变万化的新题型，研究学生解题过程中出现的问题和相应的解决对策，能够有效提高教学质量，做到减负不减质。 “编程思维”是一种解决问题的思维方式，借助“编程思维”，通过细致译码明方向，灵活解码寻策略，拓展编码提思维提升学生的解题技巧和学科思维。

关键词：编程思维;解题能力; 科学思维

一 、“三难”现状：解题能力研究的缘起

近日，中共中央、国务院印发了《关于深化教育教学全面提高义务教育质量的意见》，文件中明确指出要坚定不移地对学生进行双重减负，培养“五育”并举的学生。但考试中，新题型层出不穷，教师在这减负背景下又该如何提高教学成效以帮助学生提高解题能力，提升学科思维？笔者以2020学年第二学期西湖区期末卷25题目为例：

【案例1】潜水员在水中看鱼时，发现了一个奇异的现象，靠近水面游动的鱼儿都是成对的出现，如图所示，这是由于光的 （选填“反射”或“折射”）形成的。若鱼保持不动，往鱼缸中缓缓加入适量的水至水面平静，鱼和像之间的距离 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。

本题考查光的反射和折射的判断以及平面镜成像的特点。情景是学生比较熟悉的潜水员下潜中看到的景象。但这道题跟我们平常见到的又有所区别，通过找准关键信息仔细思考是可以解决问题的。但从数据上分析，学生错误率较高。笔者所教的两个班67个学生，仅有21个学生回答正确。第二空失分更严重，绝大部分同学直接写了“不变”，有的同学想到画图（光学题按老师建议进行建模画图）但画图时未把握关键信息，还有的学生根本无从下手。由此可见，再熟悉的场景，若学生不会读题、审题，不会找准题目本质进行迁移，做再多题也无异于机械重复，思维方式可见一斑。深入思考，原因主要有三个方面：

（一）读题困难，问题理解止于定式。读完题，无法理解题目的意思，不能抓关键抓“题眼”，一些专业术语，无法准确理解其含义，甚有读了前面忘了后面，读后一脸茫然，读题陷于“想当然”以致答非所问。

（二）解题茫然，问题分析浮于表面。读完题，无法正确抽离题目中的关键信息进行过程演绎，难以理解题目本质，无法将新旧知识进行有效联系，问题分析粗浅，找不到有效的解题方法。

（三）反思欠缺，问题拓展弱于思维。学生陷于“做一题算一题，上课听得懂，换个情境自己独立做却难以找到思考方向”的尴尬境地，学生对所学知识不能进行灵活运用，应变能力欠缺，科学思维薄弱。

为灵活题目转译、明确解题方法、进而拓展思维，做到触类旁通，笔者尝试通过“编程思维”践行科学解题过程，建立“译码读题明方向、解码解题寻策略、编码拓展提思维”的解题过程，从而转变解题思维方式和思维策略，避免陷入机械做题误区。

二、三“码”解困： 基于“编程思维”提升解题能力实践研究

所谓“编程思维”并不是编写程序的技巧，而是一種解决问题的思维方式，通过发现问题、分析问题、解决问题、最后总结问题规律，建立此类问题的模型，形成一套完整的程序。笔者将其应用于科学解题过程，通过“译码”明确解题方向、“解码”建构解题模型、“编码”拓宽学生思维。通过设计一步步的解决路径，找到解决整个问题的完整程序。

（一）细致“译码”，题由“译”明

“编程思维”首先要发现问题，理解问题。科学解题同样始于问题理解，理解问题，读题是第一步。读题，就是在面对题目的时候，可以在题目中分析出各类已知条件以及未知条件，以及其中的隐含条件和干扰信息。学生只有通过有效的阅读，才能识记题目，串联题干、问题，认知题眼所在。在科学解题过程中，大致有三类题目需要学生读题时进行细致梳理：信息题、概念题及实验探究题。

1.译信息：圈画关键，找准角度

读题遗漏关键信息是造成学生答题错误的重要因素，见到熟悉的背景，不细看题目信息，不深入思考，凭借反复的练习形成的所谓“经验”答题，结果因思维的固化而陷入答题误区。例如案例1中的潜水员看景，看似情景很熟悉，其实不然。讲解时笔者让学生圈画关键词，再写出从关键词中你可以得到哪些信息，从而明确思考的方向，如此正确率有明显提升。

信息题学生之所以错，原因就在于学生看到情景熟悉后不认真审题，以为和以前做过的题一样，从而造成思维定势。对于新情境中的信息，教师在教学中要引导学生整理题干，利用圈画关键词明确答题角度，从而规避因思维定势造成的答非所问。

2.译概念：回归教材，深度辨析

科学概念学科专业性强，也是考试考查的重点，但得分率不高，究其原因主要是学生对概念理解不到位，对相似概念的辨析模糊不清。因此，在科学教学中，老师必须把基础知识落实到位、注重概念的准确表达、延伸和辨析，这是高效解题的基础。

分析：这是一道学生在学光学时必然会碰到的一类概念题，并不是难题，主要是考察学生对光的三大原理的认识，笔者在教学时引导学生进行如下流程读题，准确率大大提高：

对于科学中的其他概念、定义等，教师也可以按照此思考流程引导学生进行有效读题。教学中必须重视教材，基于对教材概念的理解进行教学，该记忆的必须牢记，该辨析的必须强化训练，以求理解，它是我们解题的基础。

3.译实验：明确目的，找准变量

科学课程标准指出，科学探究活动是培养科学观念与能力的重要途径，也是培养创新精神与实践能力的有效手段。因而科学探究题是科学考查的重点。探究题对实验目的是必定要关注的，因为实验目的中不但明确了为什么做这个实验，更重要的是目的中往往提示了该实验的自变量和因变量，这往往是题目所要考查的方向，仔细查看实验目的，明确实验意图，方能“对症”。

分析：这道实验探究题取材于生活，素材新颖，创新性强，对学生能力要求较高。读题时，教师引导学生通过以下思考流程进行读题，如下：

实验题一直是考试重点考查的题型，这类题往往素材新颖，但万变不离其宗，学生通过类似读题方法，将降低探究题译码难度，同时以此为统辖解答方能不“偏航”，不遗漏。

（二）灵活“解码”，题由“解”清

“编程思维”第二步是找出路径来解决问题。读题“译码”，找准关键，明确答题方向后，紧接着下一步便是进行“解码”。对于不同题型，可以灵活选择不同的路径，通过拆解问题，演绎流程，建立模型等技巧，使得题目便于学生理解和解答。

1.拆解题目，化繁为简

“编程思维”是一种拆解思维。拆解，简单来说就是“把复杂问题拆解成更可执行、更好理解的小步骤”。科学解题中也可用到这种方法。

分析：非常简洁的一段文字，大部分学生读完后除了数据之外脑子里可能并没有留下什么，可谓无从下手，这时我们需要将问题拆解成几个小问题进行求解。首先学生已知溶质质量的计算，明确稀释是加水，所以前后溶质质量不变。教师在解题教学时可将其拆解如下：

最后由稀释前后溶质质量不变，列出等式即可求解。

拆题“解码”，即根据学生已有的知识能力，将一个综合性的难题，拆分成几个基本“问题串”逐一进行解答，从而达到难题浅解，大题小解，化繁为简的目的，降低解题的难度。

2.理解模式，流程演绎

“编程思维”中的算法执行是一步步解决问题的过程。教师在解题教学时，若只是采用传统口述，或文字板书形式，部分基础薄弱的学生仍旧会由于接收碎片化信息，无法吸收以形成流程而出现“掉队”的情况，而运用流程图演绎解题模式，学生可由开始的模仿解题到之后感悟、掌握、创新此类题目，进而提高解题效率和思维品质。

每一类题一般都有对应的思考模式，如案例中的液面升降问题，再如力与运动状态相关的题，我们需要先确定受力物体 明确运动状态分析力的大小和方向。 对于此相关题型，即可利用模式进行流程演绎，相比于文字呈现的信息，学生在知识信息加工时，更容易记住图示信息，直观明了展示各步骤间的逻辑关系。通过流程演绎这一可视化的图像手段，将师生间思维外显化，学生从模仿到进一步掌握解题模式，形成范式。

3.绘解图形，建立模型

“编程思维”中的模型识别是识别不同问题中的模型和趋势（共同点）的过程。科学解题过程中，对于能用图形结合方式呈现的题型，教师应鼓励学生在解题过程中将所研究的科学对象或过程通过抽象、理想化、简化和类比等方法形成科学模型。用图形结合的思想去构建题目，创建模型，能从整体上把握和解决问题了，特别是物理中的光学、电学、力学等题目。

分析：这类题目若不通过构建杠杆模型，画图来解决，是相当困难的。教师要引导学生对此类题目，需要先抽象出模型，同时边读题，边进行画图。这里的三角板我们可以认为是一个杠杠，找到杠杆的五要素，利用杠杠模型解题，如图

除了物理用到画图和模型之外，化学中也有模型，如气体发生装置模型、分子模型等，教师在平常教学中需要不时引导学生挖掘题目本质，抽丝剥茧，把复杂、具体的事物用简单、抽象的模型来代替，以突出主要矛盾，舍去次要矛盾。

（三）多维“编码”，题由“编”活

学生解题只见树木，不见森林，做题只困于此题，不会触类旁通，原因主要在于学生没有形成科学思维。因此教师在教学时，可以从洞察思维偏差，呈现思维方式、创编习题角度帮助提升学生思维的深度和广度。

1.一维：核心编码，导图击错点

古语云：“学起于思，想源于疑”，可见思维源于问题，学生思维困惑之处是教学着力点，亦是考点。学生进行编码创题，其核心来源便是学生自身的错题。原有的习题纠错，学生仅就题论题，并无剖析错题背后的缘由（知识点、习惯），下次仍会重蹈覆辙;教师不知学生易错点，教学盲目。通过师生共同剖析易错点，以鱼骨图形式深度探析错因，为教师教学和学生编题提供证据支撑。

2.二维：说题编码，支架导思维

经常有学生反应，上课明明听懂了，但一到同内容、同方法时就会原形毕露，感觉无从下手，其实原因就在于听，学生的思路是被动被老师带着的，当完全脱离支撑时，学生没法提取有效信息进行问题分析。让学生尝试说题对于理清思路，提升思维是非常有用的，同时也为后面学生创编题目提供思路。

利用模板训练一段时间后学生可以独立说题，当学生不断尝试说题时，他对于知识的思考就从被动转变为主动，这对于学生科学思辨能力和思维方式的提高都是长足的。同时在学生交流、点评过程中，思维充分碰撞，拓宽了学生的思维广度和深度，为后面学生的编题提供多角度思路。

3.三维：展示编码，互编创乐趣

学生摸清易错点，说题激发兴趣、拓宽思路后，教师鼓励学生以命题人的视角来模仿编题拓深思维。通过模仿编题让学生把握题目中的核心要素，学会将知识点的考查、学生易错点的考查通过创编题目进行实现。模仿编题时，笔者给出一个情景，试着让学生设计三种题型：概念型、信息型和实验探究型，以此来拓宽学生思维。对于编题，笔者不会过分要求学生编题的质量，主要是让学生体会命题人的意图，试着将关键信息、隐含信息融于题目条件中来正确表达知识点，并理清知识点间的逻辑关系，面对题目时也能以出题人意图去思考。

在编题环节中，学生通过互相讨论，改编题目，进一步明确了考查的知识点和解题的思路。其中不乏考试时的易错点和混淆点的辨析，如质量与重力的区别。在这一过程中，也大大激发了学生学习兴趣，激荡出了科学思维火花。

三、“三点”展望：求索解题之道，力谋学科思维

在科学解题过程中，如果将题目比喻成一个程序的产品，那么有效的读题就是通往该“产品”的代码，解题策略就相当于带领该代码通往“产品”的算法，思维的提升使得该“产品”能够做到举一反三。借鉴“编程思维”建立科学解题程序，不仅能提高学生的科学解题能力，提高的科学成绩，同时也提升了学生的学科素养和学科关键能力。

（一）“编程思维”解题有利于激发学生学习基础的热情。

读得了题，读得懂题，抓地住题目本质，学生才有解题的兴趣，觉得自己可以做，做得也不错，进而才有进一步学习该学科的热情。通过有效读题，学生 “快、狠、准”解决问题，大大激发了学生学习的兴趣。

（二）“编程思维”解题有利于培养学生的科学解题思维。

编程思维是一种解决问题的思维方式。在科学教学过程中，经常碰到学生听课似乎都懂，做题却手足无措，这主要是因为学生缺乏科学的解题思维，缺少知识再创造的过程。编程思维其实就是一个培养学生科学思维能力的过程，让学生能对所学知识进行再创造。

（三）“编程思维”解題有利于拓展学生思维广度和深度。

编程思维最后通过一系列的“编码”方式，让学生自我创编、自我归因、自我说题等途径拓宽学生思维，体验编题者的思维，从而提高做题准确率和效率。

多路着手，多方联动，提升解题的质量与速度，避免陷入题海的泥潭，力求减负同时不减质，从而谋求学科高阶思维，这将是我们学科教学所要努力的。

参考文献：

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