高中物理多重表征的教學(xué)現(xiàn)狀與思考お

吳新

物理問(wèn)題的解決需要研究者多維度對(duì)問(wèn)題進(jìn)行表征、分析和思考.其中問(wèn)題的表征包含以下幾種方式：樸素表征、文字表征、數(shù)學(xué)表征和圖象表征，這也就是所謂的多重表征.高中物理教學(xué)中，滲透多重表征的教學(xué)，有助于學(xué)生的認(rèn)知構(gòu)建和思維發(fā)展.實(shí)際情況如何呢？以下就是筆者在實(shí)踐中的一些發(fā)現(xiàn)和思考.

1現(xiàn)狀概述

筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)每一種表征方法都有一定程度的使用能力，但是靈活切換表征方式的能力較差，且沒(méi)有以多種方式對(duì)同一問(wèn)題進(jìn)行表征的綜合能力.實(shí)踐中還發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，也能意識(shí)到多重表征的優(yōu)勢(shì)所在，但是自我操作時(shí)，卻因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)不足等原因而無(wú)從下手，而且大部分學(xué)生在文字表征和數(shù)學(xué)表征方面的能力要優(yōu)于圖象表征，且就圖象表征而言，學(xué)生識(shí)圖能力要強(qiáng)于構(gòu)圖能力，即學(xué)生的多重表征能力發(fā)展很不均衡.

2原因淺析

2.1內(nèi)部因素

高中生正處在具體運(yùn)算階段向形式運(yùn)算階段的過(guò)渡期，很多學(xué)生習(xí)慣于形象思維，而抽象思維能力相對(duì)薄弱，因此在物理學(xué)習(xí)上，大多數(shù)學(xué)生只能機(jī)械地進(jìn)行概念和公式的記憶，他們的文字表征和數(shù)學(xué)表征能力略高于圖象表征.此外，學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)于被動(dòng)，長(zhǎng)久的接受式學(xué)習(xí)讓他們思維的發(fā)展受到約束，他們習(xí)慣于對(duì)已有信息進(jìn)行提取和認(rèn)知，卻很少去主動(dòng)探索和分析，這與學(xué)生在圖象表征方面的情況是相對(duì)應(yīng)的：一個(gè)圖象提供給學(xué)生，學(xué)生會(huì)從中分析；而一個(gè)問(wèn)題讓學(xué)生自己構(gòu)建圖象來(lái)研究，他們可能就束手無(wú)策了.當(dāng)然，學(xué)生個(gè)性上的差異也是限制他們多重表征能力發(fā)展的原因之一.

2.2外部原因

學(xué)生的物理知識(shí)獲取以及能力提升大多還是源于物理教材和課堂教學(xué)，而物理教材對(duì)概念和規(guī)律的表征又以文字和數(shù)學(xué)公式為主，教師在教學(xué)中也過(guò)度強(qiáng)調(diào)這兩者的重要性，而且學(xué)生對(duì)大量習(xí)題進(jìn)行練習(xí)時(shí)，也以數(shù)學(xué)表征為主，偶爾某些問(wèn)題用圖象處理較為簡(jiǎn)便時(shí)，教師話(huà)鋒一轉(zhuǎn)，就直接開(kāi)始強(qiáng)調(diào)圖象表征.正是因?yàn)榻虒W(xué)過(guò)程中的嚴(yán)重失衡，導(dǎo)致學(xué)生在多重表征能力上發(fā)展的缺失，相關(guān)問(wèn)題處理時(shí)，學(xué)生的思維單一，不能靈活運(yùn)用各種表征手段，最終影響問(wèn)題解決的效果.

3對(duì)策研究

3.1變更教學(xué)理念，轉(zhuǎn)換課堂模式

實(shí)踐表明，在高中物理課堂上強(qiáng)調(diào)對(duì)多重表征的使用，會(huì)促使學(xué)生在對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析和處理過(guò)程有意識(shí)地使用多重表征，這也有助于學(xué)生多重表征技巧的形成，以及相應(yīng)能力的提高.多重表征屬于解決問(wèn)題的一種充分而非必要條件，一般來(lái)講，學(xué)生不一定能感受到不同表征方式對(duì)問(wèn)題解決的影響.這就要求教師首先要注重多重表征氛圍的營(yíng)造，不僅要將多重表征運(yùn)用于物理概念和規(guī)律的表述，更要在例題講解時(shí)運(yùn)用多重表征，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)不同表征方式的差異.

學(xué)生對(duì)物理問(wèn)題的解決情況直接受到表征能力的影響，其影響程度和表征方式選擇、問(wèn)題本身以及學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)相關(guān).教師在教學(xué)中要嘗試以多種方式對(duì)概念和規(guī)律進(jìn)行表征，凸顯多重表征的重要性.轉(zhuǎn)換課堂模式需要將真實(shí)的物理問(wèn)題引入教學(xué)，讓學(xué)生能直接感受到生活與物理的密切關(guān)聯(lián)，進(jìn)而培養(yǎng)他們的問(wèn)題意識(shí)，并能在教師的引導(dǎo)下，有效實(shí)現(xiàn)問(wèn)題表征，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分析和處理.教師要能積極引導(dǎo)學(xué)生對(duì)同一物理特性，用多種表征手段進(jìn)行表述.例如同一個(gè)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，教師可以讓學(xué)生用語(yǔ)言文字、運(yùn)動(dòng)示意圖、數(shù)學(xué)公式、運(yùn)動(dòng)圖象對(duì)其進(jìn)行描述，而且圖象表征這一方面，教師還可以讓學(xué)生以x-t圖、v-t圖、x-t2圖等形式對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行描述，讓學(xué)生能多角度地認(rèn)識(shí)表征手段的差別，引導(dǎo)表征能力的均衡發(fā)展.

3.2提高教學(xué)要求，強(qiáng)化表征訓(xùn)練

學(xué)生普遍有著小富則安的惰性心理，在他們看來(lái)，只要有一種表征方式能將問(wèn)題表述清楚，這個(gè)問(wèn)題就解決了，他們不會(huì)自發(fā)地運(yùn)用多重表征對(duì)問(wèn)題進(jìn)行描述，因此這就需要教師明確要求，讓他們?cè)趯?duì)具體問(wèn)題進(jìn)行分析時(shí)，要求他們運(yùn)用多種方式進(jìn)行處理，這一方面會(huì)讓學(xué)生熟練各種表征方式的具體操作，另一方面他們也會(huì)在訓(xùn)練過(guò)程中，對(duì)比不同表征的特點(diǎn)，以明確最佳解決方案的選擇，為后續(xù)問(wèn)題的解決提供經(jīng)驗(yàn).

經(jīng)驗(yàn)豐富的學(xué)生往往注重物理問(wèn)題的多重表征，而經(jīng)驗(yàn)相對(duì)較少的學(xué)生在教師沒(méi)有要求的情況下不會(huì)嘗試多重表征.這說(shuō)明經(jīng)驗(yàn)豐富程度對(duì)學(xué)生多重表征的自發(fā)性有明顯的影響，但是教師有意識(shí)的引導(dǎo)也很重要，由此表明，教師要在教學(xué)中提高要求、加強(qiáng)引導(dǎo)，讓多重表征解決問(wèn)題的方式逐漸成為學(xué)生的思維習(xí)慣.

[HJ1.6mm]

多重表征能有效幫助學(xué)生拓展思路，啟發(fā)學(xué)生多角度分析問(wèn)題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的解決.實(shí)踐表明：如果學(xué)生的表征方式較為單一，或是方法選擇較為隨意，那么某一表征方式的選擇就不一定和問(wèn)題最優(yōu)化解決思路相吻合，這將嚴(yán)重降低學(xué)生的問(wèn)題解決效率，甚至直接影響問(wèn)題解決的正確性，但是如果能將多種表征方式綜合運(yùn)用就可以避免上述問(wèn)題.因此，教師強(qiáng)化學(xué)生在多重表征方面的訓(xùn)練，將在幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)靈活切換表征方式的同時(shí)，還能優(yōu)化他們問(wèn)題解決思路.

3.3分析學(xué)生特點(diǎn)，引導(dǎo)思維轉(zhuǎn)換

當(dāng)前的高中生大多屬于“獨(dú)二代”，是在多元文化影響下成長(zhǎng)的一代，他們有著前衛(wèi)的思想，個(gè)性很強(qiáng)，但是心理素質(zhì)較差，易于受到外界的干擾.因此教師在對(duì)學(xué)生的多重表征方法進(jìn)行引導(dǎo)和要求時(shí)，務(wù)必積極研究當(dāng)下學(xué)生的特點(diǎn)，結(jié)合他們的個(gè)性差異進(jìn)行因材施教.對(duì)教師而言，經(jīng)常要面對(duì)學(xué)生特立獨(dú)行的一種情緒：為什么一定要用多重表征，我就習(xí)慣這種表征方式，我的表征方式也能解決問(wèn)題.對(duì)這種心理，教師要以疏導(dǎo)為主，可以針對(duì)學(xué)生的表征習(xí)慣，一方面列舉問(wèn)題，將多元表征的處理方法一一呈現(xiàn)，讓學(xué)生自我比較和總結(jié)，從中發(fā)現(xiàn)自己思維的局限；另一方面，積極安排問(wèn)題素材，讓學(xué)生以他們所不習(xí)慣的表征對(duì)某一類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行處理，同時(shí)這類(lèi)問(wèn)題用他們習(xí)慣的表征方式處理的過(guò)程較為繁瑣，逐漸地“不習(xí)慣”的方法也會(huì)變成“習(xí)慣”的方法，學(xué)生抵觸情緒就會(huì)消除.

大多數(shù)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的認(rèn)知有限，他們的問(wèn)題表征能力也較為局限，而且不同的學(xué)生在認(rèn)知需求上也存在不同，教師應(yīng)該結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況匹配相應(yīng)的教學(xué)策略.例如針對(duì)某些抽象思維能力有所缺失的學(xué)生，教師要運(yùn)用形象直觀的表征方式實(shí)施教學(xué)，給予學(xué)生形象而深刻的感知，進(jìn)而幫助他們探索其內(nèi)在規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，再將學(xué)生的探索活動(dòng)導(dǎo)向抽象領(lǐng)域，引導(dǎo)他們從抽象概括的表征方式來(lái)理解問(wèn)題；對(duì)于抽象能力較高的學(xué)生，教師可以提出個(gè)性化的要求，讓他們自主地以適合自己的表征方式來(lái)構(gòu)建認(rèn)知，同時(shí)也要讓他們能變換角度來(lái)認(rèn)識(shí)問(wèn)題.而在實(shí)際教學(xué)中，我們大多數(shù)教師過(guò)分側(cè)重了抽象概括的表征方式，忽略了切合學(xué)生基礎(chǔ)的形象思維和直覺(jué)思維，導(dǎo)致學(xué)生不僅在多重表征能力上的缺失，更導(dǎo)致他們的物理認(rèn)知構(gòu)建過(guò)程的失衡.所以，我們的教學(xué)活動(dòng)要充分尊重學(xué)生的個(gè)體差異，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展情況來(lái)選擇合適的策略，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)學(xué)生多重表征的協(xié)調(diào)發(fā)展，提高學(xué)生的綜合素質(zhì).

總之，教師要結(jié)合教學(xué)的實(shí)際情況，實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，改進(jìn)物理課堂，促進(jìn)學(xué)生多重表征的均衡發(fā)展，這有助于他們物理思維能力的提升，也有助于他們科學(xué)方法的形成.