高中物理多重表征的教學現狀與思考お

吳新

物理問題的解決需要研究者多維度對問題進行表征、分析和思考.其中問題的表征包含以下幾種方式：樸素表征、文字表征、數學表征和圖象表征，這也就是所謂的多重表征.高中物理教學中，滲透多重表征的教學，有助于學生的認知構建和思維發展.實際情況如何呢？以下就是筆者在實踐中的一些發現和思考.

1現狀概述

筆者在教學中發現，學生對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，且沒有以多種方式對同一問題進行表征的綜合能力.實踐中還發現，學生在教師的引導下，也能意識到多重表征的優勢所在，但是自我操作時，卻因為經驗不足等原因而無從下手，而且大部分學生在文字表征和數學表征方面的能力要優于圖象表征，且就圖象表征而言，學生識圖能力要強于構圖能力，即學生的多重表征能力發展很不均衡.

2原因淺析

2.1內部因素

高中生正處在具體運算階段向形式運算階段的過渡期，很多學生習慣于形象思維，而抽象思維能力相對薄弱，因此在物理學習上，大多數學生只能機械地進行概念和公式的記憶，他們的文字表征和數學表征能力略高于圖象表征.此外，學生的學習過于被動，長久的接受式學習讓他們思維的發展受到約束，他們習慣于對已有信息進行提取和認知，卻很少去主動探索和分析，這與學生在圖象表征方面的情況是相對應的：一個圖象提供給學生，學生會從中分析；而一個問題讓學生自己構建圖象來研究，他們可能就束手無策了.當然，學生個性上的差異也是限制他們多重表征能力發展的原因之一.

2.2外部原因

學生的物理知識獲取以及能力提升大多還是源于物理教材和課堂教學，而物理教材對概念和規律的表征又以文字和數學公式為主，教師在教學中也過度強調這兩者的重要性，而且學生對大量習題進行練習時，也以數學表征為主，偶爾某些問題用圖象處理較為簡便時，教師話鋒一轉，就直接開始強調圖象表征.正是因為教學過程中的嚴重失衡，導致學生在多重表征能力上發展的缺失，相關問題處理時，學生的思維單一，不能靈活運用各種表征手段，最終影響問題解決的效果.

3對策研究

3.1變更教學理念，轉換課堂模式

實踐表明，在高中物理課堂上強調對多重表征的使用，會促使學生在對問題進行分析和處理過程有意識地使用多重表征，這也有助于學生多重表征技巧的形成，以及相應能力的提高.多重表征屬于解決問題的一種充分而非必要條件，一般來講，學生不一定能感受到不同表征方式對問題解決的影響.這就要求教師首先要注重多重表征氛圍的營造，不僅要將多重表征運用于物理概念和規律的表述，更要在例題講解時運用多重表征，引導學生總結不同表征方式的差異.

學生對物理問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、問題本身以及學生已有經驗相關.教師在教學中要嘗試以多種方式對概念和規律進行表征，凸顯多重表征的重要性.轉換課堂模式需要將真實的物理問題引入教學，讓學生能直接感受到生活與物理的密切關聯，進而培養他們的問題意識，并能在教師的引導下，有效實現問題表征，進而實現分析和處理.教師要能積極引導學生對同一物理特性，用多種表征手段進行表述.例如同一個勻變速直線運動過程，教師可以讓學生用語言文字、運動示意圖、數學公式、運動圖象對其進行描述，而且圖象表征這一方面，教師還可以讓學生以x-t圖、v-t圖、x-t2圖等形式對運動過程進行描述，讓學生能多角度地認識表征手段的差別，引導表征能力的均衡發展.

3.2提高教學要求，強化表征訓練

學生普遍有著小富則安的惰性心理，在他們看來，只要有一種表征方式能將問題表述清楚，這個問題就解決了，他們不會自發地運用多重表征對問題進行描述，因此這就需要教師明確要求，讓他們在對具體問題進行分析時，要求他們運用多種方式進行處理，這一方面會讓學生熟練各種表征方式的具體操作，另一方面他們也會在訓練過程中，對比不同表征的特點，以明確最佳解決方案的選擇，為后續問題的解決提供經驗.

經驗豐富的學生往往注重物理問題的多重表征，而經驗相對較少的學生在教師沒有要求的情況下不會嘗試多重表征.這說明經驗豐富程度對學生多重表征的自發性有明顯的影響，但是教師有意識的引導也很重要，由此表明，教師要在教學中提高要求、加強引導，讓多重表征解決問題的方式逐漸成為學生的思維習慣.

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多重表征能有效幫助學生拓展思路，啟發學生多角度分析問題，進而實現問題的解決.實踐表明：如果學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題最優化解決思路相吻合，這將嚴重降低學生的問題解決效率，甚至直接影響問題解決的正確性，但是如果能將多種表征方式綜合運用就可以避免上述問題.因此，教師強化學生在多重表征方面的訓練，將在幫助學生實現靈活切換表征方式的同時，還能優化他們問題解決思路.

3.3分析學生特點，引導思維轉換

當前的高中生大多屬于“獨二代”，是在多元文化影響下成長的一代，他們有著前衛的思想，個性很強，但是心理素質較差，易于受到外界的干擾.因此教師在對學生的多重表征方法進行引導和要求時，務必積極研究當下學生的特點，結合他們的個性差異進行因材施教.對教師而言，經常要面對學生特立獨行的一種情緒：為什么一定要用多重表征，我就習慣這種表征方式，我的表征方式也能解決問題.對這種心理，教師要以疏導為主，可以針對學生的表征習慣，一方面列舉問題，將多元表征的處理方法一一呈現，讓學生自我比較和總結，從中發現自己思維的局限；另一方面，積極安排問題素材，讓學生以他們所不習慣的表征對某一類問題進行處理，同時這類問題用他們習慣的表征方式處理的過程較為繁瑣，逐漸地“不習慣”的方法也會變成“習慣”的方法，學生抵觸情緒就會消除.

大多數學生對物理知識的認知有限，他們的問題表征能力也較為局限，而且不同的學生在認知需求上也存在不同，教師應該結合學生的實際情況匹配相應的教學策略.例如針對某些抽象思維能力有所缺失的學生，教師要運用形象直觀的表征方式實施教學，給予學生形象而深刻的感知，進而幫助他們探索其內在規律，在此基礎上，再將學生的探索活動導向抽象領域，引導他們從抽象概括的表征方式來理解問題；對于抽象能力較高的學生，教師可以提出個性化的要求，讓他們自主地以適合自己的表征方式來構建認知，同時也要讓他們能變換角度來認識問題.而在實際教學中，我們大多數教師過分側重了抽象概括的表征方式，忽略了切合學生基礎的形象思維和直覺思維，導致學生不僅在多重表征能力上的缺失，更導致他們的物理認知構建過程的失衡.所以，我們的教學活動要充分尊重學生的個體差異，結合學生的認知發展情況來選擇合適的策略，進而實現學生多重表征的協調發展，提高學生的綜合素質.

總之，教師要結合教學的實際情況，實時調整教學策略，改進物理課堂，促進學生多重表征的均衡發展，這有助于他們物理思維能力的提升，也有助于他們科學方法的形成.