例析多元表征在初中物理習題教學中的應用

鄭艷秋

（廣州市第十六中學，廣東 廣州 510000）

眾所周知，提高學生物理問題的解決能力，不但關系到學生當前的學業成績，更是為高年級的物理學習奠定基礎。在培養學生物理問題解決的能力方面，習題的訓練起著非常重要的作用。當前很多教師的做法是多選幾本練習冊來“刷題”。大量、重復的練習，很多學生并沒有養成真正根據概念、規律來解決問題，卻容易形成不審題，憑著印象就做題的習慣，問題解決的能力也難以提高。多元表征的研究表明，學生物理問題的解決能力與其多元表征能力密切相關。Robert J.Dufresne，William J.Gerace，and William J.Leonard 等的研究表明使用多種不同的表征方式可以幫助學生拓展思路，增加對問題的理解從而增加解決問題的機會。Kozma，R 指出在教學中使用多種表征形式，具有巨大的成效，讓學生學會對同個問題的多種表征形式，能夠更好地加深學生對概念的理解。[1]而在教學中融入多元表征的具體案例不多，本文以初中物理《二力平衡》習題課為例，淺談如何在習題課中應用多元表征理論。

一、多元表征理論

“表征”包括外部表征和內部表征，外部表征即問題本身的提法、問題的外部結構和情境等。一個概念或問題可以以多種方式來表述，多種表述方式統稱為多元表征。物理問題多元表征是指將一個物理問題用多種不同的形式表征出來，包括文字表征、數學表征、圖像表征和示意圖表征：1.文字表征是指用語言文字來描述物理過程、情景或推理過程。2.數學表征是指用方程、數學表達式來描述物理過程、情景或推理過程。3.圖像表征是指用連續性圖像，離散性圖像或圖表等來描述物理過程、情景或推理過程。4.示意圖表征是指用圖片，圖畫形象地描述物理過程、情景或推理過程。[2]

二、應用多元表征設計習題

《二力平衡》在初中力學中占據著重要的地位，它與前面的《牛頓第一定律》共同構成力學的基礎，是解決力學問題的基本依據。這一節的學習目標如果沒有達成，會對摩擦力的學習造成困擾。因此，本節的學習目標的達成非常重。本節習題課須達成的學習目標：1.能根據二力平衡條件判斷物體是否受力平衡；2.會根據物體的運動狀態，判斷物體的受力是否平衡；⑶能根據受力平衡狀態來判斷物體的運動狀態。

我們根據學習目標，針對每一目標分別命制3 種表征形式的習題，數學表征暫時未涉及，具體題目設計如表1和表2。

表1

表2

三、實踐應用及效果

在《二力平衡》的實驗探究課后，馬上開展了習題課，教師帶領學生完成將表1 和表2 的8 道習題。課堂中發現，答對率最高的是文字表征的第1 和第5 題，然后是示意圖表征的第2、6 題，示意圖表征的第3、7 和圖像表征的第4、8 題學生的表現不佳。可見學生普遍比較擅長文字表征的習題，對于示意圖和圖像表征水平不高。經過訓練后，學生在學習摩擦力時比以前的學生更為順利，在解決有摩擦力的二力平衡的問題，表現比之前有較大提升。但學生的問題解決能力的提升不是立竿見影的，不是一兩節課就可以達成，需要循序漸進，逐步提升。因此，多元表征的訓練需要堅持做下去，這是一個幫助學生學好物理的有效方法。