高中物理多重表征的教学现状与思考お

吴新

物理问题的解决需要研究者多维度对问题进行表征、分析和思考.其中问题的表征包含以下几种方式：朴素表征、文字表征、数学表征和图象表征，这也就是所谓的多重表征.高中物理教学中，渗透多重表征的教学，有助于学生的认知构建和思维发展.实际情况如何呢？以下就是笔者在实践中的一些发现和思考.

1现状概述

笔者在教学中发现，学生对每一种表征方法都有一定程度的使用能力，但是灵活切换表征方式的能力较差，且没有以多种方式对同一问题进行表征的综合能力.实践中还发现，学生在教师的引导下，也能意识到多重表征的优势所在，但是自我操作时，却因为经验不足等原因而无从下手，而且大部分学生在文字表征和数学表征方面的能力要优于图象表征，且就图象表征而言，学生识图能力要强于构图能力，即学生的多重表征能力发展很不均衡.

2原因浅析

2.1内部因素

高中生正处在具体运算阶段向形式运算阶段的过渡期，很多学生习惯于形象思维，而抽象思维能力相对薄弱，因此在物理学习上，大多数学生只能机械地进行概念和公式的记忆，他们的文字表征和数学表征能力略高于图象表征.此外，学生的学习过于被动，长久的接受式学习让他们思维的发展受到约束，他们习惯于对已有信息进行提取和认知，却很少去主动探索和分析，这与学生在图象表征方面的情况是相对应的：一个图象提供给学生，学生会从中分析；而一个问题让学生自己构建图象来研究，他们可能就束手无策了.当然，学生个性上的差异也是限制他们多重表征能力发展的原因之一.

2.2外部原因

学生的物理知识获取以及能力提升大多还是源于物理教材和课堂教学，而物理教材对概念和规律的表征又以文字和数学公式为主，教师在教学中也过度强调这两者的重要性，而且学生对大量习题进行练习时，也以数学表征为主，偶尔某些问题用图象处理较为简便时，教师话锋一转，就直接开始强调图象表征.正是因为教学过程中的严重失衡，导致学生在多重表征能力上发展的缺失，相关问题处理时，学生的思维单一，不能灵活运用各种表征手段，最终影响问题解决的效果.

3对策研究

3.1变更教学理念，转换课堂模式

实践表明，在高中物理课堂上强调对多重表征的使用，会促使学生在对问题进行分析和处理过程有意识地使用多重表征，这也有助于学生多重表征技巧的形成，以及相应能力的提高.多重表征属于解决问题的一种充分而非必要条件，一般来讲，学生不一定能感受到不同表征方式对问题解决的影响.这就要求教师首先要注重多重表征氛围的营造，不仅要将多重表征运用于物理概念和规律的表述，更要在例题讲解时运用多重表征，引导学生总结不同表征方式的差异.

学生对物理问题的解决情况直接受到表征能力的影响，其影响程度和表征方式选择、问题本身以及学生已有经验相关.教师在教学中要尝试以多种方式对概念和规律进行表征，凸显多重表征的重要性.转换课堂模式需要将真实的物理问题引入教学，让学生能直接感受到生活与物理的密切关联，进而培养他们的问题意识，并能在教师的引导下，有效实现问题表征，进而实现分析和处理.教师要能积极引导学生对同一物理特性，用多种表征手段进行表述.例如同一个匀变速直线运动过程，教师可以让学生用语言文字、运动示意图、数学公式、运动图象对其进行描述，而且图象表征这一方面，教师还可以让学生以x-t图、v-t图、x-t2图等形式对运动过程进行描述，让学生能多角度地认识表征手段的差别，引导表征能力的均衡发展.

3.2提高教学要求，强化表征训练

学生普遍有着小富则安的惰性心理，在他们看来，只要有一种表征方式能将问题表述清楚，这个问题就解决了，他们不会自发地运用多重表征对问题进行描述，因此这就需要教师明确要求，让他们在对具体问题进行分析时，要求他们运用多种方式进行处理，这一方面会让学生熟练各种表征方式的具体操作，另一方面他们也会在训练过程中，对比不同表征的特点，以明确最佳解决方案的选择，为后续问题的解决提供经验.

经验丰富的学生往往注重物理问题的多重表征，而经验相对较少的学生在教师没有要求的情况下不会尝试多重表征.这说明经验丰富程度对学生多重表征的自发性有明显的影响，但是教师有意识的引导也很重要，由此表明，教师要在教学中提高要求、加强引导，让多重表征解决问题的方式逐渐成为学生的思维习惯.

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多重表征能有效帮助学生拓展思路，启发学生多角度分析问题，进而实现问题的解决.实践表明：如果学生的表征方式较为单一，或是方法选择较为随意，那么某一表征方式的选择就不一定和问题最优化解决思路相吻合，这将严重降低学生的问题解决效率，甚至直接影响问题解决的正确性，但是如果能将多种表征方式综合运用就可以避免上述问题.因此，教师强化学生在多重表征方面的训练，将在帮助学生实现灵活切换表征方式的同时，还能优化他们问题解决思路.

3.3分析学生特点，引导思维转换

当前的高中生大多属于“独二代”，是在多元文化影响下成长的一代，他们有着前卫的思想，个性很强，但是心理素质较差，易于受到外界的干扰.因此教师在对学生的多重表征方法进行引导和要求时，务必积极研究当下学生的特点，结合他们的个性差异进行因材施教.对教师而言，经常要面对学生特立独行的一种情绪：为什么一定要用多重表征，我就习惯这种表征方式，我的表征方式也能解决问题.对这种心理，教师要以疏导为主，可以针对学生的表征习惯，一方面列举问题，将多元表征的处理方法一一呈现，让学生自我比较和总结，从中发现自己思维的局限；另一方面，积极安排问题素材，让学生以他们所不习惯的表征对某一类问题进行处理，同时这类问题用他们习惯的表征方式处理的过程较为繁琐，逐渐地“不习惯”的方法也会变成“习惯”的方法，学生抵触情绪就会消除.

大多数学生对物理知识的认知有限，他们的问题表征能力也较为局限，而且不同的学生在认知需求上也存在不同，教师应该结合学生的实际情况匹配相应的教学策略.例如针对某些抽象思维能力有所缺失的学生，教师要运用形象直观的表征方式实施教学，给予学生形象而深刻的感知，进而帮助他们探索其内在规律，在此基础上，再将学生的探索活动导向抽象领域，引导他们从抽象概括的表征方式来理解问题；对于抽象能力较高的学生，教师可以提出个性化的要求，让他们自主地以适合自己的表征方式来构建认知，同时也要让他们能变换角度来认识问题.而在实际教学中，我们大多数教师过分侧重了抽象概括的表征方式，忽略了切合学生基础的形象思维和直觉思维，导致学生不仅在多重表征能力上的缺失，更导致他们的物理认知构建过程的失衡.所以，我们的教学活动要充分尊重学生的个体差异，结合学生的认知发展情况来选择合适的策略，进而实现学生多重表征的协调发展，提高学生的综合素质.

总之，教师要结合教学的实际情况，实时调整教学策略，改进物理课堂，促进学生多重表征的均衡发展，这有助于他们物理思维能力的提升，也有助于他们科学方法的形成.