物理教学中培养学生的问题表征能力

宋国军

所谓的表征能力，就是对一个问题的理解能力.表征能力粗略地分析，可以分为低层的表征能力和高层的表征能力.低层的表征能力是指建立一个初步的逻辑概念.比如，如果遇到一个问题时，可以根据现有的资料中找出已知条件，根据已知条件推出一个未知的结论，它可以通过文字的方法来表达，也可以通过简单的流程图等方法来表达.高层次的表征方法是遇到一个问题时，根据这个问题可以用数学的方法表达出一个规律或者用建模的方法表达出一个规律，无论这个问题的已知条件是怎样，都能通过这个规律得到答案.从表征能力可以看到，人们的思维方式是用感性认知（直觉认知）→低层的表征能力→高层的表征能力这个方式由形象到抽象的思维方式转变.

高中物理知识有概念性强、逻辑性强、规律性强的特点，许多学生在学习高中物理时，都觉得物理知识太难了，所以不愿意去学习物理.如果学生一直抱着畏难情绪，将不会愿意自主学习，那么教师将很难引导学生自主地学习物理.因此在引导学生学习高中物理时，教师要有意识培养学生从感性认知到高等表征能力的过渡，当学生能用高等表征能力看待物理时，就会发现高中物理知识并没有他们想象中的那么困难.

一、通过逻辑图的方法，培养学生的表征能力

在研究物理知识时，学生有时会觉得一段话里的信息太多了，有时不知道哪些信息是有用的、哪些信息是没有用的.有的学生用阅读文字的方法去理解问题，结果发现越读思维越乱，最后学生还是没有找到解决问题的办法.在引导学生学习高中物理时，教师要引导学生先分析出问题中的条件，通过已知条件和未知条件，学生就可以用逻辑图的方法画出它们的对应关系.学生通过画逻辑图的方法能掌握初步的逻辑概念.

例如，在讲“匀变速直线运动”时，教师提出问题：在光滑的水平面内，一个物体I=3kg的质点正以速度50m/s的方向沿x轴正方运动，经过原点后受一沿y轴正方向的恒力F=8的作用，这时它的方向与x轴呈一个49°的角，那么求出质点的运动轨迹与直线OA相交于D点时，O点到D点经历的时间是多少？P点的坐标是多少？质点经过P点时的速度是多少？教师可以引导学生找出有用的已知条件，通过已知条件与求得的答案画出简单的逻辑图；然后找出课本上与它相近的例子，并且分析为什么这个例子和它相近？它们有什么共同的条件？学生通过画逻辑图能逐渐学会初步的分析、对比的逻辑思维能力.

二、通过数形的方法，培养学生的表征能力

数形结合的思想是指用图形的方法描述数学的公式，同样用数学公式的方法也能够描述出一个图形的思想.如果学生能掌握数和形之间的规律，就能用形象的方法去思考抽象的问题.实际上，物理学习就是用公式的方法去描述一个物理现象，如果学生会用数形的方法理解物理问题，那么学生就能用更容易、更简单的方法找出物理规律，同时也容易研究出问题的答案.

例如，在讲“相互作用”时，教师可以提出问题：一个铁块放在一个台阶上，台阶比水平面高出0.8m，这个铁块离台阶的右端距离为2.3m，如果给铁块一个向台阶的初速度30m/s的作用力，铁块落到水平地面的落地点和台阶的右端水平距离的数值是3.4m.求出铁块和台阶之间的摩擦系数.教师可以引导学生画图，通过画图找出物理公式，再对应图和物理公式去找出答案.通过绘图和公式之间的练习，学生能了解到作图和公式之间的联系，以后学生遇到抽象的问题，就会习惯用画图的方式辅助解决，再根据图象描述的内容去找相关的公式.

三、通过建模的方法，培养学生的表征能力

在学习物理时，学生有时觉得物理描述的知识太抽象，自己很难用联想的方法想像该种情况，也很难用图形的方法描述这种物理现象，因此学生不知道该怎么做.教师要引导学生了解，物理就是用数学公式的方法去描述物理现象，高等数学的知识与物理知识是密不可分的.如果学生遇到不知道该如何描述的现象，可以用数学建模的方法去建立一个数学模型，然后用数学函数的方法解决问题.

例如，在讲“静电场”时，教师可以提出问题：如果有一个电能，它的节点是一个圆心，如果半径设为Rs，这个区域是节点的感知圆盘.如果把一个节点S视为坐标：（xs，ys），那么有任意一个节点P，它的坐标为（xp，yp）.在这个电能感知圆盘中，节点S能检测到P的概率是多少？教师可以引导学生用函数方法表达这些电能、电势等.运用函数方法，不仅能解决这一个问题，还能解决与之相关的类似问题.

总之，表征能力是一种科学的思维方法.只有通过有意识地培养，学生才能从自己感知能力逐渐过渡到高等表征能力.高中物理教师可以通过逻辑图的方法、数形的方法、建模的方法培养学生的表征能力.当学生具有良好的表征能力时，不仅能轻松理解高中物理问题，还能向更深层次的方向探索物理.培养学生表征能力的方法，当然不仅限于这三种，教师要不断探索，更有效地培养学生的表征能力.

所谓的表征能力，就是对一个问题的理解能力.表征能力粗略地分析，可以分为低层的表征能力和高层的表征能力.低层的表征能力是指建立一个初步的逻辑概念.比如，如果遇到一个问题时，可以根据现有的资料中找出已知条件，根据已知条件推出一个未知的结论，它可以通过文字的方法来表达，也可以通过简单的流程图等方法来表达.高层次的表征方法是遇到一个问题时，根据这个问题可以用数学的方法表达出一个规律或者用建模的方法表达出一个规律，无论这个问题的已知条件是怎样，都能通过这个规律得到答案.从表征能力可以看到，人们的思维方式是用感性认知（直觉认知）→低层的表征能力→高层的表征能力这个方式由形象到抽象的思维方式转变.

高中物理知识有概念性强、逻辑性强、规律性强的特点，许多学生在学习高中物理时，都觉得物理知识太难了，所以不愿意去学习物理.如果学生一直抱着畏难情绪，将不会愿意自主学习，那么教师将很难引导学生自主地学习物理.因此在引导学生学习高中物理时，教师要有意识培养学生从感性认知到高等表征能力的过渡，当学生能用高等表征能力看待物理时，就会发现高中物理知识并没有他们想象中的那么困难.

一、通过逻辑图的方法，培养学生的表征能力

在研究物理知识时，学生有时会觉得一段话里的信息太多了，有时不知道哪些信息是有用的、哪些信息是没有用的.有的学生用阅读文字的方法去理解问题，结果发现越读思维越乱，最后学生还是没有找到解决问题的办法.在引导学生学习高中物理时，教师要引导学生先分析出问题中的条件，通过已知条件和未知条件，学生就可以用逻辑图的方法画出它们的对应关系.学生通过画逻辑图的方法能掌握初步的逻辑概念.

例如，在讲“匀变速直线运动”时，教师提出问题：在光滑的水平面内，一个物体I=3kg的质点正以速度50m/s的方向沿x轴正方运动，经过原点后受一沿y轴正方向的恒力F=8的作用，这时它的方向与x轴呈一个49°的角，那么求出质点的运动轨迹与直线OA相交于D点时，O点到D点经历的时间是多少？P点的坐标是多少？质点经过P点时的速度是多少？教师可以引导学生找出有用的已知条件，通过已知条件与求得的答案画出简单的逻辑图；然后找出课本上与它相近的例子，并且分析为什么这个例子和它相近？它们有什么共同的条件？学生通过画逻辑图能逐渐学会初步的分析、对比的逻辑思维能力.

二、通过数形的方法，培养学生的表征能力

数形结合的思想是指用图形的方法描述数学的公式，同样用数学公式的方法也能够描述出一个图形的思想.如果学生能掌握数和形之间的规律，就能用形象的方法去思考抽象的问题.实际上，物理学习就是用公式的方法去描述一个物理现象，如果学生会用数形的方法理解物理问题，那么学生就能用更容易、更简单的方法找出物理规律，同时也容易研究出问题的答案.

例如，在讲“相互作用”时，教师可以提出问题：一个铁块放在一个台阶上，台阶比水平面高出0.8m，这个铁块离台阶的右端距离为2.3m，如果给铁块一个向台阶的初速度30m/s的作用力，铁块落到水平地面的落地点和台阶的右端水平距离的数值是3.4m.求出铁块和台阶之间的摩擦系数.教师可以引导学生画图，通过画图找出物理公式，再对应图和物理公式去找出答案.通过绘图和公式之间的练习，学生能了解到作图和公式之间的联系，以后学生遇到抽象的问题，就会习惯用画图的方式辅助解决，再根据图象描述的内容去找相关的公式.

三、通过建模的方法，培养学生的表征能力

在学习物理时，学生有时觉得物理描述的知识太抽象，自己很难用联想的方法想像该种情况，也很难用图形的方法描述这种物理现象，因此学生不知道该怎么做.教师要引导学生了解，物理就是用数学公式的方法去描述物理现象，高等数学的知识与物理知识是密不可分的.如果学生遇到不知道该如何描述的现象，可以用数学建模的方法去建立一个数学模型，然后用数学函数的方法解决问题.

例如，在讲“静电场”时，教师可以提出问题：如果有一个电能，它的节点是一个圆心，如果半径设为Rs，这个区域是节点的感知圆盘.如果把一个节点S视为坐标：（xs，ys），那么有任意一个节点P，它的坐标为（xp，yp）.在这个电能感知圆盘中，节点S能检测到P的概率是多少？教师可以引导学生用函数方法表达这些电能、电势等.运用函数方法，不仅能解决这一个问题，还能解决与之相关的类似问题.

总之，表征能力是一种科学的思维方法.只有通过有意识地培养，学生才能从自己感知能力逐渐过渡到高等表征能力.高中物理教师可以通过逻辑图的方法、数形的方法、建模的方法培养学生的表征能力.当学生具有良好的表征能力时，不仅能轻松理解高中物理问题，还能向更深层次的方向探索物理.培养学生表征能力的方法，当然不仅限于这三种，教师要不断探索，更有效地培养学生的表征能力.

所谓的表征能力，就是对一个问题的理解能力.表征能力粗略地分析，可以分为低层的表征能力和高层的表征能力.低层的表征能力是指建立一个初步的逻辑概念.比如，如果遇到一个问题时，可以根据现有的资料中找出已知条件，根据已知条件推出一个未知的结论，它可以通过文字的方法来表达，也可以通过简单的流程图等方法来表达.高层次的表征方法是遇到一个问题时，根据这个问题可以用数学的方法表达出一个规律或者用建模的方法表达出一个规律，无论这个问题的已知条件是怎样，都能通过这个规律得到答案.从表征能力可以看到，人们的思维方式是用感性认知（直觉认知）→低层的表征能力→高层的表征能力这个方式由形象到抽象的思维方式转变.

高中物理知识有概念性强、逻辑性强、规律性强的特点，许多学生在学习高中物理时，都觉得物理知识太难了，所以不愿意去学习物理.如果学生一直抱着畏难情绪，将不会愿意自主学习，那么教师将很难引导学生自主地学习物理.因此在引导学生学习高中物理时，教师要有意识培养学生从感性认知到高等表征能力的过渡，当学生能用高等表征能力看待物理时，就会发现高中物理知识并没有他们想象中的那么困难.

一、通过逻辑图的方法，培养学生的表征能力

在研究物理知识时，学生有时会觉得一段话里的信息太多了，有时不知道哪些信息是有用的、哪些信息是没有用的.有的学生用阅读文字的方法去理解问题，结果发现越读思维越乱，最后学生还是没有找到解决问题的办法.在引导学生学习高中物理时，教师要引导学生先分析出问题中的条件，通过已知条件和未知条件，学生就可以用逻辑图的方法画出它们的对应关系.学生通过画逻辑图的方法能掌握初步的逻辑概念.

例如，在讲“匀变速直线运动”时，教师提出问题：在光滑的水平面内，一个物体I=3kg的质点正以速度50m/s的方向沿x轴正方运动，经过原点后受一沿y轴正方向的恒力F=8的作用，这时它的方向与x轴呈一个49°的角，那么求出质点的运动轨迹与直线OA相交于D点时，O点到D点经历的时间是多少？P点的坐标是多少？质点经过P点时的速度是多少？教师可以引导学生找出有用的已知条件，通过已知条件与求得的答案画出简单的逻辑图；然后找出课本上与它相近的例子，并且分析为什么这个例子和它相近？它们有什么共同的条件？学生通过画逻辑图能逐渐学会初步的分析、对比的逻辑思维能力.

二、通过数形的方法，培养学生的表征能力

数形结合的思想是指用图形的方法描述数学的公式，同样用数学公式的方法也能够描述出一个图形的思想.如果学生能掌握数和形之间的规律，就能用形象的方法去思考抽象的问题.实际上，物理学习就是用公式的方法去描述一个物理现象，如果学生会用数形的方法理解物理问题，那么学生就能用更容易、更简单的方法找出物理规律，同时也容易研究出问题的答案.

例如，在讲“相互作用”时，教师可以提出问题：一个铁块放在一个台阶上，台阶比水平面高出0.8m，这个铁块离台阶的右端距离为2.3m，如果给铁块一个向台阶的初速度30m/s的作用力，铁块落到水平地面的落地点和台阶的右端水平距离的数值是3.4m.求出铁块和台阶之间的摩擦系数.教师可以引导学生画图，通过画图找出物理公式，再对应图和物理公式去找出答案.通过绘图和公式之间的练习，学生能了解到作图和公式之间的联系，以后学生遇到抽象的问题，就会习惯用画图的方式辅助解决，再根据图象描述的内容去找相关的公式.

三、通过建模的方法，培养学生的表征能力

在学习物理时，学生有时觉得物理描述的知识太抽象，自己很难用联想的方法想像该种情况，也很难用图形的方法描述这种物理现象，因此学生不知道该怎么做.教师要引导学生了解，物理就是用数学公式的方法去描述物理现象，高等数学的知识与物理知识是密不可分的.如果学生遇到不知道该如何描述的现象，可以用数学建模的方法去建立一个数学模型，然后用数学函数的方法解决问题.

例如，在讲“静电场”时，教师可以提出问题：如果有一个电能，它的节点是一个圆心，如果半径设为Rs，这个区域是节点的感知圆盘.如果把一个节点S视为坐标：（xs，ys），那么有任意一个节点P，它的坐标为（xp，yp）.在这个电能感知圆盘中，节点S能检测到P的概率是多少？教师可以引导学生用函数方法表达这些电能、电势等.运用函数方法，不仅能解决这一个问题，还能解决与之相关的类似问题.

总之，表征能力是一种科学的思维方法.只有通过有意识地培养，学生才能从自己感知能力逐渐过渡到高等表征能力.高中物理教师可以通过逻辑图的方法、数形的方法、建模的方法培养学生的表征能力.当学生具有良好的表征能力时，不仅能轻松理解高中物理问题，还能向更深层次的方向探索物理.培养学生表征能力的方法，当然不仅限于这三种，教师要不断探索，更有效地培养学生的表征能力.