利用多元表征 优化概念教学——以新粤教版必修1第一章中“位移”概念为例.pdf
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1、利用多元表征 优化概念教学 以新粤教版必修第一章中“位移”概念为例张凯翔张军朋(华南师范大学物理与电信工程学院广东 广州 )(收稿日期:)摘要:随着新课程改革的不断深入,我国物理概念教学发生了一系列可喜的转变,但仍存在一些长期未被关注的问题,需要通过研究加以解决近年来,多元表征对于概念理解的促进作用得到了学科教学领域的广泛关注以新粤教版必修第一章中“位移”概念为例,明确教材中有关位移概念的多元表征,并且提出以问题串整合多元表征的教学策略,希望能够为物理教师运用多元表征优化概念教学提供点滴借鉴关键词:多元表征;高中物理;概念教学;教材分析问题的提出在日常的物理教学过程中或多或少发生着这样的一幕:
2、一个看似很简单的物理概念(尤其是新授概念),教师在课堂上反反复复讲解很多遍后,学生还是一知半解,最后迫于课时和考试的压力,教师只能让学生通过机械记忆和反复刷题的方式达到“理解概念”的目的如此的教学,从教育心理学的角度来看,学生并没有从知识本质的视角去理解知识,更谈不上运用认知图式中已有的信息去主动建构知识脉络;从教学效果的角度来看,这样的课堂不仅效率低下,还不利于学生物理学科核心素养的提升,弱化了物理学科的育人价值在文献中指出,在教学中使用多种表征形式,能够更好地加深学生对概念的理解近年来,多元表征对于概念理解的促进作用也得到了认知神经科学、病理学和行为研究等领域的证实而在目前的情况下,关于利
3、用多元表征促进学科教学效果的研究主要集中在数学教育领域,而物理教育领域对于多元表征的研究虽有涉足,但大多聚焦于物理问题多元表征的研究有鉴于此,本文以新粤教版必修第一章第节中的“位移”概念为例,明确教材中“位移”的多元表征,并且提出以问题串整合多元表征的教学策略,以期改善学生物理概念学习的过程,为物理教师运用多元表征优化物理教学成效提供点滴借鉴概念界定在认知心理学领域中,“多元表征”是指同一学习对象用叙述性表征和描绘性表征的多种形式表现出来,其中,“表征”是指在对象不显现的情况下,替代这个对象的任何符号或符号集在物理教育领域中,“物理概念”是指客观事物的物理共同属性和本质特征在人们头脑中的反映,
4、是物理事物的抽象在物理概念的教学中,应该通过不同形式变换事物的非本质属性的变式训练,引导学生比较与物理概念有关的本质特性,使学生真正掌握物理概念的内涵,可见,这与多元表征的定义相契合同时,在学科教育领域中,多元表征的定义基本与认知心理学领域相一致综上所述,本文中认为物理概念的多元表征是指同一物理概念所具有的多种表征形式 年第期物理通报中学物理教学作者简介:张凯翔(),男,在读硕士研究生,主要研究方向为物理课程与教学论通讯作者:张军朋(),男,教授,硕士生导师,主要研究方向为物理课程与教学论教材中“位移”的多元表征教材作为教学内容的具体载体,是教师进行概念教学的重要教学资源,同时,采用多元表征呈
5、现知识的内容,也是教材的编写理念之一新粤教版必修中就设有丰富的关于位移概念的表征形式,如果教师能够合理利用教材中“位移”的多元表征,帮助学生明确路程与位移的联系与区别,实现从标量到矢量的飞跃,将为学生今后解决运动学的相关问题打下坚实的基础 情境表征物理概念的建立需要情境的创设,把创设情境作为物理概念教学的第一步,为学生提供理性加工的材料,这符合物理学的根本特征教材中创设了如图所示的情境:“如果我们计划从广州白云国际机场到佛山祖庙,可以用手机导航软件选择出行路线,输入出发地和目的地后,软件界面上会显示出多条不同的路线”这种熟悉的生活情境能够为学生提供感性认识的资源和理性思考的线索,既能让学生体会
6、到生活中的位移,又能为位移其他形式表征的出现做好铺垫图“位移”的情境表征 文字表征文字作为一种重要的信息载体,是教材的重要组成部分教材中设置了如图所示的文字表征通过阅读用准确的物理化文字表述的位移概念,不仅有助于学生从物理学的角度理解位移的概念,还有助于加强学生物理语言的规范及表达交流能力图“位移”的文字表征 图示表征对于教学而言,一副恰当的图示可以直观地表达出抽象的物理概念,实现高效的信息传递教材中设置了如图所示的图示表征,简洁明了地揭示了位移和路程的联系与区别,有利于学生通过同化的方式将位移的概念纳入学生原有的认知结构中图“位移”的图示表征 空间(一维)表征空间表征是客体组成部分与客体空间
7、位置或状态的内在联结的表征,这为其阐明位移的概念提供了独有的优势教材中设置了如图所示的空间(一维)表征,用一维坐标系中位置坐标的变化量表示物体位移,发展学生的视觉空间智力,帮助学生在大脑中形成理解物理概念的形象支柱图“位移”的空间(一维)表征 公式表征数学和物理两学科具有密切的联系,数学对于物理学科来说,不仅仅是一种定量分析和运算的工具,更是物理概念的定义工具、物理规律的推导工具教材中运用数学公式:xxx来表征位移的概念,将抽象的物理概念翻译为具体的数学公式,可以让学生意识到数学知识对于解决物理问题的推动作用,培养学生数理结合的思维能力 年第期物理通报中学物理教学 图像表征物理中的图像表示一个
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