高中生物理表象能力提高策略|表象加工策略

　　随着认知心理学的兴起和发展，表象作为人的认知心理过程之一也得到了充分的研究。认知心理学认为，表象即意象，包括记忆表象和想象表象。表象可以看作是已经储存的知觉象在人脑的再现或者是经过加工改造而形成的新的形象[1-3]。表象与专业结合的研究主要体现在艺术创作、体育训练等方面[4-5]。至于表象在高中生的物理专业认知方面具有的特征和教学策略，国内外还缺乏深入的研究。实际上，物理教学论认为，物理教学过程是一个特殊的认知过程，学生作为认知的主体，要在教师的指导下完成对物理客体的主动建构[6]。而在建构的过程中，学生无论是经历同化、顺化还是平衡的过程，他们都要经历感知、记忆、表象、思维等认知心理活动[7]。但是对于高中生来说，由于物理概念和规律本身具有高度的概括性和抽象性，物理教师都比较注重通过感知培养学生抽象的逻辑思维，因而学生会获得比较多的感知活动和思维能力的训练，但表象能力却没有得到充分的重视和培养。如果缺乏丰富的表象，学生通常感觉到看到过的物理事实，头脑中却印象不深刻，无法灵活掌握物理事实的本质以及复杂的运动现象，普遍感到高中物理学起来相当困难。根据认知心理学的观点，表象对人的知觉、记忆、思维是有着一定的促进作用的[1]。那么，高中生的物理表象能力也将对物理学习起到应有的促进作用。本文将表象与高中物理专业学习结合起来，探讨高中生的物理表象心理过程以及提高表象能力的策略。
　　一、高中生的物理表象心理
　　物理表象是发生在学生学习物理中的心理过程,这个心理过程首先发生在建立概念和规律的学习过程中。高中生在学习物理的过程中，要面对许多物理模型，即通常所说的理想化的研究客体及其理想化的运动过程，区别于初中生学习物理主要面对生活中真实的力、热、电、光等物理情景。这样，高中生在建立物理概念和规律的过程中，需要借助表象心理过程间接完成对许多与物理相关情景的认知。另外，高中学生还要学会利用所学习过的物理概念和规律去解释生活中的一些物理现象，即新课程倡导的从物理走向生活[6]。在这个阶段，学生也需要借助表象心理过程完成一次对物理世界的再认识。下面通过高中物理概念教学内容分析表象心理过程的发生机制。
　　1.建立物理概念和规律过程中的表象心理过程
　　物理概念的实质就是从大量的物理事实中抽象概括出来的共同本质属性，物理规律则是关于物理概念之间的联系[6]。高中生学习物理遇到的概念和规律比较多也很抽象。物理教师在教学过程中，通常利用实验演示、课件辅助等直观手段让学生充分感知物理事实，以便能够帮助学生完成第一次认识的飞跃，即达到对物理本质概念和规律的认识。但是，有一些现象是学生在日常生活中观察或感受过的，只有他们自己印象最深刻，在课堂上把这类物理现象作为教学材料展示往往不方便，再者从教学过程的间接性特点考虑，也没有必要把所有的物理现象都在有限的时间和空间里面展示。对于这些情况，教师在适当的时机唤起学生头脑中的表象就显得比较重要。例如，学生在学习电磁波知识中的横波、波长、周期、干涉、衍射等概念时，由于电磁波本身是学生无法直接感受到的，更难以在头脑中形成以上这些概念，所以教师需要引导学生对印象中的水波、绳波等形象进行再现并且做类比，才能把握电磁波的这些相关概念。再如，在力学的相对速度概念的学习中，学生很难通过老师的各种例子或视频课件等理解这一概念及其与绝对速度之间的关系，他们如果有亲身观察实践的经历则会一目了然，教师只要在课堂上把学生平时印象中的运动情形再现出来，什么是相对速度以及什么是绝对速度就会比较清晰。以学生坐公交车时通常看到玻璃窗上的雨滴划过的痕迹斜向后下方的现象作为例子就比较形象，可唤起他们以车子为参照物观察雨滴运动的表象心理过程从而建立相对速度的概念。从以上分析举例可以看出，物理表象心理不仅关注印象中的图景，而且注重过去经历过程的动态性，强调学生的心理参与和主动建构。相反，如果教学中只是罗列了一些生活资料，没有让学生经过充分的表象心理过程，就无法体现物理现象的形象生动性和过程性，增加了学生学习的负担甚至会带来错误细节对物理本质理解的干扰。
　　2.运用物理概念和规律过程中的表象心理过程
　　运用物理概念和规律解决一些实际问题是对高中生物理学习的基本要求，是学生完成对物理世界认识的第二次飞跃。然而在这个阶段学生感到比较困难，即通常所说的学起来容易做起来非常难。导致学生解决问题困难的原因当然很多，其中一些似是而非的物理概念的外延和规律的适用范围给学生的判断造成一定难度。究其原因，主要是因为学生在运用概念和规律时，对当初建立的物理图景比较模糊，不能清晰正确地再现还原这些概念和规律。如前所述学生在建立概念和规律阶段，需要利用学生头脑中已有的印象完成表象心理过程，那么在运用阶段，是需要通过再现教师讲解时表征概念和规律的相关要素进行表象心理过程的，包括再现物理概念和规律的原型、规则等。
　　（1）表象物理概念的原型。认知心理学有一种观点认为，形成概念的诸多同类事物中，有一些事物是最佳实例即概念的原型，一旦提到某个概念时学生头脑中最容易再现的是这些原型[1]。学生在运用某个物理概念时，头脑中也容易表象出一些最能反映这个概念属性的物理事物或现象，即距离这个概念最近的原型。当然由于受到教学条件的限制，建立物理概念时呈现的原型，不一定是某个实际的演示现象或事物，可以是教师通过其他手段呈现的辅助课件、示意图、原理图等。这些原型在头脑中表象得越清晰，他们对概念的内涵和外延回忆得就会越准确，越有助于正确解决问题。下面举例分析一个关于自感概念运用的教学案例。给学生一个线圈和灯泡串联到电路中的电路图，让他们判断开关突然断开瞬间灯泡的亮度变化。有些学生很快得出错误结论灯泡会慢慢熄灭。分析其错误作答依据，主要有两种情况，一种情况是学生认为这就是学习过的自感现象，由于自感灯泡当然就慢慢熄灭了，这种情况是直接套用自感概念根本没有经过再现其原型。另一种情况是部分学生比较理直气壮地说这种电路在学习自感时遇到过，在那里看到过由于自感会使灯泡慢慢熄灭。这表明这部分学生运用自感概念时头脑中再现了新课学习时那种带线圈的电路，这是对自感概念原型的表象过程，只是再现得不够清晰而没有与问题中的电路进行明显的对照。而从那些做出正确解答的学生当中可以明显地看出表象过程的发生，他们认为以前讲解自感概念时的那个电路是并联的，跟这个问题里的串联电路不一样了，这就反映了自感概念原型的再现过程。因此，概念的原型再现得越清晰准确，学生就越容易对照它做出正确的分析判断。