物理表象的教學(xué)研究

中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號: 1673-1875(2008)09-156-01

所謂物理表象，是指物理世界的現(xiàn)象和過程在我們大腦兩半球產(chǎn)生的關(guān)于物理現(xiàn)象和過程的知覺性形象。一般來說，物理表象主要是以物理現(xiàn)象和物理過程為條件，刺激物形成的暫時神經(jīng)聯(lián)系系統(tǒng)作用而產(chǎn)生的感性認(rèn)識。當(dāng)然，也可以是物理名詞等刺激物引起的。

如何安排教學(xué)中的物理表象活動，表象活動是教學(xué)認(rèn)識過程的一個中間環(huán)節(jié)，盡管我們在教學(xué)過程中超過它，并不會造成認(rèn)識脫節(jié)，但往往只是不自覺地經(jīng)歷它。常見的教學(xué)過程中大都是按照這樣的步驟進(jìn)行：操作感知—分析歸納概念和規(guī)律—解答問題。這里明顯地缺乏自覺表象活動的安排，這是傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方法重知識本身而忽視獲取知識的過程的一種表現(xiàn)。如果我們在教學(xué)過程中劃出表象活動階段，應(yīng)按照這樣的程序：操作感知—表象活動—分析歸納概念和規(guī)律—表象重現(xiàn)—解答問題。

從感知中獲得對物理表象的感性認(rèn)識，僅僅是物理學(xué)習(xí)的開始。緊接著就要把感性認(rèn)識上升為理性認(rèn)識，達(dá)到形成物理概念和掌握物理規(guī)律的目的。在物理學(xué)習(xí)中，感性認(rèn)識是否能直接上升為理性認(rèn)識呢？近年來人們的研究結(jié)果對這個問題的回答是否定的。從具體感知到抽象思維之間還存在著一個短暫的過程，這個過程就是物理表象階段，表象是從具體感知到抽象思維的過渡和橋梁。

從感知到物理表象的過程。對感性材料的加工總是在感知階段之后進(jìn)行的，這時的感性材料已經(jīng)不是原來的知覺，而是以前的知覺在頭腦中留下的感性映象即表象。建立物理表象的過程首先是個別表象，然后再形成概括表象。頭腦中留下的個別表象的映象屬于個別表象。個別表象是直接再對該現(xiàn)象感知的基礎(chǔ)上形成的，是感知所保留下來的形象的痕跡的再現(xiàn)。但是，個別表象與感知覺不同，它一方面不如感知覺那樣鮮明、穩(wěn)定和完整，另一方面?zhèn)€別表象與感知覺相比已經(jīng)具有了一定程度的抽象性，個別物理現(xiàn)象的一些非本質(zhì)特征在個別表象中已經(jīng)被淡化甚至被省略，而本質(zhì)特征得到了一定程度的突出。

個別表象只能反映個別物理現(xiàn)象的特征，表象階段更重要的是在個別表象的基礎(chǔ)上建立反映一類事件共有特征的概括表象。概括表象是由個別表象概括而成的，它所反映的個別表象的特征，不是原封不動、呆板的反映，而是有所改變、有所取舍的反映。概括表象所反映的，常常是各個個表象中那些相似的（或共同的）和比較固定的特征。但是，不管概括表象有多大的概括性，它總是具有一定的直觀性、具體性、形象性，總是事物的直觀特點的反映。概括表象不是具有一定的直觀性、具體性、形象性，總是事物的直觀特點的反映。概括表象不是思維中的概括，而是感性的概括，是一種低級的概括形式。在這種概括中，學(xué)生的認(rèn)識仍停留在物理現(xiàn)象的外表特征即感性的范圍之內(nèi)。

在知覺基礎(chǔ)上建立的表象一方面將直接作為進(jìn)一步思維加工的素材，另一方面也有可能作為物理實事而被儲存于物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)中。在物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，表象一般是以物理圖景的方式儲存的。認(rèn)知結(jié)構(gòu)中是否有足夠多、足夠清晰的物理圖景的表象，是反映一個人物理水平高低重要標(biāo)志。它是客觀物理世界在頭腦中的復(fù)現(xiàn)，是抽象的物理學(xué)理論的圖解，是對概念、規(guī)律的強有力支持。

物理學(xué)習(xí)并不是總在學(xué)習(xí)的當(dāng)時進(jìn)行感知，而常常利用學(xué)生以前的感知經(jīng)驗，這時就要喚起學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有物理表象可能是個別表象也可能是概括表象。如果是個別表象，也要經(jīng)歷一個如上所述的從個別表象建立概括表象的過程。原有的概括表象可以直接用作進(jìn)一步思維加工的素材。

德國納提伽尓（D.K.Nachtigall）認(rèn)為，接受正式物理教育前的兒童傾向于以強烈的感情色彩去構(gòu)造世界圖畫，形成直覺的內(nèi)在表象。他認(rèn)為，錯誤的物理表象有以下八個特點：①是以個人為中心建立的；②可以足夠解釋有限的特殊現(xiàn)象；③各個錯誤表象之間沒有關(guān)聯(lián)和一致性；④同一個日常生活的領(lǐng)域也許可以用幾個不同的錯誤表象去描繪；⑤隨著年齡增長而來的語言發(fā)展會導(dǎo)致表象和物理概念之間的矛盾；⑥班級里的錯誤表象可以是各種各樣，沒有一個標(biāo)準(zhǔn)；⑦個別的錯誤表象也許會具有宗教的、技術(shù)的、理性的或其它的色彩；⑧極端抗拒物理概念的一般教學(xué)。

為了不使錯誤的物理表象進(jìn)入其后的思維加工過程，在學(xué)習(xí)中應(yīng)該批判地看待自己原有的日常生活經(jīng)驗，用實驗事實加以檢驗。如果發(fā)現(xiàn)原有表象是錯誤的，應(yīng)自覺糾正，絕不能頑固堅持自己的經(jīng)驗而拒絕不接受科學(xué)事實。

表象既是對事實的直觀和形象的認(rèn)識，又是對事物的初步概括和抽象的認(rèn)識，它已初步表現(xiàn)出人的認(rèn)識從部分到整體，從直接到間接的特點。所以，表象是從感知過渡到思維的中間環(huán)節(jié)。在物理學(xué)習(xí)中，自覺的進(jìn)行表現(xiàn)活動，利用表現(xiàn)使物理概念形象化，可以促成從形象思維到抽象思維的轉(zhuǎn)化，從而建立物理規(guī)律。

物理表象的分析、綜合是解決問題的必經(jīng)之路。只有抽象出清晰而又正確的物理表象，才可能順利構(gòu)思出解決問題的方法。所以，在物理教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生形成正確的表象，自覺進(jìn)行表象，對掌握物理概念、定律，培養(yǎng)學(xué)生思維能力具有十分重要意義。因此，物理表象在教學(xué)中的應(yīng)用是物理教與學(xué)的結(jié)合點。

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