于平常處見深入——一段教材研讀隨筆

郭影強(qiáng)

最近看到一本德國卡爾斯魯厄市的初中物理教材（浙江陳敏華老師翻譯，廣東教育出版社2018年出版），發(fā)現(xiàn)里面竟然有關(guān)于信息的知識主題。個人感覺其內(nèi)容組織和知識呈現(xiàn)非常有功力，有味道，且拿來賞析一下。

書中選擇的第一個主題是“信息傳遞”。書中配了兩幅插圖，呈現(xiàn)了能量進(jìn)入房間的通道：燃料通過煤氣管道進(jìn)入房間，油料通過注油口（和油管）進(jìn)入房間，電能通過電纜進(jìn)入房間。類比觀察，信息通過電話線進(jìn)入房間里的電話機(jī)，電視信號通過電視天線傳遞給電視，信件和報紙通過信箱的投遞進(jìn)行傳遞。有趣的是接下來作者舉的例子：透過開著的窗戶，鄰居的叫聲;門鈴;閉路電視信號線……都是現(xiàn)實生活中可見的、必需的物理現(xiàn)象，基于初中學(xué)生的知識水平即可理解。

諾瓦克指出，意義學(xué)習(xí)視角下有三種基本的認(rèn)知方式：表征認(rèn)知、概念認(rèn)知和意義認(rèn)知。

在這本教材里，作者將現(xiàn)象觀察的情境巧妙地設(shè)置為普通人能夠接觸且容易理解的一間虛擬的房間，這間房間既是具體的，又是抽取大多數(shù)房間的共同特點而初步抽象的。在情境設(shè)置這一步，進(jìn)行了表征認(rèn)知的加工：能量與信息從房間之外傳遞到房間之內(nèi)的過程識別。這一過程，水到渠成地演變?yōu)橐粋€形象而又抽象的帶有物理學(xué)科知識面貌的現(xiàn)象表達(dá)。根據(jù)知識如果進(jìn)行圖像和符號的雙重編碼更有利于學(xué)習(xí)的原理，這一情境的設(shè)置之妙可說是于平常處見深入。

接下來，教材中自然地引入了“信息攜帶者”的角色情境。但這一攜帶者不是人這樣的對象，而是電、聲、無線電波、光等?！@不就是我們討論的信息載體嗎！以往我在和學(xué)生討論信息載體的時候，往往以有聲符號的誕生從而帶來語言的誕生來舉例，引領(lǐng)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)信息的載體與內(nèi)容之間的聯(lián)系與區(qū)分。這本書接下來列舉了“揚(yáng)聲器到耳朵的聲音載體傳遞、顯示器到眼睛的光載體傳遞和話筒到揚(yáng)聲器的電載體傳遞”，再進(jìn)一步，列舉出液晶顯示屏、充電二極管等現(xiàn)代電子水平的信息載體，一步步向前，所聚集的核心對象是信息，核心概念也是信息?；具^程是信息傳遞，關(guān)聯(lián)概念是信息的載體。這里帶領(lǐng)學(xué)生從表征認(rèn)知進(jìn)入到概念認(rèn)知的層次。

隔了數(shù)章之后，教材再次設(shè)置了信息系統(tǒng)技術(shù)一章，講解放大器、電子計算機(jī)以及傳感器這類現(xiàn)代信息系統(tǒng)下的技術(shù)的物理的元件，同時配合相關(guān)的概念解讀。從計算機(jī)對信息量處理的貢獻(xiàn)來呈現(xiàn)計算機(jī)在信息處理上的作用和優(yōu)勢，估計是基于學(xué)生知識水平考慮，也基于物理學(xué)科的視角，沒有討論程序設(shè)計與數(shù)據(jù)處理。在這里，教材的內(nèi)容呈現(xiàn)，為學(xué)生從系統(tǒng)功能理解層次上的概念認(rèn)知和信息系統(tǒng)發(fā)展到當(dāng)下處于怎樣的問題解決層次的意義認(rèn)知，提供了基礎(chǔ)，提供了理解的可能，也為教師的教學(xué)設(shè)計提供了扎實的基礎(chǔ)。

小結(jié)一下，這本物理教材關(guān)于信息主題的組織，有著自然的物理視角，更有著看似平常卻精心選擇的簡化的情境視角，更在運(yùn)用學(xué)科概念自然地去觀察和解釋現(xiàn)實世界方面做到簡練而自然?？此破匠?，其實深入，忍不住道聲精彩。