圖式理論在高中物理情景創新題的應用

導語：圖式理論在高中物理情景創新題的應用一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

根據當前新課改要求中指出，高中物理教學要重視學生對物理問題的分析和解決能力。但從當前教學實際來講，大部分高中生具備對問題解決的基本能力，但對于物理情景創新題解決，不能再最快時間內從腦海中提取到與問題相應的理論知識，就此本文首先概述什么是圖式理論和高中物理情景創新題，然后分析圖式理論在解決高中物理情景創新題中的應用策略，以供參考。就當前最新課程改革要求中明確指出，教師要提升自身在教學中效率，提升學生對問題的分析和解決能力，但如何實現高中物理教學效益最大化以及提升學生對物理問題的分析和解決能力，是當前所有高中物理教學中重點解決的問題，就此本文基于高中物理情景創新題，分析圖式理論在其中的應用策略。

1概述

1.1圖式理論

所謂圖式，簡單來講就是高水平陳述性知識單元，將原本低水平陳述性單元中的命題、表象以及線性排序進行組織，將原本的個體組織成一個客體范疇、一個事件范疇以及一類文本，具有定型性或者是定格性的一種知識表征。將圖式理論應用于人類認知活動中，能夠對其起到一定作用，使其能夠在最快時間內對某個范疇的新的舉例或事件進行識別，然后根據識別來推論新的問題情景，除此之外，在人體大腦進行圖式質量和數量問題解決時，也能夠起到解決問題的作用。

1.2高中物理情景創新題

在高中物理教學中所講的情景創新題，重點在于“情景”和“創新”，而這從學生的角度來講的，具體指的是對于學生沒有學習過、看到過的物理習題，而且這些物理習題的情景相對比較新穎，同時與學生現實生活、科學技術研究方面有一定關聯，分析物理學在實際生活中的應用。從整體上來看情景創新題，在形式上內容上相對靈活，試題設計也具有很強的創新性特征，經常以學生比較喜歡的、生活中常見的圖畫、動漫等形式進行題目陳述，這種類型的習題多數情況下出現于期末、調研、高考等一些比較大型的考試中，因此也就對學生問題解決能力方面有很高的要求。

2圖式理論在解決高中物理情景創新題中的應用意義

在解決高中物理情景創新題時，將圖式理論應用其中，具有非常重要的教學意義，這主要在于運用圖式開展教學不會影響學生對問題情景直覺、理解問題能力以及獲取問題解決方式等。除以上之外，還具有以下幾方面優勢：其一，能夠對相關信息進行選擇和加工；其二，具有構建性教學作用；其三，具有遷移性教學作用。從整體上來講，學生學習物理這門學科的目標并不是對某個單純問題進行解決，而是將教學中所學知識應用到與情景類似的事物中進行學習，同時還要將所學知識遷移到各種類型的事物學習中，在整個學習過程中，能夠對原有圖式進行豐富和完善。

3圖式理論在解決高中物理情景創新題中的應用策略

3.1快速掌握圖式精髓

所謂圖式精髓，簡單來講就是在最快時間內從腦海中抽取到與當前需要解決的物理情景創新題項對應的知識框架，對這個過程也可稱為是圖式建構，通過圖式建構，一方面能夠幫助學生將其腦海中的知識結構匯聚成知識網絡，以便于學生更好的提取所學知識記憶；另一方面能夠幫助學生遷移所學知識，特別是在物理情景創新題中，其最明顯的特征就在于運用當前比較吸引人的新穎事物將學生所學知識點聯系起來，目的在于將新知識與舊知識兩者相結合進行問題解決。例如物理選擇題：下圖一的選項中一共四個氫氣球，每個氫氣球都系有一個重物為G，重物G只會因受到重力產生的作用以及輕繩拉力進行直線運動，如果不將重物受到的空氣阻力以及風力等因素帶來的影響考慮其中，重物運動方向為下圖中的虛線方向，問：下圖中的氣球、重物G兩者在運動過程中的位置最有可能是下圖中的（）選項通過對本題進行解讀，能夠明確看出重點考察的內容就是物體在進行直線運動時需要的條件，因此，可將本題可將實際生活中的氣球可能出現的運動情況與進行直線運動時需要的條件兩者相聯系，通過這種方式引導學生將本題中的圖形問題遷移至以往學過的相關知識點中，這時候學生通過回憶以往學過的相關知識克制重物在進行直線運動過程中，其合力為0，合力與物理運動兩者的方向處于同一條直線中，因此分析上述選項A，繩子產生的拉力與重物受到的重力兩者有非常大的可能是平衡狀態，重物的運動軌跡可能是勻速直線運動，由此分析選項B的運動位置是有可能的；但是在B選項中，因重物所受到的重力方向是豎直向下，拉力方向為沿繩方向，所以兩者產生的合力可能與物體運動方向為同一直線的相反狀態，由此可判斷C選項也是有可能的；再觀察D選項，因其中重物受到的合理放線不可能與物體運動方向處于同一條直線中，所以該選擇是不可能的。從整體上來看本題，就是借助人們生活中常見的、新鮮的事物將以往所學知識引出來，然后將新知識與舊知識兩者相聯系，一方面能夠幫助學生提升自身觸類旁通的物理學習能力；另一方面能夠進一步提升學生對物理情景創新題解決的能力，具有積極性教學意義。

3.2合理選擇學習策略

本文所講的學習策略，具體指的是物理教師在教學過程中所選擇的教學策略應與所學課堂教學內容兩者相一致，當前物理教學中應用比較普遍的教學策略主要有以下兩種：其一，樣例學習策略，簡單來講就是由教師為學生展示書面形式并完成相應解答后的例題，學生在進行習題訓練時，若出現其中不會做的題目或者是做錯的題目情況下，學生自行根據教師提供的例題樣例進行自學，通過自學的方式在嘗試去解決習題問題。基于以上，學生對樣例習題反復熟知和比較后，在腦海中就會逐漸形成對該種類型習題問題解決的圖式。從心理學角度來講，通過樣例學習策略是學生形成圖式的有效方式，當前比較常見的就是在物理情景創新題中提煉出來的。其二，開放式訓練策略，運用該策略進行物理情景創新題的主要原因在于圖式本身具有很強的概括性、遷移范圍比較大的特征，如果教師在訓練學生過程中，能夠將情景1輻射到情景2中，通過這種方式將原本同一種類型的操作模式形成一個相對完整的知識網絡，這對于學生而言，形成一個比較體系化的物理知識而言具有非常重要的教育作用。

3.3明確圖式使用范圍以及應用條件

對于圖式使用范圍以及應用條件如何確定，主要取決于教師在進行物理教學授課過程中，在哪個時間、哪個部分將圖式引入教學中，而這也就在很大程度上對教師提出了更高的要求，一方面對所講教學內容全面熟知和掌握；另一方面要對當前學生學習實際情況有一定的了解，以此對教學進度進行相應的控制。基于以上，這就要求教師在物理教學中對學生進行圖式訓練時要找準教學切入點。例如在進行高中物理勻速圓周運動學習時，首先教師向學生講解向心力有什么特征，也就是向心力源于物體本身受到的合外力，但并不等同于合外力；其次，向心力還是效果力，因此在進行受力分析過程中，不能說物體受到向心力，而是向心力需要有其他的力來提供；其三，對向心力方向（始終指向于圓心所處方向）以及向心力不做功的理論知識有一定的了解和掌握。完成上述學習內容的了解后，教師針對所學知識為學生舉例：例如一輛汽車（可將該汽車視為質點）剛好行駛過一架拱橋（可將該拱橋視為圓的一部分）中的最高處位置，在這種情況下向心力是由誰來提供的呢？這時候教師引導學生分析汽車受力，如果汽車受到自身重力為G以及該拱橋對汽車的支持力為N，因上述已經講到向心力方向是由他們合力所提供的，再加上向心力方向始終指向圓心所處方向，由此可得出F=G-N.這時候學生對向心力的理論知識有了一定的掌握，然后切入對輕繩類圓周運動的知識進行分析和講解，例如用一根細繩拉著小球在豎直平面上進行圓周運動，對小球在不同位置上的向心力進行分析：如果v減小，那么小球所需要求的向心力也會因此減小，這主要在于mg不變，因此T減小，若T=0，則對應速度就是最小。基于以上得出以下結論：其一，一根細繩拉著小球在豎直平面上進行圓周運動，經過最高處時需要臨界速度（也就是最小速度），另外小球運動所處位置越高，對物理速度提出的要求也會越高，因此過了最高處，小球的圓周運動也就完成了；其二，從繩子拉力角度來講，處于最下方最低點處情況下繩子拉力則最大；相反，若處于最高點，則繩子拉力為0，由此可得出結論，最低點時，繩子需要承受的拉力最大，若最低處繩子沒有發生折斷情況，其他位置也就不會發生折斷情況。通過對上述勻速圓周運動中臨界速度進行學習，能夠幫助學生在其腦海中構建相應的圖式理論知識框架，這樣能夠在之后在碰到類似問題時，能夠很快根據腦海中建立的圖式理論進行問題解決。

3.4科學制定圖式理論教學計劃

進行圖式理論教學計劃制定，具體指的是教師根據對學生進行的訓練過程，將所學教學內容與教師即將開展的教學計劃結合起來，專門進行的圖式教學計劃制定，在此之前，教師要對學生進行圖式理論知識的教學講解，并針對所學知識進行舉例說明，以便于學生在時候的實驗中能夠合理應用。例如在正式開展教學實驗前，教師要讓學生對所學的公式圖式知識進行歸納總結，試驗中，將其中單一公式與其相應定理知識結合起來形成高水平圖式；實驗后，要求學生對上述圖式理論知識有一定的掌握，并根據所學提取出比之前更綜合、更完整的圖式。

4總結

綜上所述，本文首先對圖式理論和高中物理情景創新題進行概述，分析圖式理論在高中物理情景創新題中的應用意義，最后從快速掌握圖式精髓、合理選擇學習策略、明確圖式使用范圍以及應用條件、科學制定圖式理論教學計劃四方面提出圖式理論在解決高中物理情景創新題中的應用策略，旨在通過以此轉變傳統教學模式，提升學生高中物理學科成績。

作者：袁杰