掌握图形图像表征策略，提升解决真实情境复杂问题的能力

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征策略，提升解决真实情境复杂问题的能力

                                     四川省双流中学黎国胜[1]，罗恒[2]

[1] 黎国胜，男，1965年出生，四川南充人，中学正高级教师，四川省特级教师，研究方向：中学物理教学。

[2] 罗恒，男，1995年出生，四川简阳人，中学二级教师，研究方向：中学物理教学

                 此文发表于《教学考试》杂志2023第3期

 摘要：《中国高考评价体系》指出，要引导学生实现从解题到解决问题的转变，要着力培养学生解决真实情境复杂问题的能力。学生解决真实情境复杂问题的能力依赖于是否掌握正确的问题表征方法，图形图像表征是问题表征的常用方法。本文结合典型例题介绍利用图形表征的四种策略：（1）利用点线等几何图形等表征物理过程，（2）利用速度时间图像表征运动过程，（3）构建图像简化问题，（4）图像转换使抽象问题具体化。灵活运用上述策略，可以帮助学生那事打通思维堵点，快速高效地解决复杂问题。

关键词：图形表征，策略，问题解决

《中国高考评价体系》构建了“一核”、“四层”、“四翼”的评价体系，“一核”是指“立德树人，服务选才、引导教学”的核心功能；“四翼”指“基础性、综合性、应用性及创新性”；“四层”指“核心价值、学科素养、关键能力、必备知识”。提出了“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”的高考评价新理念，要求学生能够综合运用所学知识和技能解决真实情境复杂问题，对学生的创新精神和实践能力提出了更高的要求。^[1]

心理学研究表明：问题的解决既是一个复杂的思维过程，又是一种高级的学习形式。分为五个阶段：（1）发现问题，（2）表征问题，（3）策略选择，（4）策略应用，（5）评价反思。表征是指信息或知识在人脑中的呈现或记载方式，问题表征指把已知的问题转化为内在的心理表象，经过大脑的加工，将内隐的知识外显化。问题解决的过程就是运用一定的策略去实现对问题完全表征的过程。问题表征既是问题解决的必不可少环节或阶段，也是涵盖从问题呈现到问题解决全过程的认知过程。能否采用正确的方法能问题进行正确的表征，对问题的解决起着至关重要的作用。

问题表征的方法很多，常用的方法有文本表征、表格表征、图形图像表征等。图形表征是用几何图形中的点、线等来表示物理对象、物理概念、物理规律、物理过程的示意图。图像表征就是利用物理规律找出相关物理量之间的函数关系，用函数图像表示物理过程及物理规律。例如：将平动的汽车抽象成一个集中了全部质量、但没有大小和形状的几何点，用电场线表示电场的分布，用一条带箭头的线段表示矢量（力、速度）等，用平行四边形法则求合力，物理上电路图、光路图，用圆或椭圆表示行星绕太阳运动的轨迹等等都是图形表征法的具体应用。在解决追及问题时我们常常用示意图表示物体运动的过程及位置关系，用速度时间图像表示物体运动的速度随时间的变化规律，特别是振动图像与波的图像应用十分广泛。掌握应用图形图像表征物理问题的基本方法和策略，养成画图的习惯，对解决真实情境复杂问题有极大的帮助。

一、 利用点线等几何图形表征物体的运动过程

在实际生产生活中，常常涉及多个物体多个运动过程的复杂问题。这类问题由于涉及到的物体个数多、运动过程多、应用的物理规律多，常常成为难点、痛点。解决这类问题，在仔细审题的同时，用点代表物体或物体的位置、用线代表轨迹（轨道），把物体的运动过程清楚地表达出来，便于选择相应的物理规律，可以促进了问题的快速解决。

二、用速度时间图像表征物体的运动规律

培养学生图形、图像表征能力一是教师要作好示范，二是要让学生养成习惯，三是组织学生展示交流他们应用图形图像表征解决真实情境复杂问题的思路、方法、经验，让他们在问题解决的过程中体验问题解决的愉悦，收获成功的喜悦和成长的快乐。从高一开始，持之以恒，久久为功，一定会极大地提升学生解决真实情境复杂问题的能力。

参考文献

[1] 中国高考评价体系说明[M]. 人民教育出版社 , 教育部考试中心, 2019.