高中物理多元表征网络课程的设计及其应用.doc

高中物理多元表征网络课程的设计及其应用 江苏省镇江市谏壁中学（212006） 郭宝海 [摘要] 多元表征网络课程是建立在多元表征理论基础之上，充分发挥网络的丰富资源，运用超级链接手段，从不同侧面、不同角度来展示各个概念与其它概念之间的细致的多维关系，从而让学生全方位地理解概念的自主学习的网络课程。我校设计的多元表征网络课程为学生提供了个性化学习的环境，有利于提高学生的学习兴趣；有助于高三学生构建完整的知识体系，加深知识的理解，形成丰富的知识网络；有助于交互式合作学习的开展，从而推动新课程的全面实施。 [关键词] 多元表征 网络课程 物理 概念 近年来,以网络化为代表的现代信息技术，为学习者提供了丰富的数字化学习资源,改变了学习者的学习方式,促进了教育观念、内容和方法的变革。本人结合学科特点，运用多元表征教学理论，设计出的网络课程，在提高高三物理复习效率方面，收到了明显效果。下面作一介绍，供大家参考。 一．多元表征教学的内涵 布鲁纳认为，学科内部有一套基本结构，这个基本结构是指学科的基本概念和基本原则，它们反映了事物之间的联系或规律性。掌握了学科基本结构，就能更好地掌握整个学科。然而，从事一线教学的物理教师都有这样的同感，尽管学生对物理学的概念、原理、规律及其基本结构烂熟于心，但一遇到解决实际问题仍觉得难以下手。 实际上，事物之间的联系是相当复杂的，学科知识间除了具有“学科基本结构”这个结构良好的联系外，还具有更加复杂的、结构不良的细致联系。例如，高中物理运动学部分的学科基本结构如下(图1)： 我们知道，实际的运动问题总是伴随着各种复杂的情景出现的，是和各种性质的力、动量、能量相互交叉的综合问题。例如，以上基本结构中的各种运动，从力的角度进行分析，又可包括：在重力、摩擦力、弹力、电场力、磁场力、分子力以及各种性质的力共同作用下的运动。而其中，电场力和磁场力又将力学与电磁学知识紧密联系了起来，分子力又将力学知识和热学知识相联系，这都形成了知识间的跨越式的连接；在力学结构内部，加速度a将运动学和动力学相联系，速度V将动量和动能相联系，这又使力学知识结构内呈现非线性和多元的复杂结构。要解决这样的运动问题，学生仅仅掌握运动的类型及相应的运动规律，是远远不够的。 多元表征教学就是在布鲁纳的学科基本结构理论的基础上，在教学中除了呈现学科的基本结构外，还要展示各个概念与其它概念间的细致复杂的多维度关系，以此完成对相关知识体系的教学，从而既增强对该概念自身的理解，又增强对知识结构整体的理解。例如，对平抛运动的理解，除了从运动规律上进行分析，我们还要让学生从力的角度、能量的角度、动量变化的角度进行分析；除了在重力场中研究物体的平抛运动，我们还要让学生研究电场及混合场中的类平抛运动等等。 二．高中物理多元表征网络课程的设计 由以上的分析我们看到，在组织高三物理复习这样的结构复杂的教学时，必须对概念进行多元表征和多情境教学，才有可能真正改善对物理概念的掌握和迁移。这在传统的课堂教学中是很难做到的。而具有非线性特征的超文本正是适用于这种教学组织策略的理想学习与教学媒介。作者运用FrontPage这一简易的网页制作工具，以物体的运动为经线，把一个概念与其他多个概念、原理、规律及相关的例题和背景资料等，通过超级链接构成极其丰富的高中物理的知识网络。这样的网络，不仅展示了每一个概念的不同侧面，而且有多个代表不同情境的案例来加强概念的理解、迁移和运用。具体设计如下。 1．基本结构网页的设计 高中物理的传统基本结构是：力、电、热、光、原子物理等，这种板块结构界线明显，脉络清楚，但知识相互隔离，不利于高三学生从整体上把握知识并加以综合运用。为了克服这种缺陷，我们依据“物理学是研究物体运动变化规律的科学”这一基本任务，在实际的网页设计中以物体的运动类型为基本结构。由于各种运动都是学生在日常生活中经常见到的，因而，做出的基本结构网页也就比较具体和亲切，如前面图1所示。 2．概念的多元表征网页的设计 在学科的基本结构图上，将其中的重要概念设置为超级链接，用以对单个概念和运动形式的展开，如图1。点击某个链接，就弹出此概念和运动形式的多元表征页面，在页面内将呈现出表征此概念的相关概念和运动形式的页面链接和例题页面的链接。例如基本结构网页中“匀速圆周运动”超链接到的对此进行多元表征的网页页面可以如图2所示。 此处设计“匀速圆周运动”的多元表征页面的依据正是：将概念的不同侧面集中展现，将知识网络中概念与相关概念相连接，概念与相关情景相连接，让学生多侧面、多角度、全方位地理解概念。因为要很好地理解匀速圆周运动，就一定要把握好线速度、角速度、向心加速度、向心力等概念。这些概念有的反映了匀速圆周运动的运动学性质，有的是它的动力学性质，有的