表格：促进“从懂到会”的可视化工具

杨亚芳

一、引言

“文不如表”，表格，是以图表形式，配以简明的符号和浓缩的文字，构成清晰、简洁、直观、逻辑、系统的信息，在说明物理现象、本质特征和思想方法时，呈现出逻辑性、简洁性、辅助性的特点，在物理教学知识的重组和思维的创新中运用广泛.本文结合表格这一大众化的可视化工具，意欲在追问“懂而不会”现象的原因后，[1]进行思维可视化的探索，以促进学生在课内主动内化，从而有效促进物理学习“从懂到会”.

二、教材中表格的应用与作用

物理教材文本、物理习题资源和教师教学资源，常由三种描述方式：即文字、图示（图像或者图表信息）、公式符号组成.教材通过文字描述世界或问题的现象；由图示展现物理的空间与图形，进行运动和受力情景分析，并借助函数图象、表格、概念图等可视化工具，抽象出物理模型并总结出物理规律；运用物理公式揭示函数变化与制约关系，定量与数学模型.即物理学有三种描述方式：文字描述、图示描述、公式描述（见表1）.

表格是图示方式中的一种，是人们对某事物特征的理解、表达，对事物的看法而采用的一种表现方式.教材在介绍一些核心物理量，并且需要呈现多维度、多参量、多实验数据时，经常使用表格.

教师可以利用教材中的表格教学资源进行新课教学.比如人教版教材“一些地点的重力加速度”数值表格，如果教师在教学中故意先略去纬度的数值，设置问题：“能从表中发现什么规律？”让学生自己寻找地点与重力加速度的关系.学生给出的往往是具体位置之间的重力加速度大小比较情况.这样的回答只是具体结论而不是规律性的概括结论.当教师呈现各自地点对应的纬度时，学生才发现纬度越高重力加速度越大的变化规律.

当教材呈现单一知识时，表格往往局限于说明阐述作用，当呈现系统知识时，在学懂教材知识的基础上，要提高学生“懂”的层次和“会”的层次，知识的迁移和应用能力决定其层次的高低.如果让师生经历共同绘制表格、展示表格，以更高、更系统的可视化工具审视物理知识和思想方法，将会使知识、方法更具结构、更有逻辑、更显内蕴，有效架设“从懂到会”的桥梁.

三、自制表格在物理教学中的类型及应用

表格在各学科中均有应用，在物理学科教学中应用表格的地方很多，原因是多方面的.一是物理学是一门实验性较强的学科，实验数据和各种常数作为资料记录在表格内，可以科学地、简明地呈现统计数据.二是物理学中概念多、规律多、方法多、思想多.按照教学任务，有不同课型，如新课、习题课和复习课.在新课教学中通过表格突出重难点，剖析概念的内涵与外延，揭示规律的条件与变化，梳理物理方法的情境与变化；在信息量庞大的习题和复习课教学中，学会整理知识点，化繁为简、化多为少，进行比较分类，使物理知识系统化，物理方法具体化，解题思路清晰化，既有效促进学生的归纳能力，又有效检测学生的学习情况.

在新授课中，教师可以通过自制表格进行教学设计、课件设计、板书演示的可视化.在教学内容多、课堂容量大的新课中，学生难以整体上把握内容，教师单纯靠教学语言词不达意时，将学习内容设计成表格，通过课件或投影，可以使所传授内容更具条理性，目标指向更清晰直观，比如简谐运动规律、超失重结论等.

在练习课和复习课教学中，在学生新授课“学懂”的基础上，将概念、规律、实验、物理问题等进行纵向编排，引导学生科学合理地设计知识、方法、思想和章节表格，建构清晰的知能线索和知能网络，把繁杂的知识点、方法和思想创设出直观明了、逻辑清晰的表格，以达到在练习课和复习课中内化能力即“悟会”的最大化.

（一）表格应用于物理概念专项教学

物理概念是客观事物的物理共同属性和本质特征在人们头脑中的反映，是物理事物的抽象.物理学中的核心概念：力、功、能、熵、场，往往内涵丰富.应用表格，有利于了解概念的形成和演变，抓住概念的本质特征，掌握概念的内涵和外延，理解概念间的联系与区别.例如力，梳理归纳的内容，合理分列，设计成表格的行和列以构成表格的框架.行：从生活中的直观力到机械力，到各种电磁力，列：力的定义，力作用的相互性（呈现施力物体、受力物体），力的三要素（大小、方向、作用点）.例如质量，行：从物质的多少、惯性质量、引力质量，到质能方程.列：从定义、表征、测量（从一般物体的质量测量到天体和微观粒子的质量）、应用.例如宇宙为时间和空间，从时间情境中的先后，空间情境上的方向，到追及问题中的时空，万有引力中的时空，振动与波动中的时空，电磁学中的时空，到力的时空的累积.限于篇幅，不一一赘述.

物理学的疑难概念：加速度、摩擦力、完全失重、电势、电动势、电容、磁感应强度、磁通量、电磁感应等.这些抽象、复杂、缄默的物理概念，加上认识这些概念的方法比较抽象，哲学属性和数学属性都增强了概念学习的难度.因此，恰当选择方法，在复习教学中我们将大量概念进行纵向梳理，如表2为加速度的新课和复习教学，学生反馈效果较好.

（二）表格应用于物理规律

物理规律是物理现象、过程在一定条件下发生、发展和变化的必然趋势及其本质联系的反映.物理规律表格一般可分为对同一物体的不同特征进行分类分析，或是不同物体的不同（相同）特征进行分类分析，这样较容易确定表格的栏目.

物理规律往往由几个概念组成，形成逻辑上的制约关系.比如匀变速直线运动由直线运动、速度、时间、变化量等概念组成，满足运动学关系式.再比如牛顿第二定律由质点（有质量的几何点）、力、质量、加速度等概念组成，并满足F=ma的关系.在牛顿第二定律表格中，弄清定律的发现过程，揭示其与动量定理的联系，深刻理解定律的主体性、同向性、瞬时性，深刻理解定律揭示力和运动关系的物理意义，并注意牛顿第二定律的适用范围，在复习课中将牛顿第二定律从直线到平面，从机械力到万有引力和电磁力.注重该定律的应用特例：如在匀速圆周运动中，各类合力提供向心力，万有引力提供向心力，洛伦兹力提供向心力；在一般圆周运动的特殊位置，与速度垂直的合力提供向心力等.endprint