图式理论在高中物理情景创新题的应用

根据当前新课改要求中指出，高中物理教学要重视学生对物理问题的分析和解决能力。但从当前教学实际来讲，大部分高中生具备对问题解决的基本能力，但对于物理情景创新题解决，不能再最快时间内从脑海中提取到与问题相应的理论知识，就此本文首先概述什么是图式理论和高中物理情景创新题，然后分析图式理论在解决高中物理情景创新题中的应用策略，以供参考。就当前最新课程改革要求中明确指出，教师要提升自身在教学中效率，提升学生对问题的分析和解决能力，但如何实现高中物理教学效益最大化以及提升学生对物理问题的分析和解决能力，是当前所有高中物理教学中重点解决的问题，就此本文基于高中物理情景创新题，分析图式理论在其中的应用策略。

1概述

1.1图式理论

所谓图式，简单来讲就是高水平陈述性知识单元，将原本低水平陈述性单元中的命题、表象以及线性排序进行组织，将原本的个体组织成一个客体范畴、一个事件范畴以及一类文本，具有定型性或者是定格性的一种知识表征。将图式理论应用于人类认知活动中，能够对其起到一定作用，使其能够在最快时间内对某个范畴的新的举例或事件进行识别，然后根据识别来推论新的问题情景，除此之外，在人体大脑进行图式质量和数量问题解决时，也能够起到解决问题的作用。

1.2高中物理情景创新题

在高中物理教学中所讲的情景创新题，重点在于“情景”和“创新”，而这从学生的角度来讲的，具体指的是对于学生没有学习过、看到过的物理习题，而且这些物理习题的情景相对比较新颖，同时与学生现实生活、科学技术研究方面有一定关联，分析物理学在实际生活中的应用。从整体上来看情景创新题，在形式上内容上相对灵活，试题设计也具有很强的创新性特征，经常以学生比较喜欢的、生活中常见的图画、动漫等形式进行题目陈述，这种类型的习题多数情况下出现于期末、调研、高考等一些比较大型的考试中，因此也就对学生问题解决能力方面有很高的要求。

2图式理论在解决高中物理情景创新题中的应用意义

在解决高中物理情景创新题时，将图式理论应用其中，具有非常重要的教学意义，这主要在于运用图式开展教学不会影响学生对问题情景直觉、理解问题能力以及获取问题解决方式等。除以上之外，还具有以下几方面优势：其一，能够对相关信息进行选择和加工；其二，具有构建性教学作用；其三，具有迁移性教学作用。从整体上来讲，学生学习物理这门学科的目标并不是对某个单纯问题进行解决，而是将教学中所学知识应用到与情景类似的事物中进行学习，同时还要将所学知识迁移到各种类型的事物学习中，在整个学习过程中，能够对原有图式进行丰富和完善。

3图式理论在解决高中物理情景创新题中的应用策略

3.1快速掌握图式精髓

所谓图式精髓，简单来讲就是在最快时间内从脑海中抽取到与当前需要解决的物理情景创新题项对应的知识框架，对这个过程也可称为是图式建构，通过图式建构，一方面能够帮助学生将其脑海中的知识结构汇聚成知识网络，以便于学生更好的提取所学知识记忆；另一方面能够帮助学生迁移所学知识，特别是在物理情景创新题中，其最明显的特征就在于运用当前比较吸引人的新颖事物将学生所学知识点联系起来，目的在于将新知识与旧知识两者相结合进行问题解决。例如物理选择题：下图一的选项中一共四个氢气球，每个氢气球都系有一个重物为G，重物G只会因受到重力产生的作用以及轻绳拉力进行直线运动，如果不将重物受到的空气阻力以及风力等因素带来的影响考虑其中，重物运动方向为下图中的虚线方向，问：下图中的气球、重物G两者在运动过程中的位置最有可能是下图中的（）选项通过对本题进行解读，能够明确看出重点考察的内容就是物体在进行直线运动时需要的条件，因此，可将本题可将实际生活中的气球可能出现的运动情况与进行直线运动时需要的条件两者相联系，通过这种方式引导学生将本题中的图形问题迁移至以往学过的相关知识点中，这时候学生通过回忆以往学过的相关知识克制重物在进行直线运动过程中，其合力为0，合力与物理运动两者的方向处于同一条直线中，因此分析上述选项A，绳子产生的拉力与重物受到的重力两者有非常大的可能是平衡状态，重物的运动轨迹可能是匀速直线运动，由此分析选项B的运动位置是有可能的；但是在B选项中，因重物所受到的重力方向是竖直向下，拉力方向为沿绳方向，所以两者产生的合力可能与物体运动方向为同一直线的相反状态，由此可判断C选项也是有可能的；再观察D选项，因其中重物受到的合理放线不可能与物体运动方向处于同一条直线中，所以该选择是不可能的。从整体上来看本题，就是借助人们生活中常见的、新鲜的事物将以往所学知识引出来，然后将新知识与旧知识两者相联系，一方面能够帮助学生提升自身触类旁通的物理学习能力；另一方面能够进一步提升学生对物理情景创新题解决的能力，具有积极性教学意义。

3.2合理选择学习策略

本文所讲的学习策略，具体指的是物理教师在教学过程中所选择的教学策略应与所学课堂教学内容两者相一致，当前物理教学中应用比较普遍的教学策略主要有以下两种：其一，样例学习策略，简单来讲就是由教师为学生展示书面形式并完成相应解答后的例题，学生在进行习题训练时，若出现其中不会做的题目或者是做错的题目情况下，学生自行根据教师提供的例题样例进行自学，通过自学的方式在尝试去解决习题问题。基于以上，学生对样例习题反复熟知和比较后，在脑海中就会逐渐形成对该种类型习题问题解决的图式。从心理学角度来讲，通过样例学习策略是学生形成图式的有效方式，当前比较常见的就是在物理情景创新题中提炼出来的。其二，开放式训练策略，运用该策略进行物理情景创新题的主要原因在于图式本身具有很强的概括性、迁移范围比较大的特征，如果教师在训练学生过程中，能够将情景1辐射到情景2中，通过这种方式将原本同一种类型的操作模式形成一个相对完整的知识网络，这对于学生而言，形成一个比较体系化的物理知识而言具有非常重要的教育作用。

3.3明确图式使用范围以及应用条件

对于图式使用范围以及应用条件如何确定，主要取决于教师在进行物理教学授课过程中，在哪个时间、哪个部分将图式引入教学中，而这也就在很大程度上对教师提出了更高的要求，一方面对所讲教学内容全面熟知和掌握；另一方面要对当前学生学习实际情况有一定的了解，以此对教学进度进行相应的控制。基于以上，这就要求教师在物理教学中对学生进行图式训练时要找准教学切入点。例如在进行高中物理匀速圆周运动学习时，首先教师向学生讲解向心力有什么特征，也就是向心力源于物体本身受到的合外力，但并不等同于合外力；其次，向心力还是效果力，因此在进行受力分析过程中，不能说物体受到向心力，而是向心力需要有其他的力来提供；其三，对向心力方向（始终指向于圆心所处方向）以及向心力不做功的理论知识有一定的了解和掌握。完成上述学习内容的了解后，教师针对所学知识为学生举例：例如一辆汽车（可将该汽车视为质点）刚好行驶过一架拱桥（可将该拱桥视为圆的一部分）中的最高处位置，在这种情况下向心力是由谁来提供的呢？这时候教师引导学生分析汽车受力，如果汽车受到自身重力为G以及该拱桥对汽车的支持力为N，因上述已经讲到向心力方向是由他们合力所提供的，再加上向心力方向始终指向圆心所处方向，由此可得出F=G-N.这时候学生对向心力的理论知识有了一定的掌握，然后切入对轻绳类圆周运动的知识进行分析和讲解，例如用一根细绳拉着小球在竖直平面上进行圆周运动，对小球在不同位置上的向心力进行分析：如果v减小，那么小球所需要求的向心力也会因此减小，这主要在于mg不变，因此T减小，若T=0，则对应速度就是最小。基于以上得出以下结论：其一，一根细绳拉着小球在竖直平面上进行圆周运动，经过最高处时需要临界速度（也就是最小速度），另外小球运动所处位置越高，对物理速度提出的要求也会越高，因此过了最高处，小球的圆周运动也就完成了；其二，从绳子拉力角度来讲，处于最下方最低点处情况下绳子拉力则最大；相反，若处于最高点，则绳子拉力为0，由此可得出结论，最低点时，绳子需要承受的拉力最大，若最低处绳子没有发生折断情况，其他位置也就不会发生折断情况。通过对上述匀速圆周运动中临界速度进行学习，能够帮助学生在其脑海中构建相应的图式理论知识框架，这样能够在之后在碰到类似问题时，能够很快根据脑海中建立的图式理论进行问题解决。

3.4科学制定图式理论教学计划

进行图式理论教学计划制定，具体指的是教师根据对学生进行的训练过程，将所学教学内容与教师即将开展的教学计划结合起来，专门进行的图式教学计划制定，在此之前，教师要对学生进行图式理论知识的教学讲解，并针对所学知识进行举例说明，以便于学生在时候的实验中能够合理应用。例如在正式开展教学实验前，教师要让学生对所学的公式图式知识进行归纳总结，试验中，将其中单一公式与其相应定理知识结合起来形成高水平图式；实验后，要求学生对上述图式理论知识有一定的掌握，并根据所学提取出比之前更综合、更完整的图式。

4总结

综上所述，本文首先对图式理论和高中物理情景创新题进行概述，分析图式理论在高中物理情景创新题中的应用意义，最后从快速掌握图式精髓、合理选择学习策略、明确图式使用范围以及应用条件、科学制定图式理论教学计划四方面提出图式理论在解决高中物理情景创新题中的应用策略，旨在通过以此转变传统教学模式，提升学生高中物理学科成绩。

作者：袁杰