關於美國物理教材中的章後圖表習題

在中學物理教學中，培養提高學生收集信息、處理信息的能力不可能借助幾道長篇文字敍述的信息題就可以達到目的，如何採取更好地有效地措施是值得深入探討的。本文主要歸類介紹美國最權威的物理教材《科學探索者》章後複習題中的圖表習題，希望能對同行在該方面的教學有所啟示。該教材中除了用大量生活中的物理引出物理學原理外。在每一章結尾的“形象思維”習題欄目中有一類圖表習題。旨在介紹給學生一些處理信息的實用工具。從教材對該類圖表習題的處理形式上看可分為以下幾類。

一、概念圖習題

概念圖通常是將某一主題的有關概念置於圓圈或方框之中。然後用連線將相關的概念和命題連接。連線上標明兩個概念之間的意義關係的連接詞。下面是該教材“能與功率”章後概念圖習題：

例1在一張空白紙上把這幅能量概念圖（如圖1所示）抄下來。補充完整後給它加個標題（若想了解有關概念圖的更多知識。請參閲技能手冊）。

由圖1可以看出。概念（concepts），命題（proposi－tions）、交叉連接（cross－links）和層級結構（hierar chical frame works）是概念圖的四個圖表特徵。最具概括性的概念常常位於圖的頂端。越往下，概念的範圍就越小。連線表示兩個概念之間的意義聯繫，連接可以沒有方向，也可以單向或雙向。位於上層的概念通常可以引出好幾個知識分支，不同知識領域或分支間概念的連線就是交叉連接（又稱橫向聯繫），交叉連接常常形成方向性意義，也是產生創造性思維的關鍵之處。連接詞是置於連線上的兩個概念之間形成命題的聯繫詞。

概念圖是學習工具，它從總的概念出發，逐步展開，顯示出概念是如何被分解成一個個小概念的。它可以把一些概念較多的主題的整合過程清晰地呈現出來，並使學習者看到概念和概念之間相互關係的空間網絡結構。這樣整理之後，各個概念之間的關係就更清晰了。概念圖幫助學生了解知識的結構。瞭解知識構建的過程，這就是幫助學生學會學習。研究發現，在學習中使用概念圖的學生，在較長一段時間以後，其知識的保持超過不用概念圖學習的學生。用畫概念圖和看概念圖學習的學生，他們的知識面也比用死記硬背來學習的學生寬。更能解決問題。

二、比較／對比表習題

比較／對比表是比較兩種以上事物的異同點時很有用的工具，它能提供一個有序的框架。根據你所需要的特性對事物進行比較。下面是該教材“光”章後比較／對比表習題：

例2把而鏡和透鏡的類型抄在張紙上，填寫下表，併為之配上標題（更多的比較／對比表格知識，見技能手冊）。

透鏡的類型

如何影響光

形成的像的類型

平面鏡

反射

a．_______

b．_______

c．_______

實像或虛像

凸面鏡

反射

d．_______

透鏡的類型

如何影響光

形成的像的類型

凸透鏡

e．_______

f．_______

g．_______

h．_______

虛像

建立比較對比表時，首先把要比較的事物列在表格的頂端。然後，把作比較所依據的特性列在左側的`欄中。最後，把每件事物關於各個特性的信息填入相應的格子裏。

比較／對比表是用來幫助學生找出兩類事物的相似之處與不同之處，這樣就可以使不同的信息間由此而產生聯繫，使學生活動變得有意義，從而增強學生對信息的學習效果。

三、維恩圖習題

維恩圖是另一種用於顯示事物異同點的方法，要説明各種事件的交叉重疊性時可以選擇“維恩圖”。

例如該教材“電荷和電流”章後維恩圖習題：

例3如圖2所示，照樣把下面這幅維恩圖畫在你的本子上，比較串聯電路和並聯電路的特點，做完填空題後加上標題（為了解更多有關維恩圖的知識，請參閲技能手冊）。

它由兩個或兩個以上部分互相重合的圓組成，每一個圓代表一個特定的概念或觀點。概念之間的共同特徵（相似點）寫在兩個圓重疊的區域內，獨有的特徵（不同點）則寫在相應圓中重疊區域以外的部分，這樣便於學生整理、分析、歸類幾件事物之間的相似性和差異性。

建立維恩圖時，首先畫兩個部分重合的圓，在每一個圓的上方註明它代表的事物。獨有的特徵寫在重疊區以外，而共同的特徵寫在重疊區內。

四、流程圖習題

流程圖能夠幫助學生理解某組事件是按照怎樣的順序發生的。它能有效地概括出某一過程的各個階段，或某一程序的各個步驟。如下面是該教材“流體力學”章後流程圖習題：

例4如圖3所示，製作一張流程圖來説明液壓機如何將力放大的？（更多的流程圖知識，見技能手冊）

建立流程圖時，首先把每個事件簡要地寫在方框中。然後把最先發生的事件排在最上方。緊接其後發生的事件排在其次，依此類推。最後，把各個事件依次用箭頭連接起來。

五、循環圖習題

循環圖用來表示一系列連續循環發生的事件。連續就是指沒有終點，因為當最後一個事件結束時，第一個事件又重新開始了，就像流程圖一樣，循環圖也能幫助學生理解事件的先後順序。要表達事件的流通過程時則可選擇“循環圖”。下面是該教材“科學實驗”章後循環圖習題：

例5如圖4所示，在一張空白紙上把這幅科學實驗步驟圖抄下來，並填寫完整。

更多有關維恩圖的知識，請參閲技能手冊

建立循環圖時，首先把每個事件簡要地寫在方框中。把一個事件排在框頂部的中間。然後，沿着一個假想圓圈的順時針方向，按時間順序依次排列每個事件。最後，把事件依次用箭頭連起來形成一個連續的圓圈。

教材《科學探索者》各章複習題中都涉及一道上面某類圖表習題，它們是信息化教學的學習支架，是一種信息組織的可視化方法。通過這些圖表習題的訓練。學生對某個主題產生一個形象的概念，並明瞭其中一些重要概念之間的關係，逐步引導學生自己整理、歸納學過的知識，進而使學生能夠清楚地瞭解所研究問題的全部信息，達到培養學生收集處理信息的能力。

教學改革是一個長期的過程，隨着形勢的發展，舊的矛盾解決了。新的矛盾又會產生。因此，不斷研究教材在使用中存在的問題，隨時注視國外教材的動向，汲取有效教學成果，是使我們的教學不斷前進、不斷適應新的教學情況的必要措施。