意象是一种重要的思维方式,在科学活动进行时表现为个性化的心理图像。科学史表明很多优秀科学家在进行科学活动时都呈现出意象思维方式。这种存在于科学活动过程中,融合了科学意义与科学表象的产物称为“科学意象”。科学意象是科学思维的重要组成部分。新课程改革中强调学生科学思维能力的培养,而传统物理教学强调把知识呈现给学生,对学生科学思维的培养没有指向性。相比问题解决方法,研究科学思维在学生头脑中是如何建构的更为重要。换言之，可以通过分析学生进行科学活动过程中科学意象的生成策略,帮助教师选择适合学生的科学思维培养方法。

一、物理问题解决中科学意象的内涵及特点

(一)物理问题解决中科学意象的内涵

科学意象是个体在进行科学活动时,认识主体对认识对象赋予科学意义所生成的心理图像；是认识主体经过观察、抽取客观事物形象的特点、结合认知结构中其所代表的意义后建构而成的。可以说，科学意象是由主观的“意”和客观的“象”结合而成的,体现了认识主体对科学事物本质的深层认识。科学意象是在认识主体的感性与理性共同作用下生成的,可以体现认识主体的情感态度与价值观。科学意象是科学思维的重要组成部分,存在于科学活动过程中,尤其当活动需要创造性与想象时,科学意象的作用更加显著。可以认为科学家在进行发明创造时,其实是以不同的心理意象对认知事物进行辨认、选择、组合的过程。

科学意象存在于物理问题解决中。对比新手与专家解题过程,专家是从已有的认知结构和解题经验出发,通过待解题目的视觉刺激生成物理问题表象,再与已有知识结构作对比后表征待解物理问题。换句话说专家解题过程是生成科学意象,利用科学意象解题的过程。与此相反的是新手则从问题出发寻找答案所需的条件,而非从物理思维出发，容易忽略题干所给条件的关联,从而导致新手由于题目信息刺激不足不能生成题目表象,或由于在表征物理问题过程中赋予新题目表象错误意义,导致解题过程进行中断或走向错误解答。张庆林在《高效率教学》中提到优等生解题优势,体现在优等生可以凭借已有的科学意象判断待解题是否需要加辅助线求解。而且在优等生解题结束时得出类似“顶角平分线如果垂直于底边,那这条线就平分底边”的结论。这不是教材中已有的定理,而是优等生基于多次解题经历得出的结论。加涅称此为“高级规则”,也称为“个人定理”,即优等生生成了关于此类题目的“科学意象”。

(二)物理问题解决中科学意象的特点

新课程标准着重强调培养学生解决物理问题的能力。在物理问题解题过程中,解题者首先需要审题,审题主要由个体对问题的理解和表征组成。西蒙(Simon.H.A)曾说,如果一个问题得到了正确表征,可以说就解决了一半。

学生顶岗实习管理系统主要面向高职院校学生的顶岗实习管理，需要根据教师、学生的职责进行任务的分配，对学生实习过程中涉及的学生基本信息、周志、实习总结、教师分阶段评价等信息进行详细的记录和梳理，从而有效的提高学生顶岗实习过程管理的质量，做到规范性。

因此，提升中国资本市场的发展水平和效率应成为未来中国金融业的重中之重，有关方面应围绕市场信用约束及价值成长，积极借鉴国际资本市场的成熟做法，严密监管体系，严厉惩罚措施，系统发力，以提升资本市场对国内外投资者的吸引力。同时要看到，资本市场效率不高、功能不健全，也将拖慢人民币国际化的进程。

1. 个性化

在高考物理解题过程中,解题者对题目的理解不能停留于题面,应该深入理解题目所涉及物质的内在联系。因此审题是一个加工题目信息,在脑海中形成此类问题的问题表象的过程。在形成问题表象后,需要学生结合个体经验对问题表象进行思维加工,赋予待解题目表象个性化意义。高考物理审题是一个通过刺激学生视觉,帮助学生建构所解题目的科学意象的过程。高考所要求的理解能力实质上是学生构建个性化题目表象的能力。

2. 创造性

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高考物理题要求学生基于题目提供的信息进行对结论的逻辑推理。要求学生通过阅读已知条件,在脑海中推理出在待解题目情境条件下可能会发生的情况。在尝试解决问题过程中,由于待解题目是多样化的,可能出现与以往试题不同的解题情境。这就要求学生构建出具有创造性的科学意象,并将其运用到解题过程中。

3. 情境性

高考物理问题解决中科学意象的情境性表现在两个方面。其一，在高考物理实验题目解决中,学生需要在先前实验记忆的基础上,或是通过试题对实验情境的描述,构建出实验表象的基础上,进行演绎、归纳、得出结论。换句话说,实验题的解答需要学生在还原以往参与实验情境基础上进行解题。其二，高考物理题目通常通过描述一定的生活情境来凸显所考查知识点的科学意义。比如在对比地球和月球的声音传播速度时,声音在空气中传播速度为340 m/s,由于声音的传播需要介质(空气),月球表面没有空气所以不能传播声音。在考查声音的传播这个知识点时,学生容易忽略解题情境的不同(地球和月球),或所构建的关于声音的科学意象不完善(忽略声音的传播需要介质),从而导致解题错误。

图1两种模拟结果显示弹性受力状态，考虑分阶段受力与否，对最终计算结果影响不大，原因有两点：一是自重影响较小，二是现有有限元分析软件对加固分阶段受力模拟不足，该点须结合具体工程分析。此外，图1标记点2(3)、6(7)均显示共节点的两个单元结合面应力差较大，表明双单元法无法有效模拟结合面新老混凝土间作用力传递。

4. 科学性

高考物理问题解决中科学意象的科学性表现在两个方面。其一，高考物理所要求的应用数学知识处理问题能力,给学生在解题过程中所构建的科学意象增加了合理性和科学性。数学知识可以帮助学生在解题过程中建构物质运动的图像,明确各种物理量之间的关系(如电磁场整体分布的特征)〔2〕。可以说，数学知识的迁移给学生建构的科学意象赋予了科学的、量化的意义。其二，物理问题解决中的科学意象不同于平常生活中的物理意象。比如在高考物理解题情境中,光滑平面隐含的科学意义是不考虑摩擦力作用。雨天的马路和晴天的马路都是实际生活情境,其科学意义是下雨天的马路的摩擦力要小于晴天的马路。如果是同一辆车在这两条路上做刹车运动,在雨天马路上的刹车距离要比晴天刹车距离要长。换句话说,学生在高考物理问题解决过程中不仅要构建出题目表象,还要赋予题目表象正确的科学意义,否则就会走向错误解答。

二、物理问题解决过程中科学意象的生成策略

物理是一门与人们生活实际联系紧密的自然科学,在高考物理考查过程中,通过创设一定的试题情境,让考生置身于与试题相互作用创设的情境中尝试解答。有研究表明(宋其争，沃建忠，林崇德，2002)，在对高中生物理问题解决的自我控制能力的研究中,发现具体的、动态的物理图景在物理解题自我监控过程中具有重要作用,并认为这些生动的物理图像是以数学做调节的意象方式〔3〕。有学者研究表明，如果被试能从问题情境中正确辨认出符合解题目标的几何图形模式,就可以唤起与解题有关的知识〔4〕。

滕瀚在其对科学意象加工水平的研究中将其分为两大水平：水平1：意象或者表象在认知中优先起作用的科学意象加工水平。其中有两个层次：(1)意义要素在认知活动中优先起作用的加工水平,科学意象作用是通过意义要素体现的；(2)表象要素在认知活动中优先起作用的加工水平,科学意象作用通过表象要素体现。水平2：意义和表象融合的应用水平〔5〕。

目前，各个高校中体育旅游专业比较少见，民族传统体育旅游更为罕见，专业人才的缺乏也是民族传统体育旅游业发展缓慢的一个重要因素。必须以培养专业人才与资源协调发展为原则，才能成就民族传统体育旅游事业的进步，我们应尽快在高校中设立民族传统体育旅游相关专业，加快人才的培养。同时，大力提高旅游从业人员的文化素质和服务质量，必须定期对旅游从业人员进行培训，提高导游的民族传统体育旅游的专业知识，以满足市场的需求。

根据对科学意象加工水平的分类,可以将高考物理题目解决过程中学生科学意象的生成策略分为以下三种：

(一)意义主导的科学意象生成策略：文字联想

在解题过程中,解题者运用的科学意象生成策略首先是通过文字联想,对物理题目进行个性化理解。这就要求学生解题时应该先读懂题目,明白题目中文字信息在物理科学领域的意义。也就是说学生在建构关于此物理试题的科学意象时,是科学意义主导的。题目文字所给信息与题中所描述的物质及各物质之间关系、实验情境等,作为科学意象生成的首要原材料。

例如：2016年高考全国1卷理综试题第14题：

2）培训内容：医院历史沿革及文化建设、党团工作介绍、医院感染控制及医务人员职业防护、工资福利和考核、心肺复苏、消防安全、医疗核心制度和医患沟通、住院医师规范化培训及考核和护理专项培训。培训时间共计为5个工作日。

[15][29]Hugh Tinker, The Union of Burma: A Study of the First Years of Independence, London, New York, Toronto: Oxford University Press, 1967, p.345, 351.

一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上.若将云母介质移出,则电容器( )。

A. 极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大

高中阶段主要考查学生物理学习的五个方面：理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学知识解决物理问题的能力和实验能力〔1〕。基于这五个要求,高中生物理问题解决过程中的科学意象的特点有：

B. 极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大

C. 极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变

D. 极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变

例如：2015年高考新课标2理综试卷第35题的第2小题：

 

  

图1 图2

 

图3

通过解题思路可以发现在纯文字物理题解答过程中,解题思路第一步是将文字信息转化为实际物体表象,通过题目所给的解题情境抽象出适用于此题的表象,并赋予科学表象适合于解题的科学意义。将此类科学意象的生成策略划分为意义主导的生成策略,生成方法主要通过文字联想法,解题关键是明白文字描述物质的形态及其物理意义是什么。此题对平行板电容器的描述还可以联系生活拓展为：给两个平行的金属板分别接上电源的正负极,在物理学科范围内就意味着是一个平行板电容器。

楼下正在集合，陈大勇这才看清昨晚玳瑁眼镜这一伙有十三四人，衣服穿得七零八落，黑衣灰衣黄衣啥颜色都有，还有两个明显是扒了鬼子军服穿的，再看那枪，歪把子、老套筒、汉阳造、三八式、大刀片……整个一杂牌军。女汉子显然是他们的小头目，但按共党的分工，政委或者指导员才是真正管事的。果然，玳瑁眼镜在作出发动员。

(二)表象主导的科学意象生成策略：图像引导

在解题过程中,解题者所运用的科学意象生成策略是表象主导的。首先解题者通过待解题目图像的视觉刺激,了解试题所提供的辅助图与试题已知条件之间的关系。学生可以直接通过试题提供的辅助图联想物理公式,进行科学意义的赋予。也可以直接从图中收集与解题相关的信息,完善脑海中所建构的科学表象。也就是说题目所提供的辅助图,可以与学生建构的科学表象相同,也可以帮助学生在建构科学表象时增加自己的个性化理解。

我问过他，为什么你不喜欢中文名字中文却还不错呢？他说这两者没关系啊，小时候他就接受双语教育，不喜欢和家人说中文才导致中文说不好，没机会写字才像是很多外国人一样写不出中国字来。但是中文网络物产丰富，版权问题处在灰色地带，所以他阅读和电脑上打字完全过硬。

例如：2016年高考新课标2理综试卷第20题：

法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别于圆盘的边缘和铜轴接触,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是( )。

A.若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定

C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化

B.若从上往下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流动

D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍

解题思路：题目直接提供法拉第圆盘发电机的简易图,学生可以减少解题过程中由文字转化为表象的步骤。可以直接在示意图中标记相关物理量,使得题目物理量之间的关系呈现更直观。解题关键为从文字理解转化为图像理解。通过阅读(图4),赋予感应电动势的科学意义,再联系右手定则判断电流方向(图5)。学生大拇指指向方向为磁场方向,也可以在脑海中构建图5,不需要肢体参与。联想感应电动势的公式(图6),对图4表象赋予科学意义。

  

图4

  

图5

 

图6

数学知识具有较强的实用性，在小学数学教学中，为更好的渗透抽象思想，教师需为学生提供恰当的学以致用机会，使其体会到数学知识在实际生活中的价值和作用，让他们在后续深入学习中形成正确的认知态度，并养成良好的学习习惯。小学数学教师可以通过对定理、公式的讲解主动渗透抽象思想，让学生对数学概念的认知由表层逐步上升至深层，深化理解理论知识，而且他们在实践活动中有助于对抽象思想的熟练应用，真正实现学以致用。

滑块a、b沿水平面上同一条直线发生碰撞,碰撞后两者粘在一起运动。经过一段时间后,从光滑路段进入粗糙路段。两者的位置x随时间t变化的图像如图7所示。求：

就目前而言，这一检测方法主要分成两大类，即直线检测与角点检测。其中，直线检测主要是对图像实施边缘检测，确定图像直线，根据交点对像素坐标进行求解；而角点检测将图像灰度及其检测作为基础，对领域点范围内的灰度值发生的变化予以充分考虑。通过对相关文献的全面查阅可知，可很好对像素坐标进行检测和求解的算法包括两种，分别为SV算法与Harris算法。经试验得知，裂缝图像当中，单纯使用其中一种算法无法确定所有角点，但对两种算法进行结合使用，能得出所有角点[2]。

(三)表象和意义融合的科学意象生成策略：数学关系

当解题者在生成科学意象过程中同时运用到表象与意义融合的策略时,就进入科学意象生成的第三种层次。一般来说如果物理题目提供的信息中含有各物理量关系图像,意味着在学生解题过程中,不仅要构建出题目表象,还要从提供的图表中提炼出物理量之间的数学关系。也就是对建构的物理表象所赋予的科学意义来源是题目图表提供的。

解题思路：本题通过文字描述有科学意义的物体：平行板电容器,云母。首先需要学生明白平行板电容器在物理学科领域内是由两片平行金属板,一片接在电源的负极,另一片接在电源的正极组成的。学生在解题过程中第一步明白平行板电容器的形状,建构出物质表象(图1)；其次抽象为物理科学中的电容板(图2),图2是可以直接赋予物理意义的简要电容器示意图。通过分析公式(图3)赋予图2科学意义。由图3可知,当介质抽出ε变小,电容器的电容C变小；因为电容器接在恒压直流电源上,故U不变,根据Q=CU可知,当C减小时,Q减小。再由由于U与d都不变,故电场强度E不变,所以答案为D。

通过分析解题思路可以发现,学生在阅读题目文字基础上同时结合题目图像,构建起关于题目的科学意象。其中，表象要素为学生构建科学意象的主要策略，要求学生不仅要具有从题目文字中读懂解题情境的能力,更重要的是要有从图像中抽象出题目已知和未知条件的能力。这类物理题目对学生科学意象的生成提供了第二种策略,即表象因素主导的科学意象生成策略。

  

图7

(ⅰ)滑块a、b的质量之比。

(ⅱ)整个运动过程中,两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比。

解题思路：首先在脑海中构建a、b滑块碰撞表象(图8),又两滑块碰撞的技能能守恒关联到机械能守恒定律(图9)其中a的速度为v1,b的速度为v2,从题目所给图7中可以看出v1=2 m/s,v2=1 m/s。滑块a,b发生不完全弹性碰撞,结合图9公式得出计算结果。

惠州的历史文化聚居点中梁化古城、博罗老城与府县双城是宋代以前惠州主要的府县所在，三者城址周边的道教祭祀场所与民间信仰祭祀场所集中区是惠州区域内最大型与最具代表性的研究点，城址都与东江水系有着明显的联系。以下便是对这3个案例的对比分析。

我经常给妈妈提的一个建议就是“做就对了”。当你认为宝宝的想法做法不合理、不可行，别只是针对他的行为指手画脚。说许多大道理或批评、责骂、处罚，只会让宝宝没路可走，产生负面的抵触情绪，是不可能改变结果的。所以，正确的做法就是：启动你的智慧，多些创意，引导宝宝去做能做、可做、会做的事。

从解题思路可以看出,物理量之间的数量关系表现在数学坐标轴中,解此类题目不仅要求学生在脑海中成功建构出滑块运动的表象,并且还要结合数学知识判断图7所给信息。要求学生能成功迁移数学知识用于物理问题的解答,才能得出正确答案。在解题过程中,对学生科学意象的建构不止停留于正确的、科学的意象，还要能通过数学知识给已建构科学意象设定一个合理的范围,即将已建构完全的科学意象运用到待解题目中。

  

图8

 

→m1v1+m2v2=m1v1+m2v2

 

图9

三、结语

科学意象的发现与研究为物理教学提供了新的视角。传统的物理教学旨在传授学生知识与解题方法。相比于研究教材中的知识,更重要的是应该注重研究学科知识在学生头脑中是如何建构的。换言之，在科学教育中更重要的是要研究科学意象、科学思维在学生头脑中是如何建构的。而且高考中的说理题和开放题正成为新课程高考趋势,题目的呈现形式也由直白地写出物理符号、物理关系、提出物理问题，转变为通过描绘生活中的物理现象,提出问题,让学生自主提出假设并解答的题型。

因此在教学过程中,教师应该注重引导学生从问题情境中挖掘隐含条件,并且要求学生熟悉生活中的物理情境。引导学生建立正确的科学意象,并结合自身经验分析物理题目。在学生解题失败时,教师可以通过分析学生物理解题过程中的科学意象生成情况,判断学生认知状态是处于相关科学意义的缺失,还是没能将题目表象与科学意义建立联系。前者需要加强物理概念教学和规律教学,后者则需要加强物理实验教学或是利用多媒体资源丰富物理科学表象的呈现。

参考文献：

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〔2〕程力. 新课程高考物理能力的特点和考查方法的研究〔J〕. 课程·教材·教法,2014(2):83-87．

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〔4〕朱新明. 解决几何问题的思维过程〔J〕. 上海教育科研,1985(3):23．

〔5〕滕瀚,赵伶俐,汪宏. 心理学视域中的科学意象研究〔J〕. 科学学研究,2008(S2):285-288．