摘要：对物理学科问题的正确表征是正确解决物理问题的关键一步。问题表征可以分为内部表征和外部表征两种。影响问题内部表征建立的因素主要有问题情境、问题解决者的知识经验等。相似论是对客观事物发展、变化过程中始终存在的同与异辩证统一，对影响中学生物理问题表征有所启发。

　　关键词：相似论 问题表征

　　问题提出 问题表征(problem representation)是人们在解决问题时所使用的一种认知结构，是对信息进行记录、储存和描述以至改进信息结构的方式。问题表征是解决问题的中心环节，对于问题的正确表征等于解决了问题的一半。物理问题表征有下列四步：字面表征;真实世界的表征;物理表征和数字表征。字面表征是对问题的文字描述的理解，真实世界的表征是根据问题的表面特征和生活经验对问题的整体结构和框架的理解，物理表征是将问题与物理原理联系起来，是对问题的深层特征的把握，数字表征是用数学公式表征物理规律以及运用它进行数学推导的过程。

　　有的学者把问题表征分为内部表征和外部表征。外部表征被定义为问题情景的成分和结构，包括物理符号、维度、外部规则、约束条件或边界条件等，这些信息只能被知觉系统觉察、分析和加工。内部表征是人们在解决问题时所使用的一种认知结构，是通过一系列算子，对信息进行记录、储存和描述以致改进信息的结构方式。在学科问题解决领域，研究者多侧重于表征形式和内容分析。内部表征和外部表征是可以相互转化的。近些年，受到认知生态观的影响，认知研究越发重视研究的生态效度，邓铸设想出问题解决的表征态理论(Representation-State Theory,简称RST)，认为问题表征是非线性的动态过程，在问题解决中存在着一种认知状态变化的过程。

　　有研究者在对物理问题解决过程中优、差生在表征差异进行研究后发现，差生往往能建立不同层次的问题表征，但是其个表征层次的表征还未形成有机的整体。笔者也发现差生虽能准确的记忆物理学中的公式，但是不能灵活运用到解题过程中，当老师讲解的时候也表示听得懂，但是当问题的形式或问法稍加变动，依然是无法解答。是什么因素影响的物差生对问题的正确表征呢?

　　让我们先来看一下有关相似论的内容。相似论认为：相似就是客观事物存在的同与变异的辩证统一，一切事物都是有相似的单元、层次排列组合而成的。人们在学习和实践活动中积累起来而储存在大脑中的知识单元，我们称之为“相似块”，人们对外界的认知常常需要依赖它的存在。人们在大脑中储存的“相似块”不是静止的，它一方面和感觉器官的输入信息相互联系、相互作用，又和其他的思维活动相互作用、相互联系。人们在工作、学习实践活动中使大脑得到许多相似块，这为以后人们的工作、学习创造了丰富的联想基础，使人们的思维活动能进入高级阶段或层次。随着人们对客观事物认识的不断提高，“相似块”也不断相互组合、深化、思维内容也就不断丰富。那麽这些内容与问题表征又有什么内在的联系呢?

　　第一，从宏观的角度，人类是自然的产物，大脑也不会例外。因此，大脑自身和其认识活动也必然要顺应大自然的规律才能得到较好的发展。笔者认为对问题的正确、合理表征，就其本质而言，是从问题初始状态向问题目标状态转换的系列心智操作活动。从问题解决的效果而言，成功解决问题需要个体能力、经验和客观问题情境的相互作用。那么关注经验的相似性、客观情境的相似就是自然而然的了。

　　第二，从教学的实际工作来看，一种教学方法，应该能够教会学生正确的问题表征策略和方法，这必然要符合客观规律，所以相似的定义、规律和关系，必然会使我们的教学操作更加符合科学。

　　从以上论述可以看出用相似论的观点来解释物理问题表征，对我们的实际教学工作是有一定的启发意义的。

　　2 相似论

　　2.1相似的基本规律

　　2.1.1相似的运动律

　　不论是自然界还是人类的思维，由简单到复杂，由低级到高级的运动都是在相似的同与异中进行的。在自然界中，一切物质之所以能产生运动，都是基于力的作用。世界著名的物理学家海森堡在他所著的《物理哲学》一书中指出：其实“力”就是变换着的‘粒子’。因此我们也可以认为，力乃是由于物质间转换着高度相似的粒子而产生的。因此，认为人的思维运动中也遵循相似律。人脑的思维还有其自身所具有的物理学、化学、生物学的相似原因，但又决不可能由此便简单地还原为单纯物理、化学、生物运动的相似过程。所以，研究生物的运动规律，一定要从系统的相似性入手，才能给予较好的解释。

　　个人思维相似运动的一般规律，则是由每个人根据自己在社会中，通过直接实践经验与间接经验而在大脑中贮存的“相似块”，去认识事物运动的相似、结构的相似、联系的相似，认识事物千变万化中那些相对不变的本质，达到对事物规律的认识。

　　2.1.2 相似联系律

　　一切事物都是以相似为中介的。其实在相似运动律中已蕴含了相似联系律中的某些根据。客观世界中存在的一切，本来就是以相似为中介紧紧地联系而成为一个复杂的、开放的巨系统。某种意义上说人们为了各自研究工作的方便，才对自然界进行了分门别类的研究，形成了所谓的物理学、化学、生物学、数学等学科。相似论认为：相互联系决不是学科之间的简单相加，而是对事物本质认识的复归，也是更全面、更深刻的对事物的认识。 相似创造律 一切创造，无论是自然界的创造还是人类的创造，都是基于某种相似性而进行的。自然界存在的一切都是自然界本身按照相似运动、相似联系的规律进行构建的结果。阿基米德根据洗澡的体会找到了测量王冠密度的方法，牛顿研究了物体宏观运动着的相似性，创立了牛顿三大定律。法国的德布罗意认为一切基本粒子都相似于光子，均具有波粒二象性，创立了德布罗意粒子的波粒说。 相似的基本关系 2.2.1 相似现象与本质的关系

　　我们应该从事物的两个主要关系去认识和掌握它的本质：一个是从静态到动态的相似性过程中去认识它;一个是从宏观相似现象与微观相似关系上来认识它。对于物理学科的认识，也是在研究了化学和物理学中存在的以上两方面的相似性质后，才逐渐地去认识化学和物理过程的本质，逐步过渡到理性认识的阶段。没有一种科学在其起始时期不是从认识相似现象入手的。我们只要不断地探索其现象后面的所以然，那么我们的认识就会逐步地由宏观现象相似进入到该事物的微观本质的相似认识。 静态相似和动态相似的关系 恩格斯说：“自然科学的对象是运动着的物质、物体。物体和运动是不可分割的，各种物质种类只有在运动中才能认识，离开运动，离开与其他物质的一切关系，就谈不到物体。物体只有在运动中才显示它是什么，我们考虑物体时要从动态相似去观察问题、看问题，才能更全面地认识事物的相似本质。 宏观与微观结构相似的关系 各门学科都有一定的结构与特殊性。比如现代物理学中的分子结构、晶体结构、原子结构、亚核结构、相似论所述的宏观结构与微观结构，除了上述结构所包括的概念外，重点是讲认识宏观与微观中的那些相似关系和转化的相似关系。

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