于平常处见深入——一段教材研读随笔

郭影强

最近看到一本德国卡尔斯鲁厄市的初中物理教材（浙江陈敏华老师翻译，广东教育出版社2018年出版），发现里面竟然有关于信息的知识主题。个人感觉其内容组织和知识呈现非常有功力，有味道，且拿来赏析一下。

书中选择的第一个主题是“信息传递”。书中配了两幅插图，呈现了能量进入房间的通道：燃料通过煤气管道进入房间，油料通过注油口（和油管）进入房间，电能通过电缆进入房间。类比观察，信息通过电话线进入房间里的电话机，电视信号通過电视天线传递给电视，信件和报纸通过信箱的投递进行传递。有趣的是接下来作者举的例子：透过开着的窗户，邻居的叫声;门铃;闭路电视信号线……都是现实生活中可见的、必需的物理现象，基于初中学生的知识水平即可理解。

诺瓦克指出，意义学习视角下有三种基本的认知方式：表征认知、概念认知和意义认知。

在这本教材里，作者将现象观察的情境巧妙地设置为普通人能够接触且容易理解的一间虚拟的房间，这间房间既是具体的，又是抽取大多数房间的共同特点而初步抽象的。在情境设置这一步，进行了表征认知的加工：能量与信息从房间之外传递到房间之内的过程识别。这一过程，水到渠成地演变为一个形象而又抽象的带有物理学科知识面貌的现象表达。根据知识如果进行图像和符号的双重编码更有利于学习的原理，这一情境的设置之妙可说是于平常处见深入。

接下来，教材中自然地引入了“信息携带者”的角色情境。但这一携带者不是人这样的对象，而是电、声、无线电波、光等。——这不就是我们讨论的信息载体吗！以往我在和学生讨论信息载体的时候，往往以有声符号的诞生从而带来语言的诞生来举例，引领学生去发现信息的载体与内容之间的联系与区分。这本书接下来列举了“扬声器到耳朵的声音载体传递、显示器到眼睛的光载体传递和话筒到扬声器的电载体传递”，再进一步，列举出液晶显示屏、充电二极管等现代电子水平的信息载体，一步步向前，所聚集的核心对象是信息，核心概念也是信息。基本过程是信息传递，关联概念是信息的载体。这里带领学生从表征认知进入到概念认知的层次。

隔了数章之后，教材再次设置了信息系统技术一章，讲解放大器、电子计算机以及传感器这类现代信息系统下的技术的物理的元件，同时配合相关的概念解读。从计算机对信息量处理的贡献来呈现计算机在信息处理上的作用和优势，估计是基于学生知识水平考虑，也基于物理学科的视角，没有讨论程序设计与数据处理。在这里，教材的内容呈现，为学生从系统功能理解层次上的概念认知和信息系统发展到当下处于怎样的问题解决层次的意义认知，提供了基础，提供了理解的可能，也为教师的教学设计提供了扎实的基础。

小结一下，这本物理教材关于信息主题的组织，有着自然的物理视角，更有着看似平常却精心选择的简化的情境视角，更在运用学科概念自然地去观察和解释现实世界方面做到简练而自然。看似平常，其实深入，忍不住道声精彩。