随着物理教育研究的不断深入，如何提高学生解决问题的能力是研究的热点。我们的学生在问题解决的过程中遇到做过，训练过得的题目，一般可以顺利解决，可当碰到新的物理情景，特别是没有见过的一些实际问题时，便不知从何入手。要提高学生的解决问题的能力，前人已经做了很多的研究，“问题表征”是问题解决的关键，表征，包括内部表征和外部表征。从内部表征入手，可以了解学生解题时的思维过程，找出解题障碍；而了解外部表征形式与学习者的认知关系，特别是对“多元表征”作进一步研究，是提高解题能力的一个重要途径。本论文从心理学和物理教育的角度分析了国内外对问题表征的相关研究情况，概述了物理问题中的多元表征形式，界定多元表征能力概念，试图建立一个多元表征的理论架构。在此基础上，设计多元表征能力测试题来评价分析学生的多元表征能力。通过对测试工具进行有效性和可信度的评价，发现本测试是有效和可信的。由于高一是物理学习的一个转折点，学生学科能力趋向在这一时期开始分化，对这一阶段的学生进行研究有助于挖掘学生所具有的能力，使学生较为客观地看到自己的能力趋向。于是我们选择广州华南师范大学附属中学高一级3、4、5班学生进行测试，对高一学生的多元表征能力水平开展实证研究。研究结果显示：①高一学生多元表征能力水平普遍不高；②学生多元表征能力与物理问题解决能力具有较好的相关性，学生多元表征能力越高，其物理问题解决能力越强；③学生在问题解决的过程习惯于用数学表征形式来解决问题，在构建和灵活运用合适表征解决问题的能力较差。④学生对于不同表征形式的发展能力是不平衡的。他们普遍认为数学表征形式更容易理解，他们认为图象、示意图表征最难，其次是文字表征。测试结果与学生自评结果一致；⑤图象、示意图表征对提高学生多元表征能力起到重要作用；⑥本次测试并没有发现多元表征能力存在性别差异；⑦实验教学有助于提高学生的多元表征能力。最后，本论文基于多元表征能力的测量理论和评价框架，对提高物理问题解决能力的培养提出了几点建议：首先，教师在教学中要注意引导学生对于问题进行适当的多元表征。第二，教师要注意对学生进行建立在内在表征基础之上的外在表征的训练。第三，提倡交互式教学方式。第四，通过多元表征测试，探测学生是否进行有意义学习，从某些侧面评价物理思维能力的高低。第五，物理教学要与实验相结合等多元表征与物理教学相结合的具体可行的建议。