概念图在高中物理教学中的应用策略.doc

概念图在高中物理教学中的应用策略王 成金坛一中， 江苏 常州 213200 摘要物理概念图是指用来组织与表征物理知识的结构示意图，概念图作为一种教学策略，在新课程物理教学中有着怎样的作用和意义，本文作者在教学实践中对此进行了尝试与探索。关键词概念图 物理教学策略建构主义学习理论认为学习是基于学习者的经验进行意义建构的过程。作为物理教师在课堂教学中如何通过教学设计来引导学生进行意义建构,物理概念图的应用不失为一种有效的教学策略。一、物理概念图的涵义 物理概念图是指用来组织与表征物理知识的工具。它通常是将有关某一物理主题不同级别的概念或命题置于方框或圆圈中,再以各种连线将相关的概念或命题连接,形成关于该主题的物理概念或命题网络,借此形象化的方式表征学习者的知识结构,以及对某一物理主题的理解。物理概念图包括节点、连线、层级和命题4个基本要素。节点表示感知到的同类事物的共同属性,即概念;连线表示2个物理概念之间存在的某种关系；层级是指同一层面中的层级结构,即同一知识领域中的概念,依据其概括性水平不同而分层排布,概念性最强、最一般的概念处于图的最上层,从属的放在其下,具体事例放在图的最下层。或是不同层面的层级结构,即不同知识领域的物理概念图可就某一概念实现超级链接；命题是2个物理概念之间通过某个连接词而形成的意义关系。可见,物理概念图就是以科学命题的形式显示不同概念之间的意义联系,并同时用具体的事例加以说明,能把所有的物理概念有机地联系起来的空间网络结构示意图（见上图）。二、概念图在高中物理教学中的应用策略1、概念图作为先行组织者的策略先行组织者的主要功能是在学生能够有意义地学习新内容之前，在他们“已经知道的”与“需要知道的”知识之间架设起桥梁。于是，它在刺激回忆先前相关知识方面有着重要的作用。先行组织者在教学过程的许多环节中都有其相应的作用。从新课程高中物理第三章相互作用这一章的整体结构上看，关于力的在包摄性和概括性方面最大的内容在初中已经基本学过，本章内容的学习主要是按照细节逐渐分化的。因此，当学生认知结构中已有的、包摄性较广的、与新知识特别有关的概念能被用来作为理想的固定点时，学习和保持新知识是最有效的。根据相互作用这一章的知识特点和以上的分析，在讲述重力 基本相互作用之前，我们使用“力的概念图 ”（如图）作为陈述性组织者让学生回忆先前知识。学生一方面可以根据它回忆先前知识，另一方面，当学生了解了将要学习的内容时，他能把新学习的内容与“力的概念图 ”中的原有的概念形成有意义联结。例如，在重力相关内容的授课过程中，“重力的三要素”和“重力的图示”都是“力的三要素”和“力的图示”的实例，而在上图中，学生可以清楚的看到，“重心”就是作用点的一个例子。同样，“力的概念图”还能在第三章相互作用中的弹力和摩擦力的两节教学内容中起到相同的作用。在课堂授课过程中，都可以先使用“力的概念图”简单的复习关于“力”的概念，再复习其他相关内容。这样做的目的都是使弹力和摩擦力的学习更快、更省力。作为先行组织者，概念图还可以作为比较性组织者，其作用在于比较新知识与认知结构中有关相似知识的区别和联系，从而增强似是而非的新旧知识之间的可辨别性。例如，在高中物理第一册的摩擦力中，这节内容分为两个部分：静摩擦力和滑动摩擦力，这一节内容需要讲授两个课时。在摩擦力这一节中，主要讲授的内容是摩擦力的产生条件、方向判断和大小计算；第一课时讲解静摩擦力，第二课时讲解滑动摩擦力。在讲述滑动摩擦力之前，我们先用上面的概念图做先行组织者，复习摩擦力和静摩擦力的知识，然后引入到滑动摩擦力。之所以采用这样的方式，是因为对静摩擦力的学习和滑动摩擦力的学习属于并列结合学习。也就是，将要学习的滑动摩擦力的知识是有潜在意义的。使用上面概念图做先行组织者，学生不仅能回忆关于静摩擦力的知识，还能了解将要讲的课程内容。那么，学生在学习滑动摩擦力的知识之前，就能做好关于学习内容和学习方法方面的准备。在在学习的过程中，学生还能随时将静摩擦力的知识和滑动摩擦力的知识相对比（这两方面知识，不仅内容结构相似，而且具体内容也有类似和一定的相关性），这样就能使学生充分而深刻的掌握关于摩擦力的知识。2、概念图作为课堂小结的策略通过对教学内容和教学过程的研究，我们可以在课堂教学过程的总结和回顾阶段使用了概念图。在教学结束时总结教学内容是陈述性知识教学中的重要环节。在学习新的学习内容之后，学生的认知结构已经发生了变化，课程总结对于新知识的练习和巩固都是非常必要的。对有组织的知识进行总结的作用与其在其他类型的陈述性知识中所起的作用稍有不同。对于有组织的知识，特别是既比较长又比较复杂的学习材料，总结能够澄清图示以同化学习材料。对于其他类型的陈述性知识，总结和回顾与练习的需要有关。因此，对于符号、名称和事实的学习，总结和回顾能够提供应用不同方法处理学习材料的机会。应用概念图做课程总结的一种方法是教师在课程讲述完之后进行。例如，在平抛运动的内容全部讲述完之后，我们利用概念图（如图）做了课程总结。利用上面的概念图做课程总结，学生一方面能掌握关于平抛运动的内容，另一方面还能根据这张概念图进一步复习曲线运动和运动的合成与分解的内容，通过实例分析加深对这些内容的掌握。特别是对于有组织的知识的学习，学生参与的总结活动是十分有力的学习工具。做课堂总结时，应该充分调动学生的积极性。由于课堂教学时间上的限制，在总结回顾阶段，我们不一定采用学生的合作的方式，有时也采取师生合作的方式进行。在构图的过程中，通过学生的回答情况教师可以对学生的听讲情况有一个大致的了解，比如可以了解学生有没有概念的混淆等。根据学生的反应，教师可再采取一定的教学补救措施。3、概念图作为一种复习策略高中物理复习课的主要目的是引导学生复习基本知识和掌握解题技巧。在复习课中，一般是先由教师串讲知识点，然后有针对性的进行巩固练习和提高。应用概念图进行陈述性知识的复习可以为学生清楚、明了、直观的展现知识的结构。复习按照三个步骤进行：利用媒体展示概念图；教师的分析和讲解；总结和巩固练习。教师所展示的宏观概念图是对一章或几章知识的总结概括。对于这个概念图的分析和讲解，注重的是知识的整体结构以及重点知识的讲解。例如，在复习直线运动一章时，我们这样使用了概念图（如图）。一般复习课中，教师会把重点放在学生解题技巧的训练上，这里需要强调的是，使学生掌握该章的知识结构和知识点是复习课的首要任务。显然，只有在掌握陈述性知识的前提下才能使像问题解决这样的高级能力得到发展，同时，良好的知识结构也为接下来的学习做好准备。三、应用概念图教学的建议1、概念图的应用要有针对性概念图的绘制首先要选准一个知识领域，而且这个知识领域的概念要较为相对集中，或者以某个概念为指引能联系出相关的一系列概念，这样的知识领域比较适合概念图的绘制。至于那些浅显的、基本的、非专业领域的概念一般不必用概念图来表达，以免把简单问题复杂化。其他的一些表达形式如表格、图形、知识框架也能解决的问题，没有必要一定要用概念图来解决。2、提倡构图的多样性概念图是一个很好的培养学生发散性思维的工具，每个学生根据自己原有的知识体系可以构建不同的概念图。建构主义认为，学习活动不是由教师向学生传递知识，而是学生根据外在信息，通过自己的背景知识，构建自己的知识过程。在这个过程中，学生不是被动的信息吸收者和刺激接受者，他要对外部的信息进行选择和加工。每个学习者都以自己原有的经验系统为基础对新的信息进行编码，建构自己的理解，而原有的知识又因为新经验的进入而发生调整和改变，这个过程是别人无法替代的。所以，概念图的构建必然具有多样性，不是唯一的。所以在概念图教学中过分诱导学生画出一致的“专家图”，往往会束缚学生的创造性思维，削弱学生的积极性。3、构图要简洁明了概念图能充分体现学生的思维和才智，对某一学习内容会出现各种不同的理解，所以概念图的绘制宜简不宜繁，过分细小琐碎的概念不适合出现在概念图中。从心理学上讲，能迅速引起读者有意注意的刺激才是有效的刺激，这种刺激不仅指向明确而且具有集中性，能保证注意的对象得到比较鲜明和清晰的反映，并持续较长的时间。如果面对的是一张纷繁复杂的概念图，需要花费相当长的时间和精力去弄清作者意图的话，反而会降低学习效率。4、构建的概念图要有可发展性有了初步的概念图以后，随着学习的深入，学习者对原有知识的理解是会加深和改变的，所以，概念图应不断地修改和完善。理解一个物理概念，不仅要熟记概念的内涵、外延，还应明确概念之间的关系，并纳入理论体系之中。笔者所在的课题组研究实验表明：当学生把所学到的物理概念经过自己的综合整理，并根据概念的内涵和外延将分散的概念组成一个相互联系的概念体系即概念图时，他们对概念的把握才能更准确，理解得更深刻。并且能够对其他物理知识的学习产生积极、有效的迁移。实验数据也表明：使用概念图策略进行物理基本概念、基本理论复习的实验班，一段时间下来，成绩逐渐高于平行班。这说明概念图策略同