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概念图在中学物理教学中的应用探索 |
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作者：鲍建樟 文章来源：本站原创 点击数： 907 更新时间：2005-10-9
10:12:58 | 【字体：小 大】 |
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摘要：随着概念图理论研究的深入，概念图越来越受到国内外广大教育工作者的认可和重视，并逐步应用到教学实践中。本文结合初中物理机械运动实例对概念图在教学中的应用作了探索，试图给广大教育工作者的实践应用提供了参考依据。 关键字：概念图 中学物理 教学 概念图已经开始被人们关注，因为它以直观形象的方式进行表达和思考，非常接近人的自然思维过程，特别是一些相关软件的开发和应用，更使这种思想方法深受欢迎，不论是企业还是教育，都在探索它的应用，概念图在国内的研究不多见，国外从20世纪60年代提出概念图到现在，相关的研究已经比较丰富和成熟。如美国的《科学教育研究》杂志（Journal
of Research in Science Teaching）在1990年第四季度专门出版了一期“概念图面面观”（Perspectives on
concept mapping）。在西方国家，概念图是中小学教学中很常用的一个方法，有着很好的教学效果。随着建构主义理论的发展和网络学习的普及，概念图的时代特征更为明显，推广概念图已成为许多国家的教育改革策略之一。本文结合初中物理机械运动实例对概念图在教学中的应用作了探索，试图给广大教育工作者的实践应用提供了参考依据，为概念图在我国教学中的应用推广尽微薄之力。 我们在确定教学目标，制定教学计划时，必须要考虑学生现有的知识水平，并分析他们已经掌握的知识和目标知识之间的关系，从而确定出一个有条理、有层次、有步骤的教学方案。使用概念图把学生已掌握的概念和待掌握的概念表示出来，可以很直观地分析出这些概念之间的相互关系，以初中物理中简单运动部分的内容为例，请看下图。
上图中蓝色部分的概念为旧知识，绿色部分的概念为目标知识，我们可以很清楚地看出新旧知识的层次，明确教学的起点和目标，从而设计出合理的教学方案。 现在有不少学校实行集体备课，如果每个教师都将自己的设计用概念图表示出来，然后大家再一起围绕着具体的概念图进行商讨、取舍、互通有无，因为有概念图为依据，言之有物，可以避免跑题，提高了讨论的效率，更好的发挥了集体的智慧。 物理学特别是中学物理中包含大量的概念，这些概念是物理知识的基础。然而在教学过程中我们发现，学生往往忽视对基本概念的掌握，特别是不能够形成概念网络，更不能够比较深刻的了解概念间的联系，这成为了学习困难的主要原因。 概念图不仅能够指出最重要的概念、规律和它们彼此联系的途径，也能够显示出学生的弱项并有助于关注学生的学习。在每次上课时，一般都会先简要复习上次课的内容，这时，可以用概念图给出原有的知识框架，如下图：
运用概念图来引导学生进行复习能较好地促使学生积极、主动的思维，总结已学知识，并画出相关知识的概念图，从而把教师讲的东西转化成自己的知识体系，脱离常规，跳出原有理解，达到扩展思路，拓宽视野的目的。
这样，让学生跟着教师完成了该知识点的相关概念的完整建构过程，改变了纯文字的抽象的讲解方式，使学生形象、直观的看到了新旧概念的联系和层次关系，加深了记忆，改善了授课效果。 在物理教学的课后复习环节中，如何运用好概念图是物理教学中值得研究的问题。下面介绍如何利用概念图引导初二学生进行简单运动这一章的复习。 通过学生已学的简单运动这一章的知识，让每个学生自己首先画出该章的概念图，以激发学生的兴趣并让学生系统梳理知识。 教师指导学生运用所学的该章知识自己画出它的概念图，改变了过去有教师创设问题情景，学生成了问题探索的主角，能使学生体会到主动学习的乐趣；同时，物理学科本身的逻辑性很强，要大体把握住本章知识体系，对那些主干与核心知识、（如简单运动中的直线运动、匀速直线运动、速度、路程、时间等概念）要深刻理解，并且要把与它们有关的众多概念和规律联系起来，建立起知识网络，使知识高度系统化、网络化。通过自我总结来建构概念图，使学生系统梳理了该章知识，如果学生对本章知识有所掌握，就能理顺概念关系，正确地、快速地画出概念图；如果学生本章知识未能完全掌握，遗漏了某些概念或不完全明白概念之间的关系，就很难画出概念图或画出的概念图不完整，学生就清楚自己的不足并有助于关注自己的学习，教师也可以通过对概念图的检查或抽查发现学生对知识的掌握情况，帮助学生清理知识死角，起到“查漏补缺”的作用。 学生分组讨论各自建构的概念图，并形成各小组的概念图以便交流，使学生在协作学习的环境中取长补短，优势互补。 概念图作为一种教学策略和帮助学生认知的工具，可以在不同的教学情景使用。首先，概念图作为学习活动的交流工具。因为一般人不愿意阅读大量的文字说明，却对视图材料能够表现出极高的兴趣，在彼此的交流中也是如此，“一图胜千言” ［10］。在学习过程中的交流活动，学生之间可以使用概念图来进行交流，促进学习者之间的相互理解。其次，概念图还作为协作学习的工具，利用概念图软件，小组成员可以集思广益、共同设计和绘制概念图，通过学生共同合作制作概念图，有助于协作小组成员之间共同发展认知和解决问题。 教师点评、总结各小组的概念图，并与学生一起讨论，建构较为完整的概念图，以巩固学生已学知识，拓宽学生的思维。 学生自己的复习往往缺乏体系，而教师提供的知识体系又不是学生自己获得的，故很难在学生脑海中留下深刻的印象，造成学生复习时习惯于简单的机械记忆，这种机械的记忆不仅效率低，而且容易遗忘。借助概念图，将要记忆的内容通过图示的形式表现出来，先根据概念图的流程复述、记忆，不仅是以语言的形式而且也包含了图象的因素同时引入脑海，有助于提高记忆的效率，即使有遗忘，通过对概念图的回忆也非常容易将遗忘的部分重现出来。如图（1）所示，就是以初二物理简单运动为知识点，通过教师点评、总结各小组的概念图，并与学生一起讨论，建构较为完整的概念图，该图将初二物理简单运动的所有概念分为四层来大体把握这章的知识要点，对那些主干与核心知识如简单运动、直线运动、匀速直线运动、速度、路程、时间等概念向一个方向辐射，并且把与它们有关的众多概念联系起来，表明层与层之间、概念与概念之间的关系，建立起了一个知识的空间网络，使知识高度系统化、网络化、层次化。最后通过图的导引，学生可以按图索骥进行复述，概念图起到了良好的协助记忆、巩固知识的作用。 总之， 在物理课程复习课中要经常让学生总结某部分的知识要点，学生往往是按照教材目录将各个章节的内容罗列即算完成复习了，这样的效果不好。如果运用概念图改变这种复习方法，先让学生自己建构概念图，然后在课堂上以小组为单位讨论每个同学的构图过程和表达的思想，最后由小组代表向全班同学讲解各自的概念图，其他同学还可以对概念图进行补充修改。学生对这样的教学过程表现出来了极高的热情，不论是成绩好还是成绩差的学生都积极参与，最终的概念图常常反应出了学生集体的智慧。如图（1）所示，是在复习中教师和学生通过讨论和彼此协作而共同建构初二物理简单运动部分的概念结构图，这张图就是集中了师生的智慧，从中教师能够了解到学生对知识的理解程度，因为采用概念图的形式，修改删减等都非常容易，所以便于学生讨论研究，及时反应每个同学的观点。 概念图的优点主要体现在以下几个方面： l、 通过使用关键字强迫学生在做笔记的时候就要思考句子的要点到底是什么，从而可以促进学生积极地倾听讲课。而且概念图还激发我们的右脑，因为我们在创作导图的时候还使用颜色、形状和想象力。根据科学研究发现人的大脑是由两部分组成的。左大脑负责逻辑、词汇、数字，而右大脑负责抽象思维、直觉、创造力和想象力。巴赞说：“传统的记笔记方法是使用了大脑的一小部分，因为它主要使用的是逻辑和直线型的模式。” 2、图像的使用加深了我们的记忆，因为使用者可以把关键字和颜色、图案联系起来，这样就使用了我们的视觉感官。 把学习者的主要精力集中在关键的知识点上。你不需要浪费时间在那些无关紧要的内容上。节省了宝贵的学习时间。 3、关键知识点之间的连接线会引导您进行积极主动思考。 快速系统的整合知识，可以为知识的融会贯通创造了极其有利的条件， 极大的可伸缩性。 4、它顺应了我们大脑的自然思维模式。能够将新旧知识结合起来。学习的过程是一个由浅入深的过程，在这个过程中，将新旧知识结合起来是一件很重要的事情，因为人总是在已有知识的基础上学习新的知识，在学习新知识时，要把新知识与原有认知结构相结合，改变原有认知结构，把新知识同化到自己的知识结构中，能否具有建立新旧知识之间的联系是学习的关键。 5、发展创造性思维和创新能力。发散思维是创新思维的核心。画概念图的方法恰恰是发散思维的具体化、形象化。 最后我想说明一点，概念图有它显著的优点，但不能替代一切，我们应该辩证的看待它，只有在适合应用它的知识领域，才能最大限度的发挥它的作用。 Joseph．D．Novak & D．B．Gowin（1984）：Learning How to
Learn．New
York and Cambridge，UK：Cambridge University
Press。 Joseph．D．Novak（2000）：The Theory
Underlying Concept Maps and To Construct Them，Internet。 徐洪林：《生物学中引入概念图策略的研究》，2001年，硕士论文，北京师范大学。 高文著：《教学模式论》，上海教育出版社2002年2月第1版，第190至215页。 施良方著：《学习论》，人民教育出版社1994年5月第1版，220至249页。 沈德立主编：《脑功能开发的理论与实践》，教育科学出版社2001年6月第1版，第4至9页。 吴伟硕：《网路合作概念构图系统之发展》，2001年硕士论文，台湾台南师范大学。 裴新宁：《概念图及其在理科教学中的应用》，《全球教育展望》，2001年第8期。 彭江，对比法在物理教学中的应用，http://apsb.51.net/jia/cc/jiwu68.html。 黎加厚，与 齐伟，概念图在课堂教学中的应用实践， |
