物理教学中运用概念图导学的思考

　　概念图(Concept Map)是康乃尔大学的诺瓦克(J. D. Novak)教授根据奥苏贝尔(David P.Ausubel)的有意义学习理论提出的一种教学技术。概念图是表示概念和概念之间相互关系的空间网络结构图，是用来组织和表征知识的工具。它是由节点(概念)和连接节点的线段(关系标签)所组成的，它能形象化地表达某一命题中各概念间的内在逻辑关系。具体地说，概念图包括六个部分：概念、分支、水平层次、同一分支下概念间的连接线和连接语、例子。
　　一般说来，概念图具有如下特征:概念图中的概念是按分层的形式表现的。概念图以核心概念为中心，连接次一级的概念，并以这些次级概念为节点再连接下一层次的概念，构成一个分层次、多节点相互联系的网络结构。线表示两个概念之间的意义联系，连接可以没有方向，也可以单向或双向。即概念图反映出概念之间既有纵向联系，又有横向联系，由此构成一个纵横交错的网络结构。概念图中也可包含许多的具体事例，这些事例有助于我们澄清所给定的概念的意义。在绘制概念图的过程，所列举的有效事例和有意义的概念越多，说明绘制者对这一概念理解越深刻。对于同一个知识单元，不同人按自己的思路可有不同的构思，他们绘制出来的概念图可能有明显的不同。可见，概念图不仅可以生动形象地反映出概念间关系的意义联系，可从视觉上再现知识结构、外化概念和命题，而且概念图可反映出制作者对概念理解的深刻程度。
　　由概念图的特征可知，概念图在作为一种导学的策略，具有极其重要的教学意义。
　　1. 运用概念图设计导学方案。
　　数学课堂教学设计中运用概念图，能将原来显现在教师头脑中的教学内容、教学理论和教学经验以可视化的形式表现出来，相当于在虚拟的环境中完成了一次教学过程，教师能更有效地组织教学内容。导学的关键是导学方案的设计，教师运用概念图的技术进行导学方案的编写，可以使内容之间的逻辑关系、导学的程序一目了然，如有关“功”的教学设计制作的概念图如图1。
　　
　　其中①要用实验或事例引导学生复习初中内容的方法进行教学；②采用引导学生协作理性探究的方法进行教堂；③学生动手体验；④引用事例为下一节课设置窗口，同时也进一步让学生明确为什么要学习功。
　　图1
　　
　　2. 运用概念图诊断学生的前概念，为导学指明方向。
　　教学实践表明，学生在学习物理课程之前，通过日常生活的各种渠道和自身实践，对客观世界中的各种物理现象已经形成了自己的一些看法，并在无形中养成他们独特的思维方式。例如：生活中人们常认为只要用力就做功了，而物理学里除了有力以外还要有在力的方向上的位移。为了克服这种先入为主，凭直觉印象形成的前概念对建立科学概念产生的负面影响，教师在教学中可以采用引发认知冲突的策略，即揭示新知识、新现象与学生原有认知结构中的前概念的矛盾，从而动摇其前概念，进而通过前概念与科学概念的反复对比，揭示前概念的局限性、表面性，逐步形成科学概念。为此就必须诊断与揭示学生的前概念。概念图技术可以帮助教师有效地揭示学生在前概念方面的错误。例如：在高中物理《功》的学案导学中，学案的预习栏目中要求学生画“功”的概念图，就能了解学生对“功”的概念的理解情况。有些学生制作了如图2的概念图，从图中可知该学生将功与力、累，功与能混为一谈。只有教师了解到隐藏在学生头脑中的错误，才能为“导”指明方向。
　　3. 以概念图作为先行组织者，激活学生思维。
　　建构主义学习理论认为，只有学生将新知识同化到已有概念框架中，有意义学习才会发生，教学就是要采取有效的方法促进学生有意义学习的发生。先行组织者策略就是一个促使学生有意义学习的好方法。
　　上课伊始，教师提出一种对新旧知识起连结作用的陈述，称之为“先行组织者”，以帮助学习者顺利地接受学习材料。先行组织者的使命一是把课的内容与学习者的认知结构联系起来，二是帮助学习者组织所学习的材料。概念图可以完成先行组织者的使命。例如：讲授平抛运动时，学生已经掌握了匀速直线运动、自由落体运动、力的合成与分解的知识，教师可在学案的导学思考题中呈现概念图3，学生就可以在教师所画的概念图的启发下，很自然地将分解的思想迁移到平抛运动上来，提出运动分解的假设，结合实验验证，使学生很快就掌握平抛运动的规律。
　　4. 引导学生运用概念图策略进行探究学习，促进学生的高级思维发展。
　　学生要制作出好的概念图，必须搞清楚哪些是已有概念、哪些是不同概念、不同概念之间是什么关系，相关到什么程度等问题。而这实际上是要求学生在概念水平上思考问题，系高级思维。绘制概念图的过程包括整理资料，整合知识，形成关于某主题的已有知识图，在已有知识结构中嵌入新概念，在长时记忆系统中固定修正与完善学习内客。可见，绘制概念图实际上是为学生的高级思维搭建了一个“脚手架”，有助于高级思维的发展。
　　在教师运用学案进行导学的过程中，引导学生在理性探究时运用概念图技术理清从众多的事实中概括、抽象出事物所具有的本质属性的思路，引导学生在实验探究的过程中运用概念图来确定探究实验的方案，在研究性学习中运用概念图来确定时间计划、实施方案、落实任务与人员等。在尝试画概念图，依据概念图在个别学习、合作学习的过程中进行理性探究、实验探究，依据反馈修改、完善概念图，经过多次的循环往复，提高制作概念图能力的同时促进学生的高级思维发展。例如，在设计实验测定动摩擦因素的研究性学习过程中，就可以制作如图4的概念图。
　　
　　
　　5. 运用概念图促进知识的整合。
　　国外学者Klaus meir等 (1974)通过研究发现，画概念图策略，有利于新旧知识的整合，促进学生进行有意义学习：对某一概念的新例做出概括，并能辨别出该概念的反例；通过意义连接，能找到某一概念的上位概念、下位概念及组合关系的概念；找出某概念与其他概念间的各种对应关系(意义连接)；解决与某概念相关的实际问题。因此，为了帮助学生形成完整的认知结构，往往需要教师引导学生抓住知识的内在联系与要领，纵揽全局，对所学的知识进行整合，以形成良好的认知结构。
　　在教学的过程中经常发现许多学生的物理知识之间缺乏联系、缺乏系统，知识掌握得不扎实。认为物理就是由许多数学符号和公式组成，解决物理问题主要是选择数学公式联接问题中的变量。结果是解决问题的能力差，知识很快忘记，考试通不过，学生厌学。为扭转这一现象，教师在教学中要采取有效的方法促使学生以理解的方式复习知识，促使知识结构化、系统化，这样才能提高解决问题的技能。引导学生主动建构概念图无疑是一种高效复习物理知识的途径。学生通过建立概念间的联系促进对知识的深入理解，使零散的知识结构化、条理化、系统化。有利于学生长期有效地记忆知识，激发学生学习的主动性、创造性，使他们感受到学习成功的快乐。因此，教师在导学的过程要作好制作课堂小结概念图、节复习概念图、单元复习概念图、章复习概念图、专题复习概念图的示范与引导，通过示范——模仿——运用——熟练应用的由低层次到高层次的训练，逐步提高制作概念图的能力，促进知识的整合。同时，在制作概念图的过程中，学生需要反思自己学习的过程。因此，概念图还可以作为一种元认知策略，提高学生的自学能力和自我反思能力。例如学习光的本性知识后，教师及时辅导学生绘制概念图5以加强知识的整合。
　　
　　参考文献
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