概念網(wǎng)絡(luò)圖在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

姜玉梅 崔佳欣

[摘要]物理概念是物理學(xué)的基本元素，掌握相關(guān)的物理概念是學(xué)好物理的前提。文章簡單介紹了概念網(wǎng)絡(luò)圖，并舉例說明概念網(wǎng)絡(luò)圖在物理教學(xué)中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]概念網(wǎng)絡(luò)圖高中物理度集聚系數(shù)

[中圖分類號]G633.7[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1674-6058（2015）02-0065

20世紀(jì)60年代，諾瓦克教授提出了概念圖，概念圖作為一種組織和表征知識的工具，已經(jīng)越來越得到人們的重視和廣泛應(yīng)用。概念圖對教學(xué)的促進(jìn)作用主要從教學(xué)策略、學(xué)習(xí)策略和評價(jià)策略三個(gè)方面來體現(xiàn)。概念圖作為一種教學(xué)策略，它能夠很好地促進(jìn)教師的教學(xué)；作為一種學(xué)習(xí)策略同樣也可以很好地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)；概念圖最初就是作為一種評價(jià)策略而誕生的，同樣它作為教與學(xué)的評價(jià)工具也有深遠(yuǎn)的意義。

一、概念網(wǎng)絡(luò)圖的理論綜述

1984年諾瓦克將概念圖表述為：概念圖就是用來組織與表征知識的工具，是一種以科學(xué)命題的形式顯示概念之間的意義聯(lián)系，并用具體事例加以說明，從而把所有的基本概念有機(jī)地聯(lián)系起來的網(wǎng)絡(luò)圖。

概念圖可用數(shù)學(xué)圖論理論定義，它是一種用節(jié)點(diǎn)代表概念，用邊表示概念間關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)圖。對于每個(gè)給定的圖，每個(gè)圓圈（方框）內(nèi)的概念對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，圓圈（方框）與圓圈（方框）之間由連接詞相連，這樣的線對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的連線。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)圖，可以分析圖中每個(gè)概念的度及集聚系數(shù)等相關(guān)拓?fù)鋮⒘俊?/p>

度的大小表示的是與某個(gè)概念有關(guān)系的概念的多少；集聚系數(shù)的含義是：其值越接近1，表明它和它的“鄰居”越抱成一團(tuán)，關(guān)系就越緊密；反之越接近于零，則說明它與它的“鄰居”老死不相往來，關(guān)系就越疏遠(yuǎn)。對應(yīng)在概念網(wǎng)絡(luò)圖中，可算出每個(gè)概念的度和集聚系數(shù)，從中找到度和集聚系數(shù)比較大的概念。度越大說明與它有關(guān)系的概念越多，集聚系數(shù)越大表明它與周圍概念的關(guān)系越緊密，這兩個(gè)維度都可以表明它的重要性。所以說從這些方面分析出“圖”中的概念的重要性，以及概念之間關(guān)系的遠(yuǎn)近程度等，這對我們的教學(xué)有較大的幫助。

二、概念網(wǎng)絡(luò)圖在物理教學(xué)中的運(yùn)用

以《機(jī)械能守恒定律》教學(xué)為例，繪制并分析概念網(wǎng)絡(luò)圖，然后以此為基礎(chǔ)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，圖1即是繪制的概念網(wǎng)絡(luò)圖。

圖1：機(jī)械能守恒定律的概念網(wǎng)絡(luò)圖在機(jī)械能守恒定律的概念網(wǎng)絡(luò)圖中，找到邊數(shù)最多、集聚系數(shù)最大的概念。具體是動能和勢能，這兩個(gè)概念都有五條邊且集聚系數(shù)也相等，又考慮到之前學(xué)習(xí)的是動能定理，所以此節(jié)新課就從動能出發(fā)，開始講。然后過渡到動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，抽象出一個(gè)機(jī)械能守恒模型（平拋運(yùn)動），利用之前的動能和勢能推導(dǎo)出機(jī)械能守恒，這就過渡到了本節(jié)課新學(xué)的內(nèi)容。

詳細(xì)的教學(xué)過程就是讓學(xué)生針對物體從A運(yùn)動到B的情況，分別寫出A、B兩點(diǎn)的動能，進(jìn)而寫出此過程動能的變化量，這就是從動能這個(gè)概念開始講解，再引導(dǎo)學(xué)生思考動能為什么發(fā)生改變，過渡到合外力做功。在此過程中只有重力做功，重力（合外力）與相對高度（位移）的乘積即是重力勢能，重力勢能屬于勢能，勢能又屬于機(jī)械能，此時(shí)就已經(jīng)進(jìn)行到概念網(wǎng)絡(luò)圖的中心匯合處，也就是說整體的設(shè)計(jì)就是依據(jù)這個(gè)概念網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行的，反映在概念網(wǎng)絡(luò)中就是從動能這個(gè)節(jié)點(diǎn)出發(fā)，開始講解，通過與它相連的一個(gè)個(gè)概念的講解，環(huán)環(huán)相扣又回到了勢能與動能可以相互轉(zhuǎn)化這個(gè)結(jié)論。機(jī)械能包括動能和勢能，再加一個(gè)限制條件只有重力或彈力做功，運(yùn)動過程中機(jī)械能是守恒的，即本節(jié)課學(xué)習(xí)的新內(nèi)容——機(jī)械能守恒定律。

運(yùn)用概念網(wǎng)絡(luò)圖設(shè)計(jì)這節(jié)課，目的是為了讓學(xué)生更清楚概念與概念之間的關(guān)系，以及重要的定律的適用條件。然后通過課后練習(xí)進(jìn)行反饋收集，結(jié)合反饋情況對教學(xué)效果進(jìn)行分析。

（責(zé)任編輯易志毅）