摘 要： 概念圖是盛行于歐美國家的一種教學(xué)策略，是一種組織和表征知識的工具，在物理教學(xué)中通過概念圖的設(shè)計來引導(dǎo)學(xué)生進行認知的意義建構(gòu)，可以改善學(xué)生的認知方式，讓學(xué)生學(xué)會自主學(xué)習(xí)。
　　關(guān)鍵詞： 概念圖 物理教學(xué) 有效教學(xué)策略
　　
　　當前，我國的基礎(chǔ)教育課程改革正在廣泛展開。新一輪的課程改革更加重視學(xué)生的主體地位，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革，強調(diào)在傳授知識的同時重視學(xué)生對學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)策略的獲得。因而，教會學(xué)生如何學(xué)習(xí)，傳授有效的學(xué)習(xí)策略，已成為當前教育界提高學(xué)習(xí)效率的有效途徑。與機械學(xué)習(xí)相比，有意義學(xué)習(xí)能夠使學(xué)生更好地吸收和掌握所學(xué)的知識。奧蘇貝爾（Ausubel）假設(shè)，只有當新的信息與學(xué)習(xí)者認知結(jié)構(gòu)中已經(jīng)存在的相關(guān)概念發(fā)生聯(lián)系時，有意義學(xué)習(xí)才能夠發(fā)生。諾瓦克（J.Novak）等應(yīng)用奧蘇貝爾（Ausubel）的有意義學(xué)習(xí)的理論結(jié)構(gòu)發(fā)展出了概念圖，經(jīng)過不斷完善和發(fā)展，概念圖技術(shù)逐漸成為一種非常有效的科學(xué)教學(xué)的工具，也是一種有效的促進有意義學(xué)習(xí)的教學(xué)策略。
　　《普通高中物理課程標準（實驗）》明確指出：在較系統(tǒng)地介紹物理學(xué)內(nèi)容時，要進一步強調(diào)物理學(xué)的研究思想和方法；學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，能運用物理知識和科學(xué)探究方法解決一些問題；在科學(xué)探究的交流和表達時，應(yīng)學(xué)會用包括文字、表格、圖像、公式、插圖等適當?shù)男问?。其目的就在于培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)方式和表達方式，使學(xué)生學(xué)會用圖表等方式來描述物理問題及其解決過程。并在學(xué)習(xí)過程中，體驗用圖表等表示物理問題及解決過程的優(yōu)越性，進一步提高學(xué)生的抽象概括能力和邏輯思維能力，使學(xué)生用圖表等方式來清晰地表達和交流思想。因此，在物理教學(xué)中可通過概念圖的設(shè)計來引導(dǎo)學(xué)生進行認知的意義建構(gòu)。
　　一、概念圖簡介
　　概念圖是由美國康奈兒大學(xué)諾瓦克（J.Novak）教授等人提出來的。概念圖又可稱為概念構(gòu)圖（Concept Mapping）或概念地圖（Concept Maps）。前者是指概念圖制作的具體過程，后者則指概念圖制作的最后結(jié)果。
　　概念圖是用來組織與表征知識的工具，它通常是將有關(guān)某一主題不同級別的概念置于方框或yEwZRlMs60cbz8T3ekN58E0VOALLQAr/GKzTuBBFUc4=圓圈中，再以各種連線將相關(guān)的概念連接。這樣就形成了關(guān)于該主題的概念網(wǎng)絡(luò)，以此形象地說明概念之間的關(guān)系，從而表征學(xué)習(xí)者對于特定的概念是如何相關(guān)聯(lián)的。概念圖由三部分組成：節(jié)點、連線、連接語詞。節(jié)點表示概念；連線表示兩個概念之間的意義聯(lián)系，并用箭頭符號指示方向；連接語詞是用來標注連線的，描述兩個概念間的關(guān)系。連線被貼上了標簽，被貼上標簽的連線解釋了節(jié)點之間的關(guān)系，箭頭描繪出關(guān)系的方向，這樣讀起來就像一句話。
　　在Novak看來，概念圖是用視覺再現(xiàn)認知結(jié)構(gòu)、外化概念和命題的一種方法。由于每個人感知事物及其規(guī)律存在差異，每個人制作的概念圖結(jié)構(gòu)也各不相同。所以學(xué)習(xí)者制作的概念圖在很大程度上反映了學(xué)習(xí)者的認知結(jié)構(gòu)，教師可以據(jù)此了解學(xué)生知識的掌握情況，獲得教學(xué)反饋。從某種意義上說，學(xué)習(xí)就是概念圖不斷完善的過程，教學(xué)者和學(xué)習(xí)者可以通過不斷地構(gòu)建，尋求達成一致的機會。
　　二、概念圖對物理教學(xué)的啟示
　　概念圖是人的認知結(jié)構(gòu)的外觀，是大腦內(nèi)部所建構(gòu)的知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的外顯圖示。因此，作為意義學(xué)習(xí)的有效工具，概念圖策略有利于學(xué)習(xí)者建立起學(xué)科概念間的廣泛聯(lián)系，使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，促進其陳述性知識向程序性知識轉(zhuǎn)化，增強教學(xué)效果。
　　在日常的教學(xué)過程中，我們經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)，許多學(xué)生的物理知識之間缺乏聯(lián)系、缺乏系統(tǒng)，知識掌握得不扎實。認為物理就是由許多數(shù)學(xué)符號和公式組成，解決物理問題主要是選擇數(shù)學(xué)公式聯(lián)接問題中的變量。其結(jié)果是，一道物理題目解完了，經(jīng)常說不清用到了哪些物理知識，物理過程是怎樣的，它們之間有何聯(lián)系，往往造成了“一聽就懂，一看就會，一做就錯”現(xiàn)象的出現(xiàn)，究其原因就是忽視了物理知識即物理概念的教學(xué)。物理概念是物理學(xué)科知識的基礎(chǔ)，如果學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中只重視模仿性地做題，忽視對基本概念的掌握，特別是不能夠形成概念網(wǎng)絡(luò)，不能夠了解概念間的聯(lián)系，也就缺乏對物理概念、物理規(guī)律的深刻理解，更不能把新的知識同化到已有的認知體系中去，造成了知識無法遷移。教師在教學(xué)中應(yīng)當采取有效的方法，促使學(xué)生以理解的方式學(xué)習(xí)知識，促使知識結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化，這樣才能提高學(xué)生解決問題的技能。引導(dǎo)學(xué)生主動建構(gòu)概念圖無疑是一種高效學(xué)習(xí)物理知識的途徑，使學(xué)生通過建立概念間的聯(lián)系，促進對知識的深入理解，使零散的知識結(jié)構(gòu)化、條理化、系統(tǒng)化。這有利于學(xué)生長期有效地記憶知識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、創(chuàng)造性，使他們感受到學(xué)習(xí)成功的快樂。因此，在各個教學(xué)環(huán)節(jié)，教師要做好制作物理概念圖的示范與引導(dǎo)，通過示范—模仿—運用—熟練應(yīng)用的由低層次到高層次的訓(xùn)練，逐步提高制作概念圖的能力，促進知識的整合。同時，在制作概念圖的過程中，通過學(xué)生所畫的物理概念圖，教師可及時反思自己的教學(xué)過程，改進教學(xué)方式。學(xué)生則可以不斷反思自己學(xué)習(xí)的過程，提高自學(xué)能力和自我反思能力。
　　三、基于概念圖的物理教學(xué)策略
　　1.運用概念圖進行課堂教學(xué)設(shè)計，幫助學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)。
　　物理課堂教學(xué)設(shè)計中運用概念圖，能將原來顯現(xiàn)在教師頭腦中的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)理論和教學(xué)經(jīng)驗以可視化的形式表現(xiàn)出來，便于教師更有效地組織教學(xué)。如“功”的教學(xué)設(shè)計制作的概念圖（如圖1），在課堂教學(xué)中，教師通過幫助學(xué)生回顧初中學(xué)過的功的知識、引導(dǎo)學(xué)生協(xié)作探究或動手實驗等方式，用概念圖將“功”的有關(guān)知識的脈絡(luò)清晰地呈現(xiàn)出來。這樣，能有效改變學(xué)生的認知方式，便于學(xué)生理清概念間的關(guān)系，把握知識的整體結(jié)構(gòu)，了解新舊知識間的聯(lián)系和區(qū)別。因此，教師在進行課堂教學(xué)設(shè)計時，首先要建立宏觀的整體物理概念圖，同時還要有小概念圖顯示某一章節(jié)具體教學(xué)環(huán)節(jié)的知識結(jié)構(gòu)，從整個大概念圖的某一節(jié)點鏈接到小概念圖。從而理順各物理概念、知識間的聯(lián)系，形成知識的整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中，往往不能較好地辨別和建構(gòu)物理知識的有序結(jié)構(gòu)，不善于找出各個概念間的關(guān)系，無法解決好具體的實際問題，只能死記硬背大量的原理和公式。其主要原因是學(xué)習(xí)中偏重于對知識體系的“肢解”，而缺乏對知識體系的“還原”。若教師善于把概念圖運用于教學(xué)設(shè)計，在課堂中作為一種教學(xué)策略，并且要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中自己也去嘗試建立概念圖，就能使學(xué)生成功地把握概念的內(nèi)涵與外延，從而對自己的學(xué)習(xí)進行調(diào)控。
　　2.運用概念圖診斷前概念，促成學(xué)生科學(xué)概念的形成。
　　概念圖是一種非常有效的了解學(xué)生先前知識的技術(shù)和工具。盡管Ausubel在理論中著重闡述了學(xué)生的先前知識在學(xué)習(xí)中的重要作用，但他并沒有提供簡單、有用的手段，來幫助教師了解學(xué)生的已有知識。繪制概念圖可以解決這個問題，它能夠深入每個學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)，并將其客觀化，使學(xué)生和老師都能弄清楚這個學(xué)生已經(jīng)知道了什么，進而看出學(xué)生的錯誤概念，糾正概念之間的錯誤的連結(jié)。教學(xué)實踐表明，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理之前，通過日常生活經(jīng)驗的積累，對客觀世界中的各種物理現(xiàn)象已經(jīng)形成了自己的一些看法，并在不知不覺中養(yǎng)成他們自身的思維方式。例如：人們在日常生活中很容易憑直覺印象或所謂的經(jīng)驗，認為只要用力就做功了。為了克服這種憑直覺印象形成的前概念對建立科學(xué)概念產(chǎn)生的負面影響，教學(xué)中通?？梢圆捎靡l(fā)認知沖突的策略，即揭示新知識、新現(xiàn)象與學(xué)生原有認知結(jié)構(gòu)中的前概念的矛盾，從而動搖其前概念，進而通過前概念與科學(xué)概念的反復(fù)比對，揭示前概念的局限性、表面性，逐步形成科學(xué)概念。為此就必須診斷與揭示學(xué)生的前概念。概念圖技術(shù)可以幫助教師有效地揭示學(xué)生在前概念方面的錯誤。例如：在功的教學(xué)時，可以設(shè)計學(xué)習(xí)預(yù)案，要求學(xué)生在預(yù)習(xí)時畫出“功”的概念圖，從而了解學(xué)生對“功”的概念的理解情況。有些學(xué)生極有可能制作出如圖2的概念圖，從圖中可以知道學(xué)生將功與力、“吃力”，功與能混為一談。只有當教師了解到隱藏在學(xué)生頭腦中的錯誤和模糊概念時，才能順利地開展有效教學(xué)。
　　
　　3.運用概念圖動態(tài)搭建認知“腳手架”，激活學(xué)生思維通道。
　　教學(xué)的目的并不是為了把現(xiàn)成的知識灌輸給學(xué)生，而是在學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中向他們提供幫助，加以適時引導(dǎo)，以便使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認為，只有學(xué)生將新知識同化到已有概念框架中，有意義學(xué)習(xí)才會發(fā)生，教學(xué)就是要采取有效的方法促進學(xué)生有意義學(xué)習(xí)的發(fā)生。根據(jù)學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”搭建腳手架，引導(dǎo)學(xué)生有效地自主建構(gòu)知識掌握概念，就是一個促使學(xué)生有意義學(xué)習(xí)的好方法。這一策略就是把某一教學(xué)內(nèi)容與學(xué)習(xí)者的認知結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，幫助學(xué)習(xí)者組織所學(xué)習(xí)的材料，概念圖可以完成為學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”搭建腳手架的使命。例如：講授平拋運動時，學(xué)生已經(jīng)掌握了勻速直線運動、自由落體運動、力的合成與分解的知識，教師可在引導(dǎo)學(xué)生思考問題的過程中呈現(xiàn)概念圖（如圖3）。學(xué)生就可以在教師所給概念圖的啟發(fā)下，很自然地將分解的思想遷移到平拋運動上來，提出運動分解的假設(shè)，再結(jié)合實驗驗證，從而很快就能掌握平拋運動的規(guī)律了。
　　4.運用概念圖整合知識，促進學(xué)生自我評價和反思。
　　有研究表明，畫概念圖有利于人們對新舊知識的整合。因此，在幫助學(xué)生形成完整的認知結(jié)構(gòu)時，教師善于引導(dǎo)學(xué)生抓住知識的內(nèi)在聯(lián)系與要領(lǐng)，縱覽全局，對所學(xué)的知識進行整合，以形成良好的認知結(jié)構(gòu)。并且，概念圖的制作沒有嚴格的程序規(guī)范，如果要學(xué)習(xí)制作一個好的概念圖，就需要在學(xué)習(xí)中不斷修改和完善。有了初步的概念圖以后，隨著學(xué)習(xí)的不斷深入，學(xué)生對原有知識的理解會得到加深和改變。所以，概念圖的制作是一個不斷循環(huán)的過程，諾瓦克認為好的概念圖一般要修改三次以上。學(xué)生在建構(gòu)物理概念圖時，如果遇到了困難，就會自覺地聯(lián)想到自己在學(xué)習(xí)中還存在哪些不足。在構(gòu)圖時遇到困難則說明自己的知識結(jié)構(gòu)存在不足；構(gòu)圖不完整則說明自己的知識儲備不夠；概念圖層次不清說明自己對這部分概念的理解尚未透徹。通過與同學(xué)或老師所畫的概念圖相比較，來發(fā)現(xiàn)自己的知識缺陷，激勵自己不斷去努力彌補不足。通過對比自己不同階段的概念圖，能夠顯現(xiàn)自己的概念理解過程，有利于總結(jié)并形成自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，享受學(xué)習(xí)成功的樂趣，增強自主學(xué)習(xí)、自我提高的信心。這些都將幫助學(xué)生客觀地評價自我，理智地深刻反思，有效地尋找對策。此外，學(xué)生在繪制物理概念圖的過程中，會情不自禁地流露出對認知的情感，會以各式各樣的圖形表現(xiàn)出來，反映學(xué)生自己對知識的理性認識程度。因此，教師在教學(xué)過程要做好制作課堂小結(jié)、單元知識總結(jié)及專題復(fù)習(xí)等概念圖的示范與引導(dǎo)，逐步提高學(xué)生制作概念圖的能力，促進知識的整合。例如學(xué)習(xí)電磁學(xué)知識后，教師及時輔導(dǎo)學(xué)生繪制概念圖（如圖4）以加強知識的整合。
　　總之，概念圖是外顯知識和內(nèi)隱知識相互轉(zhuǎn)化的橋梁，是知識結(jié)構(gòu)向?qū)W生認知結(jié)構(gòu)過渡的腳手架?？茖W(xué)地運用它，能使學(xué)生有意識地利用已有知識來探索未知領(lǐng)域，并從探究的過程中檢驗和修正已有的知識結(jié)論，形成科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，體驗成功的樂趣。物理概念圖在課堂教學(xué)中的運用，既有利于教師的教學(xué)，更有利于學(xué)生系統(tǒng)地掌握知識脈絡(luò)，實現(xiàn)知識的有效遷移。
　　
　　參考文獻：
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