黃紅燕

【摘 要】通過(guò)對(duì)概念網(wǎng)絡(luò)圖相應(yīng)理論進(jìn)行分析，以舉例方式就其在高中物理教學(xué)當(dāng)中的應(yīng)用及效果予以探討，為相關(guān)教學(xué)研究提供理論支撐。

【關(guān)鍵詞】高中物理 概念網(wǎng)絡(luò)圖 機(jī)械能守恒定律 應(yīng)用

【中圖分類(lèi)號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2016）08B-0152-02

物理概念作為物理學(xué)框架的基礎(chǔ)構(gòu)成元素，在物理知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中，通過(guò)將之予以掌握，乃是學(xué)好物理的重要前提。諾瓦克教授于20世紀(jì)60年代首次提出概念圖，概念圖作為一種對(duì)知識(shí)予以組織及表征的重要工具，伴隨其應(yīng)用效果的有效性，已經(jīng)得到人們的高度重視和廣泛應(yīng)用。對(duì)于概念圖而言，其在教學(xué)中所具有的促進(jìn)作用主要表現(xiàn)在三方面，即評(píng)價(jià)策略、學(xué)習(xí)策略及教學(xué)策略。

一、概念網(wǎng)絡(luò)圖理論概述

1984年，著名教育學(xué)家諾瓦克將概念圖給予了充分表述，即概念圖就是用來(lái)對(duì)知識(shí)進(jìn)行組織及表征的相應(yīng)工具，是一種將科學(xué)命題作為其主要形式，就各個(gè)概念之間所存在的聯(lián)系及意義予以顯示的一種工具，概念圖可通過(guò)運(yùn)用具體事例，對(duì)所表述的知識(shí)內(nèi)容加以明確說(shuō)明，進(jìn)而運(yùn)用有機(jī)形式和途徑將全部基本概念予以連接的一種網(wǎng)絡(luò)圖。概念圖應(yīng)用在定義方面就是運(yùn)用數(shù)學(xué)圖論理論把有關(guān)定義有機(jī)地聯(lián)結(jié)起來(lái)，其實(shí)質(zhì)就是通過(guò)節(jié)點(diǎn)把概念之間關(guān)系進(jìn)行表達(dá)的網(wǎng)絡(luò)圖。針對(duì)各個(gè)給定圖而言，其中各個(gè)圓圈（方框）當(dāng)中的概念，均與網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，而在各個(gè)圓圈之間，則運(yùn)用連接詞將其緊密連接起來(lái)，而此種線則對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的連線予以對(duì)應(yīng)。依據(jù)網(wǎng)絡(luò)圖，不僅能夠?qū)D中各個(gè)概念的度進(jìn)行分析，還可對(duì)諸如集聚系數(shù)等與之相關(guān)的拓?fù)鋮⒘窟M(jìn)行分析。對(duì)于度的大小而言，其所表示的乃是與某概念存在相應(yīng)關(guān)系的概念的多少；對(duì)于集聚系數(shù)相應(yīng)含義而言，則表示為若其值與 1 越接近，則表明其與它的相近“鄰居”抱成一團(tuán)的緊密程度則會(huì)越深，二者之間所具有的關(guān)系也越發(fā)緊密；反之，其值與零越接近，則表明其和它的“鄰居”之間的關(guān)系越發(fā)疏遠(yuǎn)。而與之形成對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)圖當(dāng)中，可將各個(gè)概念的集聚系數(shù)及度進(jìn)行計(jì)算，從中將那些比較大的集聚系數(shù)及度予以找出。若存在的度越大，則表明其和與之存在關(guān)系的相應(yīng)概念則越多；對(duì)于集聚系數(shù)而言，則其值越大則顯示其與周?chē)拍钪g在關(guān)系上就會(huì)越發(fā)緊密。因此，對(duì)“圖”當(dāng)中的概念的重要性及概念之間在關(guān)系方面的遠(yuǎn)近程度等分析，對(duì)我們更好地開(kāi)展教學(xué)具有很大幫助。

二、高中物理教學(xué)中概念網(wǎng)絡(luò)圖的有效應(yīng)用

物理學(xué)科與一些學(xué)科相比較，它的理論性比較高，也比較抽象，為了更好地搞好物理教學(xué)，物理教師要善于運(yùn)用各種方法開(kāi)展形式多樣的教學(xué)活動(dòng)?，F(xiàn)以《機(jī)械能守恒定律》為例，闡述運(yùn)用概念網(wǎng)絡(luò)圖開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)的方法。

繪制機(jī)械能守恒定律概念網(wǎng)絡(luò)圖（如圖1所示），然后將那些集聚系數(shù)最大及邊數(shù)最多的概念予以找出。無(wú)論是勢(shì)能還是動(dòng)能，從圖中可知，這兩個(gè)概念均存在有五條邊，另外，二者還具有相等的集聚系數(shù)，同時(shí)考慮之前所學(xué)的相應(yīng)動(dòng)能定理，因此，在此節(jié)課的講授方面，則從動(dòng)能著手。然后則向勢(shì)能與動(dòng)能之間相應(yīng)轉(zhuǎn)化予以過(guò)渡，并運(yùn)用抽象手法將一個(gè)機(jī)械能守恒模型予以獲取，在對(duì)其利用之前，則運(yùn)用勢(shì)能及動(dòng)能將機(jī)械能守恒完成推導(dǎo)，此時(shí)，便可實(shí)現(xiàn)本節(jié)課所教授內(nèi)容的過(guò)渡。

教學(xué)過(guò)程：

針對(duì)物體從A運(yùn)動(dòng)至B相應(yīng)情況，讓學(xué)生將A和B兩點(diǎn)動(dòng)能分別寫(xiě)出，然后則將此過(guò)程動(dòng)能方面所存在的變化量寫(xiě)出來(lái)，此時(shí)，便可就動(dòng)能概念進(jìn)行講解，然后引導(dǎo)學(xué)生，就動(dòng)能之所以發(fā)生改變的具體原因進(jìn)行思考，以此向合外力做功實(shí)施過(guò)渡?；诖诉^(guò)程，僅存在重力做功，而相對(duì)高度（位移）乘以重力便可得到重力勢(shì)能。

對(duì)于重力勢(shì)能而言，其乃是勢(shì)能，而勢(shì)能則又歸于機(jī)械能，此時(shí)，講課進(jìn)程已經(jīng)到了概念網(wǎng)絡(luò)圖相應(yīng)中心交匯處，即整個(gè)設(shè)計(jì)均將此概念網(wǎng)絡(luò)圖為相應(yīng)依據(jù)來(lái)開(kāi)展，在概念網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中得以反應(yīng)的就是此動(dòng)能為出發(fā)點(diǎn)，以此開(kāi)始講解，通過(guò)講解與之相關(guān)的各個(gè)概念，經(jīng)環(huán)環(huán)相扣，最終講解的內(nèi)容則又重新轉(zhuǎn)回到勢(shì)能與動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化的軌道上來(lái)。

對(duì)于機(jī)械能而言，其包括兩種，分別為勢(shì)能及動(dòng)能，而在其中將一個(gè)限制條件加上，即為彈力或重力做功，且在實(shí)施運(yùn)動(dòng)當(dāng)中，所發(fā)生的機(jī)械能乃是守恒的，而此便是本節(jié)課所要學(xué)習(xí)到的新內(nèi)容，即為機(jī)械能守恒定律。

教師還可以通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境并提出問(wèn)題的方式，來(lái)達(dá)到交融知識(shí)的目的，首先讓學(xué)生觀看視頻：公園里過(guò)山車(chē)翻滾的鏡頭及裝樁機(jī)重錘下落時(shí)的動(dòng)畫(huà)。教師此時(shí)提出問(wèn)題：試分析過(guò)山車(chē)下落及打樁機(jī)重錘下落時(shí)能量的是如何轉(zhuǎn)換的？學(xué)生回答道：在重錘自由下落過(guò)程中，其重力勢(shì)能向動(dòng)能轉(zhuǎn)化。經(jīng)光滑斜面不斷下降過(guò)程中，過(guò)山車(chē)的重力勢(shì)能則會(huì)向動(dòng)能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，若上升時(shí)，則其動(dòng)能向重力勢(shì)能進(jìn)行轉(zhuǎn)化。最后教師回答：當(dāng)重錘自由下落過(guò)程中，其高度越高，則就會(huì)存在越大的重力勢(shì)能，也就具有越大的落地后動(dòng)能。

采用概念網(wǎng)絡(luò)圖對(duì)這節(jié)課進(jìn)行設(shè)計(jì)，最終目的在于讓學(xué)生就概念與概念之間所存在的關(guān)系進(jìn)行深入了解，并對(duì)重要的定律所存在的相應(yīng)適用條件進(jìn)行掌握，然后則利用課后練習(xí)的方式，對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行收集和反饋，最后利用所反饋出來(lái)的相應(yīng)信息，分析最終的教學(xué)效果，利用此種方法和步驟便可較好地加深學(xué)生在概念方面的了解，從而更加明了物理知識(shí)。

采用概念網(wǎng)絡(luò)圖就機(jī)械能守恒定律課進(jìn)行設(shè)計(jì)，促使學(xué)生對(duì)概念之間所存在的關(guān)系予以清楚了解。運(yùn)用概念圖方法，不僅能夠讓學(xué)生更加清晰及準(zhǔn)確地了解物理知識(shí)及與之相關(guān)的知識(shí)，而且可梳理學(xué)生的物理知識(shí)框架，從而以更為準(zhǔn)確、清晰的思路開(kāi)展新知識(shí)的學(xué)習(xí)，獲取更為豐富和多元的物理知識(shí)。

（責(zé)編 盧建龍）