利用概念圖打造物理高效課堂

竇新

【摘 要】本文提出在高中物理課堂上引入概念圖的觀點(diǎn)，認(rèn)為通過概念圖讓學(xué)生學(xué)會(huì)分析與整理、辨析新舊知識(shí)之間的聯(lián)系與區(qū)別，利用概念圖學(xué)會(huì)知識(shí)點(diǎn)遷移以及學(xué)會(huì)科學(xué)的自我評(píng)價(jià)等四種策略，可以有效打造高中物理的高效課堂。

【關(guān)鍵詞】高中物理 概念圖 高效課堂

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

【文章編號(hào)】0450-9889（2017）07B-0147-02

概念圖是通過節(jié)點(diǎn)、文字和連線組成的知識(shí)結(jié)構(gòu)圖，是一種組織和表征知識(shí)結(jié)構(gòu)的工具，能夠有效將某個(gè)主題的概念以及概念之間的聯(lián)系直觀、結(jié)構(gòu)化的表現(xiàn)出來。概念圖最早由康奈爾大學(xué)的諾瓦克博士提出，通過研究發(fā)現(xiàn)，概念圖有著多元化的功能與作用，能夠顯著提升學(xué)習(xí)效率與工作效率，此后被很多西方國家引入到教育領(lǐng)域中來。概念圖在我國教育行業(yè)的引入較晚，目前仍處于嘗試和發(fā)展階段。很多國內(nèi)教師已經(jīng)注意到了在課堂教學(xué)中引入概念圖能夠有效加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，使學(xué)生掌握整個(gè)知識(shí)結(jié)構(gòu)，從而取得高效的教學(xué)效果。筆者于多年前開始在課堂教學(xué)中引入概念圖，總結(jié)了不少利用概念圖提高高中物理課堂教學(xué)效率的具體策略，現(xiàn)與各位同行共同探討。

一、利用概念圖學(xué)會(huì)分析與整理

學(xué)生是教學(xué)的主體，教師只是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的幫助者與引導(dǎo)者。為了充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，教師引用概念圖教學(xué)的第一步應(yīng)當(dāng)是引導(dǎo)學(xué)生積極參與并自主制作概念圖。學(xué)生在繪制概念圖的過程中，會(huì)主動(dòng)去閱讀教材，并搜集資料信息進(jìn)行分析整理，這個(gè)過程不但可以提高自身的自主學(xué)習(xí)能力，還加深了對(duì)知識(shí)的認(rèn)知與記憶，起到很好的學(xué)習(xí)效果。

比如筆者在對(duì)《行星的運(yùn)動(dòng)》這一節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)時(shí)，首先讓學(xué)生閱讀課本內(nèi)容，然后留給他們充分的時(shí)間通過小組合作繪制這一節(jié)知識(shí)的概念圖。有的小組針對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律繪制了視覺化、結(jié)構(gòu)化的概念圖，清晰直觀地表達(dá)了開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的具體內(nèi)容。首先分為三大定律，分別是第一定律——軌道定律、第二定律——等面積定律、第三定律——周期定律，緊接著分別對(duì)這三個(gè)定律進(jìn)行了描述。例如軌道定律內(nèi)容是：所有行星各在以太陽為焦點(diǎn)的橢圓形軌道上運(yùn)行，其公式為：R=（R近+R遠(yuǎn)）/2，此外該小組還繪制了具體的圖式加以說明這一定律，生動(dòng)而形象（如圖1所示）。

在上述教學(xué)活動(dòng)中，筆者通過引導(dǎo)學(xué)生將課本中的文字轉(zhuǎn)化為可視化的圖表，減輕了文字與代數(shù)符號(hào)累的冷淡感，有利于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣與思維，同時(shí)能夠有效促進(jìn)學(xué)生通過自制概念圖提升相關(guān)知識(shí)的記憶效果。

二、利用概念圖揭示新舊知識(shí)的聯(lián)系與區(qū)別

通常來說，學(xué)生自主繪制的概念圖是不全面的，可能會(huì)忽略相關(guān)概念、知識(shí)點(diǎn)或者知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系，也可能會(huì)出現(xiàn)條理不清楚、總結(jié)不到位等情況，因此學(xué)生繪制完概念圖后，教師要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整、改進(jìn)與總結(jié)。一個(gè)完整的概念圖應(yīng)當(dāng)能夠使零碎的知識(shí)變得結(jié)構(gòu)化、條理化與系統(tǒng)化，因此筆者認(rèn)為，教師應(yīng)當(dāng)通過改進(jìn)學(xué)生自制的概念圖，使概念圖能夠形象直觀地表達(dá)復(fù)雜的知識(shí)結(jié)構(gòu)，揭示其內(nèi)在聯(lián)系與區(qū)別，最終幫助學(xué)生在頭腦中建構(gòu)完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

比如筆者在對(duì)《拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律》一課進(jìn)行教學(xué)時(shí)，筆者根據(jù)學(xué)生繪制的概念圖進(jìn)行改進(jìn)，并繪制了一個(gè)完整的概念圖，目的是為了讓學(xué)生更加清晰直觀地理解水平拋射的拋體運(yùn)動(dòng)及斜向拋射的拋體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及兩者之間的區(qū)別與聯(lián)系。完善后的概念圖的具體內(nèi)容為：首先曲線運(yùn)動(dòng)的加速度可以分解為：切向加速度 as=gsinθ，法向加速度 at=gcosθ，當(dāng)加速度不變時(shí)，為二維等加速度運(yùn)動(dòng)。水平拋射及斜向拋射的拋體運(yùn)動(dòng)其加速度都是重力加速度，主要區(qū)別是初速度的方向不同，水平拋射時(shí)豎向初速度為 0（如圖2所示）。把這些內(nèi)容放入概念圖之后，筆者又在概念圖上分別展示了兩種拋體運(yùn)動(dòng)在水平方向上、豎直方向上、合運(yùn)動(dòng)方向上的加速度、速度以及飛行時(shí)間、飛行距離等，然后引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比兩種拋體運(yùn)動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系。

在上述教學(xué)活動(dòng)中，筆者利用概念圖進(jìn)一步深化了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與認(rèn)知，幫助學(xué)生更加清晰地區(qū)分各個(gè)概念與知識(shí)點(diǎn)，形成了系統(tǒng)化的知識(shí)體系，取得了很好的教學(xué)效果。

三、利用概念圖實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移

概念圖中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些交叉連接，體現(xiàn)了不同概念之間的相互關(guān)系。對(duì)于概念圖中交叉連接的部分，教師應(yīng)當(dāng)注重加以引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生的橫向思維，通過引導(dǎo)其把握知識(shí)的特點(diǎn)與聯(lián)系，促進(jìn)他們完成新舊知識(shí)之間的遷移，從而使概念圖發(fā)揮更好的效用。

比如學(xué)習(xí)完運(yùn)動(dòng)學(xué)的相關(guān)內(nèi)容后，筆者針對(duì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)制作了概念圖（如圖3所示）。筆者引導(dǎo)學(xué)生分別復(fù)習(xí)與回顧了直線運(yùn)動(dòng)中的勻速直線運(yùn)動(dòng)與變速直線運(yùn)動(dòng)，曲線運(yùn)動(dòng)中的勻變速運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)講到概念圖當(dāng)中的交叉連接部分時(shí)，筆者向?qū)W生提問：“大家能分析出平拋運(yùn)動(dòng)與自由落體運(yùn)動(dòng)的相似之處嗎？”經(jīng)過一段時(shí)間的思考與討論，學(xué)生發(fā)現(xiàn)，平拋運(yùn)動(dòng)與自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度都是重力加速度，區(qū)別在于平拋運(yùn)動(dòng)有初速度，而自由落體運(yùn)動(dòng)沒有，也就是說當(dāng)平拋運(yùn)動(dòng)的初速度 v0=0 時(shí)，可以轉(zhuǎn)化為自由落體運(yùn)動(dòng)。為了驗(yàn)證學(xué)生的這一觀點(diǎn)，筆者讓學(xué)生將平拋運(yùn)動(dòng)的加速度、速度、運(yùn)動(dòng)時(shí)間等的計(jì)算公式中初速度換為 0，觀察化簡后的公式是否與自由落體運(yùn)動(dòng)相同。計(jì)算結(jié)束后，學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)剛剛所設(shè)想的觀點(diǎn)是正確的，緊接著筆者再進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生去探究并驗(yàn)證了簡諧運(yùn)動(dòng)與勻速圓周運(yùn)動(dòng)的關(guān)聯(lián)之處。

在上述教學(xué)活動(dòng)中，筆者利用概念圖當(dāng)中的交叉連接部分，引導(dǎo)學(xué)生完成了相關(guān)概念與知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)化與遷移，加深了學(xué)生的理解深度，取得了很好的教學(xué)效果。

四、整體把握，引導(dǎo)自我評(píng)價(jià)

概念圖不僅是一個(gè)能顯著提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果的好方法，還是一個(gè)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià)的有效工具。因此，教師應(yīng)當(dāng)善于引導(dǎo)學(xué)生利用概念圖進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，通過概念圖去查漏補(bǔ)缺，對(duì)自己的知識(shí)認(rèn)知情況形成整體把握，從而有針對(duì)性地改善與提高自我。

比如筆者在對(duì)《摩擦力》這一節(jié)的內(nèi)容展開教學(xué)時(shí)，教學(xué)的最后環(huán)節(jié)是引導(dǎo)學(xué)生開展知識(shí)總結(jié)活動(dòng)。學(xué)生需要根據(jù)自己對(duì)知識(shí)的理解與記憶繪制這一節(jié)內(nèi)容的概念圖，要求繪制過程中不得查閱任何資料，并且概念圖中要包括摩擦力的定義、分類、大小、方向、產(chǎn)生條件以及分類后摩擦力的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)等。在學(xué)生繪制的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)，有的學(xué)生只知道滑動(dòng)摩擦力的方向是跟接觸面相切并且與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，并不清楚如何判定靜摩擦力的方向，有的學(xué)生則是忘記了摩擦力的定義?？傊?，大部分學(xué)生都或多或少地存在著問題。學(xué)生繪制完概念圖后，筆者讓學(xué)生對(duì)照課本進(jìn)行改正與查漏補(bǔ)缺，還是無法解決的問題可以向同學(xué)或老師請(qǐng)教，而這兩部分的內(nèi)容都應(yīng)該成為學(xué)生重點(diǎn)復(fù)習(xí)與回顧的部分。

在上述教學(xué)活動(dòng)中，筆者通過引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)自己的概念圖，以此幫助學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解情況進(jìn)行自我檢測，促進(jìn)學(xué)生通過彌補(bǔ)自身的不足進(jìn)一步提高知識(shí)儲(chǔ)備，完善自我。

綜上所述，教師在利用概念圖開展課堂教學(xué)時(shí)，通過抓住分析整理、建構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、交叉連接和整體把握這四個(gè)要點(diǎn)，能夠有效深化學(xué)生的認(rèn)知，提升物理思維，大大提高課堂教學(xué)的效率。當(dāng)代教師應(yīng)當(dāng)不斷探索與嘗試行之有效的教學(xué)策略，結(jié)合實(shí)際學(xué)情高效利用概念圖，提高教學(xué)的質(zhì)量。

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（責(zé)編 韋 力）