概念圖在理論力學(xué)知識(shí)建構(gòu)中的應(yīng)用

魏婧　鄭文

摘要：文章將概念圖引入理論力學(xué)的教學(xué)改革中，遵循三個(gè)設(shè)計(jì)原則，將概念圖設(shè)計(jì)作為教師的教輔手段和學(xué)生的考評(píng)方式，組織學(xué)生親身參與，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，達(dá)到知識(shí)的深層理解、能力的全面培養(yǎng)和情感的深刻認(rèn)知。

關(guān)鍵詞：概念圖；教學(xué)改革；理論力學(xué)

0引言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)滲透到各個(gè)方面，與此同時(shí)也衍生出了很多新興力學(xué)學(xué)科。理論力學(xué)作為各門力學(xué)分支的基礎(chǔ)，現(xiàn)廣泛地開(kāi)展在各大工程類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程中。理論力學(xué)不僅為學(xué)習(xí)一系列后續(xù)課程奠定基石，還為解決工程問(wèn)題提供了技術(shù)支撐。但是由于理論力學(xué)知識(shí)體系復(fù)雜，知識(shí)概念細(xì)小且繁多，導(dǎo)致學(xué)生在知識(shí)點(diǎn)的理解中容易混淆，對(duì)知識(shí)框架不清晰，影響了教學(xué)質(zhì)量。經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐，將概念圖引入理論力學(xué)的教學(xué)改革過(guò)程中，可以取得較好的教學(xué)效果。

1概念圖概述

概念圖是20世紀(jì)印年代由美國(guó)康奈爾大學(xué)（Cornell University）的諾瓦克（Joseph D.Novak）教授提出的。狹義的概念圖是表征和組合知識(shí)結(jié)構(gòu)的一種工具，通常以圖表形式呈現(xiàn)。上海師范大學(xué)黎加厚教授提出了廣義的概念圖，將人腦中的思想、理念等隱形知識(shí)用圖表的形式表達(dá)出來(lái)，將其具體化、可視化，以達(dá)到更好的溝通和交流。

通過(guò)概念圖可將學(xué)生的已掌握知識(shí)點(diǎn)與理論力學(xué)中的未知知識(shí)點(diǎn)建以聯(lián)系，便于學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身認(rèn)知結(jié)構(gòu)與知識(shí)結(jié)構(gòu)之間的差異，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，完成學(xué)習(xí)任務(wù)。通過(guò)連接詞將理論力學(xué)的眾多概念連接為命題，并使用符號(hào)或注釋加以標(biāo)注，形成知識(shí)層級(jí)結(jié)構(gòu)，既有利于學(xué)生的感知理解也有助于學(xué)生創(chuàng)造力和邏輯思維能力的培養(yǎng)。

2理論力學(xué)概念圖設(shè)計(jì)原則

2.1整體到局部的原則

理論力學(xué)概念圖的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循由整體到局部的原則，按層級(jí)結(jié)構(gòu)梳理知識(shí)點(diǎn)，明確它們的地位，用連接符號(hào)或標(biāo)注表述清楚相互的關(guān)系，以解決課程知識(shí)概念雜亂繁多，學(xué)生易混淆的問(wèn)題。從上而下，深度剖析，以剛體的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)為例，設(shè)計(jì)了如圖l所示的一個(gè)層次鮮明的概念圖，其他章節(jié)亦可按同樣的原則應(yīng)用。

2.2相似對(duì)比原則

相似對(duì)比原則是指將知識(shí)點(diǎn)名稱或物理意義相類似的概念進(jìn)行對(duì)比排列。如“二力平衡條件”和“作用力與反作用力原理”，“力矩”與“力偶矩”，“絕對(duì)運(yùn)動(dòng)”、“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”、“牽連運(yùn)動(dòng)”等都是學(xué)生易于混淆且理解不清的概念，以“二力平衡條件”和“作用力與反作用力原理”為例設(shè)計(jì)概念圖如圖2所示，通過(guò)相似對(duì)比排列，加深學(xué)生的印象，達(dá)到良好的教學(xué)效果。

2.3思維模式的原則

理論力學(xué)概念圖的設(shè)計(jì)還應(yīng)按照思維模式的原則，遵循學(xué)生的慣性思維，有助于知識(shí)結(jié)構(gòu)的理解和掌握。以點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)為例，按照平時(shí)的思維習(xí)慣，將概念圖結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)為：“什么是點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)”-“如何描述點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)”-“點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是什么”-“點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡分類有哪些”等步驟設(shè)計(jì)了如圖3所示的概念圖。

總之，依據(jù)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)綜合考慮上述原則，充分利用概念圖的特點(diǎn)，建立易于理解的知識(shí)框架，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，理清學(xué)習(xí)內(nèi)容，合理安排學(xué)習(xí)活動(dòng)，提高學(xué)習(xí)效率。

3概念圖在理論力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

3.1教輔手段

概念圖作為一種表征知識(shí)的工具，能以簡(jiǎn)明的圖表形式表達(dá)課程復(fù)雜的知識(shí)體系，能具像地描述知識(shí)點(diǎn)的含義及關(guān)系，做到知識(shí)點(diǎn)的整合。圖表的形式相對(duì)于純文字，更易于吸引學(xué)生的注意力，提高學(xué)習(xí)的興趣，且直截了當(dāng)?shù)闹R(shí)點(diǎn)關(guān)系網(wǎng)也易于學(xué)生理解和掌握，在教學(xué)中起到著重強(qiáng)調(diào)的作用，從而提高教學(xué)效果，故概念圖也不失為教師教學(xué)過(guò)程中一種良好的教輔手段。

3.2考評(píng)手段

概念圖除了是教師的一種教學(xué)手段外，還可以讓學(xué)生以個(gè)人或者團(tuán)隊(duì)的形式利用word、wps或相關(guān)概念圖制作軟件，如Inspiration、MindManager等也參與概念圖的設(shè)計(jì)。概念圖的設(shè)計(jì)是建立在對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解、掌握、分析、比較、總結(jié)的基礎(chǔ)之上的，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)生間也需對(duì)知識(shí)體系做到充分的溝通和交流，支持頭腦風(fēng)暴，集體討論以達(dá)到最優(yōu)的概念圖。這不僅是一個(gè)再學(xué)習(xí)的過(guò)程，也是一個(gè)訓(xùn)練思維能力、溝通交流能力和實(shí)際操作能力的過(guò)程。最終通過(guò)所設(shè)計(jì)的概念圖成果以達(dá)到教學(xué)考評(píng)和能力培養(yǎng)的目標(biāo)。

4總結(jié)

本文將概念圖引入理論力學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，一改以往以教師為中心的講授形式，以知識(shí)體系的圖表框架和學(xué)生親身參與設(shè)計(jì)的方式，圍繞學(xué)生，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性、自主性，促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)建構(gòu)，通過(guò)概念圖的設(shè)計(jì)改變學(xué)生對(duì)知識(shí)體系的認(rèn)知方式，引導(dǎo)學(xué)生之間的對(duì)話和交流，在鞏固理論力學(xué)知識(shí)，全面提升理論力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生高級(jí)思維能力、溝通交流能力和實(shí)際操作能力，達(dá)到知識(shí)、能力、情感的三重目標(biāo)。概念圖隨著教學(xué)實(shí)踐的深入開(kāi)展和完善，必將應(yīng)用到其他力學(xué)課程的教學(xué)工作中去。endprint