基于初中物理課程的學(xué)科領(lǐng)域本體庫構(gòu)建研究

梁 斌

（興仁市第九中學(xué)，貴州 興仁 562306）

0 引言

初中作為學(xué)生邏輯思維發(fā)展的黃金時(shí)期，學(xué)習(xí)模仿能力較強(qiáng)，可塑性明顯。以物理學(xué)科為參考，傳統(tǒng)枯燥單一的指導(dǎo)模式，已經(jīng)無法滿足當(dāng)前知識理解需求，物理知識結(jié)構(gòu)、概念內(nèi)容的梳理與傳遞迫切需要得到更新。在此要求下，領(lǐng)域本體庫的構(gòu)建與實(shí)施成為社會教育教研重點(diǎn)，在一定程度上以其資源共享、技術(shù)共享、概念共享等特點(diǎn)，得到初中師生認(rèn)可[1]。學(xué)校作為領(lǐng)域本體庫的實(shí)踐者，要能找到其應(yīng)用特征、原則、價(jià)值與不足，多元化調(diào)整更新，搭建貼合性較強(qiáng)的本體庫模式，為推動初中物理教學(xué)事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供契機(jī)。

1 初中物理課程的學(xué)科領(lǐng)域本體庫的構(gòu)建原則

“物質(zhì)、運(yùn)動、屬性、磁場、半導(dǎo)體”等名詞都屬于物理領(lǐng)域本體庫中的術(shù)語表現(xiàn)[2]。教師在指導(dǎo)過程中，將本體術(shù)語以共享方式在課堂呈現(xiàn)，有利于引導(dǎo)學(xué)生確定知識結(jié)構(gòu)，逐步掌握物理知識內(nèi)涵，提高對物理概念、規(guī)律、公式和符號的應(yīng)用能力，從源頭上了解學(xué)科特點(diǎn)，有選擇性地構(gòu)建物理教學(xué)內(nèi)容，保證整體的教學(xué)質(zhì)量。盡管各類領(lǐng)域本體庫有自身的發(fā)展規(guī)律，應(yīng)用實(shí)踐效果大有不同，但在本體庫構(gòu)建過程中，仍然會有定性的原則，以此凸顯初中物理知識重點(diǎn)，保障初中物理課程的學(xué)科領(lǐng)域本體庫構(gòu)建的效果。

1.1 明確性原則

領(lǐng)域本體庫具有一定的特殊性，要求本體庫內(nèi)容必須是特定的。對初中物理學(xué)科而言，在構(gòu)建物理領(lǐng)域的本體時(shí)，要堅(jiān)持明確性原則，注重本體內(nèi)容清晰、明確，獨(dú)立性較強(qiáng)，并且要避免出現(xiàn)似是而非的詞匯類型。對于初中物理學(xué)科來說，物理知識較為復(fù)雜且邏輯性要求較高[3-4]。因此，在構(gòu)建過程中，還應(yīng)該重點(diǎn)利用客觀性詞匯，提高信服力。

1.2 對應(yīng)性原則

初中物理名詞較多，部分概念性詞匯相似性比較明顯，為降低混淆程度，領(lǐng)域本體庫構(gòu)建應(yīng)該秉承對應(yīng)性原則。一方面能保證詞匯與物理知識點(diǎn)深度貼合，增強(qiáng)匹配度，提高學(xué)生對不同物理知識點(diǎn)的理解能力。另一方面還能提高物理公式的應(yīng)用效果。

1.3 延伸性原則

物理學(xué)科對部分初中學(xué)生而言，都具有一定難度，理性思維較弱的學(xué)生對物理基本概念理解比較吃力。為保證各層次學(xué)生理解能力，領(lǐng)域本體庫的構(gòu)建過程中，還要遵循延伸性原則，基礎(chǔ)知識概念相互參照，適當(dāng)性進(jìn)行概念拓展，提高領(lǐng)域本體庫的構(gòu)建效果。

2 初中物理課程的學(xué)科領(lǐng)域本體庫的構(gòu)建策略

現(xiàn)如今，以計(jì)算機(jī)為主的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在物理學(xué)科領(lǐng)域本體庫應(yīng)用中，海量的本體內(nèi)容迅速傳播，會出現(xiàn)較為明顯地檢索混亂，效率低下等問題，對初中學(xué)生對物理知識的理解和掌握產(chǎn)生不利影響。隨著時(shí)代發(fā)展進(jìn)步，我國相關(guān)部門越來越注重領(lǐng)域本體庫的構(gòu)建模式，強(qiáng)調(diào)對本體庫的內(nèi)涵的細(xì)致分析，提高物理本體庫的創(chuàng)新發(fā)展，最終提高初中物理教學(xué)質(zhì)量。

2.1 明確物理領(lǐng)域本體庫構(gòu)建的要點(diǎn)

與領(lǐng)域知識庫的構(gòu)建不相同，領(lǐng)域本體庫在構(gòu)建過程中存在更多要點(diǎn)。而初中是物理學(xué)科教學(xué)的啟蒙階段，學(xué)生初次接觸，對專業(yè)的物理知識和物理概念理解不到位，影響物理教學(xué)質(zhì)量。在此基礎(chǔ)之上，相關(guān)研究人員應(yīng)該從不同模塊著手，細(xì)致化分析物理領(lǐng)域本體庫建立對需要的結(jié)構(gòu)信息、用戶信息、概念信息，在建構(gòu)與實(shí)施階段，具象化掌握物理知識，保證物理領(lǐng)域本體庫構(gòu)建高效性。

以初中物理人教版為例，“電源、電流、電阻”等常見的本體內(nèi)容存在相似性，在構(gòu)建之際，解析本體庫的核。研究者應(yīng)該在掌握此部分物理知識的具體性質(zhì)的表述模式，掌握物理符號和物理公式，逐步掌握《電路和電流》《電壓電阻》兩大部分的實(shí)質(zhì)內(nèi)容，通過猜想、假設(shè)、提問、探究、實(shí)驗(yàn)等，促使學(xué)生真正能夠提高領(lǐng)域本體性庫內(nèi)容和要點(diǎn)的理解能力。

2.2 重點(diǎn)關(guān)注物理知識與本體庫的銜接

初中作為起承轉(zhuǎn)合的重要階段，對學(xué)生成長和發(fā)展大有裨益。物理學(xué)科領(lǐng)域本體庫的構(gòu)建對還需要重點(diǎn)關(guān)注物理知識體系建設(shè)與本體庫的和關(guān)系銜接，針對繁復(fù)冗雜的知識點(diǎn)細(xì)化分析與整理，提煉出物理知識的應(yīng)用要點(diǎn)。教師作為本體內(nèi)容的踐行者，要能夠從不同角度出發(fā)，鍛煉學(xué)生對知識的理解能力，在對本體內(nèi)容歸納整理之后，讓其與物理專業(yè)課程內(nèi)容相互比對，以此培養(yǎng)學(xué)生物理邏輯思維、發(fā)散思維和實(shí)驗(yàn)思維，在明確并徹底掌握物理領(lǐng)域本體庫知識內(nèi)涵的同時(shí)，獲得高質(zhì)量的教學(xué)結(jié)果。

以初中物理人教版八年級為例，課程結(jié)構(gòu)分為第一章到第六章，其中本體內(nèi)容包括機(jī)械運(yùn)動、聲現(xiàn)象、物態(tài)變化、光現(xiàn)象、透鏡、質(zhì)量和密度幾大類。學(xué)生要想更為具體了解這些本體庫內(nèi)容，在教學(xué)過程中，教師需要將本體內(nèi)容與知識內(nèi)容相互相對應(yīng)。比如，“機(jī)械運(yùn)動”和“長度、時(shí)間的測量、運(yùn)動的快慢、平均速度”相對應(yīng)，“物態(tài)變化”要和“溫度、熔化和凝固、汽化和液化、升華和凝華”等物理知識相對應(yīng)，給予學(xué)生充足的思考時(shí)間，提高其對物理領(lǐng)域本體庫內(nèi)容的吸收和消化能力；或者教師從整體上出發(fā)，在學(xué)習(xí)“聲現(xiàn)象”章節(jié)時(shí)，還應(yīng)該適當(dāng)融入速度、密度、光學(xué)等內(nèi)容，在對比分析過程中，豐富學(xué)生物理視野，拓寬物理解題思維，圍繞“聲學(xué)”本體內(nèi)容，呈放射狀連接多個(gè)章節(jié)、模塊的內(nèi)容，在師生互動交流分析中，增強(qiáng)學(xué)生的知識輸出表達(dá)能力。

2.3 明確物理領(lǐng)域本體庫構(gòu)建的目的

物理領(lǐng)域本體庫構(gòu)建，是引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成物理思維的途徑。隨著互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國物理學(xué)科以圖文相間、動靜結(jié)合模式，為學(xué)生提供更優(yōu)質(zhì)的教學(xué)手段，趣味多變的教學(xué)模式，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高其對物理知識的探索欲望，促使學(xué)生以較高的熱情，提高物理核心素養(yǎng)。此時(shí)物理學(xué)科要構(gòu)建領(lǐng)域本體庫，如果與課堂教學(xué)實(shí)踐相結(jié)合，教師作為引導(dǎo)者，要明確物理領(lǐng)域本體構(gòu)建的目的、形式、內(nèi)涵、意義，準(zhǔn)確把控物理指導(dǎo)原則，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享效果。領(lǐng)域本體庫研究者和建立者，要能高度關(guān)注初中物理學(xué)段特征，遵循不同的概念應(yīng)用原則，深層次挖掘初中各個(gè)學(xué)段物理本體內(nèi)容教育的側(cè)重點(diǎn)，增強(qiáng)師生對專業(yè)物理概念、物理公式、物理實(shí)驗(yàn)等知識的理解水平，緊跟時(shí)代發(fā)展要求，從各個(gè)方面促進(jìn)物理資源本體、解題本體、知識本體等模塊的掌握能力，逐漸擺脫傳統(tǒng)背誦式理解的弊端，在探索中達(dá)到知識與技能的相互統(tǒng)一。

以初中人教版物理課程《壓強(qiáng)》教學(xué)為例，教師在積極構(gòu)建物理領(lǐng)域本體庫之前，要明確《壓強(qiáng)》課件中知識內(nèi)容以本體庫形式表達(dá)目的，了解壓強(qiáng)是指物體所受壓力的大小與受力面積之比，在掌握物理概念之后，還需要分析探究其壓強(qiáng)的運(yùn)算公式為p=F/S，符號為Pa。物理教師在完成壓強(qiáng)概念本體內(nèi)容講解之后，還應(yīng)該細(xì)致化更深層次對其進(jìn)行梳理分析，延伸拓展，適當(dāng)滲透“浮力”“內(nèi)能”等知識點(diǎn)，秉承物理學(xué)科教學(xué)原則，在此基礎(chǔ)之上，達(dá)到物理領(lǐng)域本體庫教學(xué)效果。

2.4 對比分析物理領(lǐng)域本體庫多元構(gòu)建模式

物理學(xué)科作為理科重點(diǎn)組成之一，對培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維和探究思維有著積極作用，而領(lǐng)域本體庫的構(gòu)建要想突出效果，研究者還需要站在不同角度，對比分析物理本體與知識內(nèi)容的相同點(diǎn)、不同點(diǎn)，從定義、性質(zhì)、原則和運(yùn)算技術(shù)等模式，凸顯出物理教學(xué)價(jià)值[5]。第一，研究者要充分利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，分析探索其中出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)重點(diǎn)，借助視頻、音頻或者圖文資料結(jié)合模式，有效提高物理領(lǐng)域本體庫的構(gòu)建質(zhì)量。第二，教師在實(shí)踐教學(xué)過程中，要能夠關(guān)注物理公式、物理實(shí)驗(yàn)、解題方法等方面，邊探索邊教學(xué)。思考在此環(huán)境之下，教師應(yīng)該選擇何種教學(xué)方式，滲透專業(yè)性內(nèi)容，打造高質(zhì)、高效的物理教學(xué)效果。第三，初中物理領(lǐng)域本體庫的構(gòu)建，剔除“七步法”建構(gòu)模式之后，需要貼合性進(jìn)行研究與創(chuàng)新，既要改變?nèi)斯つＪ降穆浜笮?，借助?jì)算機(jī)技術(shù)的半自動化構(gòu)建模式，保證物理概念、性質(zhì)等內(nèi)容的輸出效果；又要利用Ontology、Methontology、循環(huán)獲取法等模式，配合概念思維導(dǎo)圖，具象化彰顯出新形勢領(lǐng)域本體庫的創(chuàng)新效果。

以初中物理人教版課程《運(yùn)動與力》為參考，物理教師在認(rèn)可并掌握領(lǐng)域本體庫基礎(chǔ)構(gòu)建模式之際，還需要從學(xué)生角度出發(fā)，針對“牛頓第一定律”“牛頓第二定律”等知識結(jié)構(gòu)，聯(lián)合“七步法”教學(xué)模式，在此基礎(chǔ)之上逐步滲透Ontology、Methontology、循環(huán)獲取等領(lǐng)域本體庫獲取方法，借鑒多種構(gòu)建技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，在不斷整改和完善中，讓學(xué)生更加直觀理解“運(yùn)動和力”之間的關(guān)系。

3 結(jié)語

總而言之，物理領(lǐng)域本體庫的構(gòu)建，對初中物理課的教育模式，教學(xué)質(zhì)量存在密切聯(lián)系，對提高學(xué)生物理概念的辨別能力，從客觀角度理解概念性詞匯，語言，為增強(qiáng)初中學(xué)生物理素養(yǎng)大有裨益。在新時(shí)代發(fā)展過程中，領(lǐng)域本體構(gòu)建過程中，為能保障領(lǐng)域本體構(gòu)建的使用效果，凸顯出共享和重用特征，相關(guān)研發(fā)部門需要繼續(xù)創(chuàng)新研究，秉承相關(guān)原則，研究當(dāng)前存在的問題并主動進(jìn)行改革和創(chuàng)新，以此促進(jìn)初中物理領(lǐng)域本體庫更加完善，提高初中物理教學(xué)效果。