齊學(xué)兵

摘 要：物理概念是物理學(xué)最重要的基礎(chǔ)，是學(xué)生建構(gòu)物理學(xué)知識的核心組成部分，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理概念的過程中經(jīng)常出現(xiàn)科學(xué)物理感念不一致的概念，常被稱作迷思概念。研究表明，學(xué)生頭腦中的迷思概念是導(dǎo)致高中生物理學(xué)習(xí)困難的主要根源，學(xué)生頭腦中已有的迷思概念往往會引起新的更多的迷思概念（InisConCeption）。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)在改變學(xué)生的迷思概念方面并沒有取得令人滿意的效果。在高中物理課堂教學(xué)中，利用概念圖輔助教學(xué)能夠?qū)⒏鞣N概念及其關(guān)系以類似于腦對知識存儲的層級結(jié)構(gòu)形式排列，清晰地揭示了意義建構(gòu)的實(shí)質(zhì)，能有效促進(jìn)教師的教和學(xué)生的學(xué)。

關(guān)鍵詞：概念教學(xué)；概念圖

一、問題的提出

新課標(biāo)要求在高中物理教學(xué)中，鼓勵學(xué)生積極參與、樂于探究、勤于思考，提倡積極采用多樣化的教學(xué)方式，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識與技能，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神?！皩W(xué)生用什么樣的手段和方法、通過什么樣的途徑獲得知識，直接關(guān)系到其收獲的大小，對學(xué)生終身發(fā)展的影響也就會明顯不同?！?/p>

在形成科學(xué)概念之前學(xué)生頭腦中的物理概念是不完整也是不科學(xué)的，有的甚至是錯誤的，這就是所謂的迷思概念。大量實(shí)踐證明，物理概念圖常被用來診斷和轉(zhuǎn)變學(xué)生的迷思概念，在物理教學(xué)中應(yīng)用概念圖實(shí)施輔助教學(xué)可以有效轉(zhuǎn)化學(xué)生頭腦中的迷思概念，提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力。概念圖輔助教學(xué)是對當(dāng)前課堂教學(xué)模式的一種創(chuàng)新和發(fā)展，能夠有效解決教學(xué)實(shí)踐中遇到的實(shí)際問題，尤其是能夠解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中頭腦中存在的偽科學(xué)概念。

二、概念圖及研究現(xiàn)狀

1.概念圖及其內(nèi)涵

概念圖又被稱為概念地圖（concept maps）或概念構(gòu)圖（concept mapping），它是一種通過網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形式來表征知識、檢查知識和完善知識的可視化的工具，能有效呈現(xiàn)學(xué)習(xí)者大腦的知識間聯(lián)系以及知識的建構(gòu)過程。概念圖開始只是為了測定和評價學(xué)生對已有概念的學(xué)習(xí)的工具，后來逐步演變?yōu)橹R建構(gòu)的工具，知識修復(fù)與完善的工具，多媒體設(shè)計的工具以及課程和教學(xué)設(shè)計的策略等。大量研究表明：概念圖蘊(yùn)含豐富的教育功能，已經(jīng)廣泛用于歐美等西方發(fā)達(dá)國家的中小學(xué)教學(xué)中，并取得了良好的效果。

2.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

概念圖（concept map）是美國康奈爾大學(xué)（Cornell university）教授、著名教育家諾瓦克（Novak）首先提出的，是諾瓦克教授及其同事在針對“學(xué)會學(xué)習(xí)”的理論和方法進(jìn)行系統(tǒng)研究中用于呈現(xiàn)和表征知識間的聯(lián)系，后經(jīng)過不斷地完善逐漸發(fā)展為一種新的教學(xué)工具和重要的教學(xué)策略。Novak教授分別在1983、1987、1993年分三次在不同的國家主持召開了具有深遠(yuǎn)影響力的科學(xué)教育研究會議，對概念圖的應(yīng)用和研究進(jìn)行了有力的推廣和介紹，有關(guān)概念圖研究Novak教授的著作《學(xué)會學(xué)習(xí)》（Learning How to Learn），被翻譯成多國文字，收到了世界各國科學(xué)家的推崇和認(rèn)可，在1990年美國的《Jounral of Research in ScienceTeaching》雜志曾專門為此出版了一期“Perspectives on Concept Mapping”（概念圖面面觀）。在西方國家的中小學(xué)教學(xué)中，概念圖作為一種較為普遍的的方法被用于教育教學(xué)的各個環(huán)節(jié)。隨著建構(gòu)主義理論、腦科學(xué)理論的發(fā)展，概念圖的應(yīng)用更加廣泛，人們逐漸發(fā)現(xiàn)概念圖與現(xiàn)代生活學(xué)習(xí)緊密聯(lián)系相關(guān)，隨著計算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及現(xiàn)代生命科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展概念圖研究被賦予了新的現(xiàn)實(shí)意義。

我國自1999年首次將概念圖引入大陸，從查閱的資料來看，我國港臺地區(qū)發(fā)展較早也較快。相對于國外和港臺地區(qū)而言，國內(nèi)有關(guān)概念圖的研究才剛剛起步，通過CNKI以“概念圖”為主題查到相關(guān)論文1121個結(jié)果，以“概念圖”為關(guān)鍵詞檢索共有2107個結(jié)果，統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，2003年至今有關(guān)概念圖的論文數(shù)量呈逐年上升趨勢，此后保持一個高位的運(yùn)行態(tài)勢，這說明隨著社會的進(jìn)步和教育的發(fā)展，有關(guān)概念圖的理論和應(yīng)用研究正日益成為教育研究的一個熱點(diǎn)。

2003年至2014年知網(wǎng)檢索“概念圖”結(jié)果如下：

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，概念圖在實(shí)際教學(xué)上已經(jīng)涉及很多學(xué)科領(lǐng)域，概念圖應(yīng)用較多的有生物、物理、化學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教育等，隨著概念圖應(yīng)用的不斷推廣，已經(jīng)有不少教育工作者和一線教師在積極探討概念圖的應(yīng)用。更重要的是，學(xué)生也可以借助概念圖建構(gòu)自己的知識體系，通過繪制概念圖對自己原有的概念體系進(jìn)行必要的診斷和修正。隨著概念圖逐步在國內(nèi)的推廣和發(fā)展，我國的部分中小學(xué)也在逐漸使用概念圖，尤其是隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和計算機(jī)繪制軟件不斷應(yīng)用，如Inspiration和 MindManager等概念圖、思維導(dǎo)圖制作軟件逐步流行起來，為廣大一線教師和學(xué)生的學(xué)習(xí)交流及使用概念圖開展教學(xué)提供了方便。

三、概念圖用于課堂教學(xué)的研究

概念圖是一種對知識的圖式總結(jié)，它能準(zhǔn)確顯示學(xué)生的先前知識，通過與科學(xué)概念對比發(fā)現(xiàn)學(xué)生頭腦中存在的不科學(xué)的概念甚至是錯誤概念，學(xué)生構(gòu)筑概念圖的過程其實(shí)是學(xué)生對內(nèi)隱知識的一個反映，不但可以暴露學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的迷思，還能夠發(fā)現(xiàn)迷思概念的原因所在，同時還能使學(xué)生建立相對清晰的知識體系，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了一種有效的反饋和檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的新模式。

1.概念圖的制作

諾瓦克（Novak）本人定義的概念圖有四個基本要素：節(jié)點(diǎn)（concepts）、連線（cross-ilnks）、命題（propositions）和層級結(jié)構(gòu)（hierarchical frameworks）。節(jié)點(diǎn)用來表示概念，這些概念往往屬于統(tǒng)一體系或具有緊密的相關(guān)特性，能夠代表一類事物的本質(zhì)屬性，一般用專業(yè)術(shù)語、特定的符號或科學(xué)名詞等進(jìn)行標(biāo)示；概念之間的連線沒有統(tǒng)一的形狀，長度可以根據(jù)概念圖中兩個相關(guān)概念的具體位置而定；概念之間的關(guān)系用命題進(jìn)行陳述，命題說明概念的鮮明特征或相關(guān)概念之間的核心關(guān)系；層級結(jié)構(gòu)表示的是概念體系中節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的上下位關(guān)系。此外，隨著概念圖的不斷演繹和發(fā)展，概念圖的組織形式也在發(fā)生不斷變化，廣義的概念圖包括知識腦圖、知識結(jié)構(gòu)圖、概念網(wǎng)絡(luò)、知識框圖、樹形圖等所有表示相關(guān)概念之間關(guān)系的復(fù)雜空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。

2.概念圖教學(xué)功能研究

（1）利用概念圖組織概念教學(xué)，展示科學(xué)概念的內(nèi)涵和外延

概念圖可作為教學(xué)工具，具有概念建構(gòu)和轉(zhuǎn)化功能。概念圖是表征、整合、檢驗(yàn)、修正、完善知識的認(rèn)知工具，它把知識高度濃縮，將各種概念及其關(guān)系以層次結(jié)構(gòu)的形式排列，清晰地展示了意義建構(gòu)的實(shí)質(zhì)。概念圖以組織和網(wǎng)絡(luò)化形式明確地給出了各概念的地位、層級和特點(diǎn)，清晰地標(biāo)明了概念間的相互聯(lián)系，激活了學(xué)習(xí)者的知識結(jié)構(gòu)和認(rèn)知結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了意義學(xué)習(xí)。教學(xué)上概念圖作為先行組織者，如果學(xué)生在學(xué)習(xí)新概念之前如果大腦中沒有或缺少同化新知識的上位概念，概念圖可以為學(xué)生呈現(xiàn)一個引導(dǎo)性材料，為學(xué)生在新舊知識間架起一座橋梁，便于學(xué)生聯(lián)系已有認(rèn)知接受新概念。奧蘇貝爾的同化理論認(rèn)為，任何一個新知識均可以通過針對學(xué)習(xí)者的上位、下位、并列關(guān)系尋找與其舊知識的關(guān)聯(lián)點(diǎn)，并據(jù)此來設(shè)計先行組織者。利用概念圖教學(xué)更容易理清知識的脈絡(luò)和體系結(jié)構(gòu)，便于學(xué)生接受新概念形成科學(xué)概念，同時利用概念圖教學(xué)便于突出表征核心知識和概念的主題，每一節(jié)可重點(diǎn)圍繞一兩個重要的核心概念講解，便于學(xué)生把握重點(diǎn)和難點(diǎn)，提高課堂教學(xué)效率。

（2）概念圖用于章末總結(jié)

在課程與教學(xué)規(guī)劃設(shè)計（如編著教材、制定教學(xué)計劃、課堂教學(xué)設(shè)計）中，概念圖以其簡明扼要的層次化結(jié)構(gòu)來展示概念的邏輯關(guān)系，使教師便于從整體上把握知識結(jié)構(gòu)，掌握概念的來龍去脈和發(fā)展走向，清晰各概念所處的地位和概念間的相互關(guān)系，從而優(yōu)質(zhì)高效地完成教學(xué)預(yù)案。在教學(xué)設(shè)計時，可首先對課程中欲要呈現(xiàn)的主要概念進(jìn)行排序，形成宏觀的大型概念圖；然后再對單元中各個中型概念進(jìn)行分類匯總，形成中觀概念圖（或稱單元概念圖）。具體教學(xué)時，可根據(jù)教學(xué)的實(shí)際需要，適時地采編以生成我們所需要的課程計劃概念圖、學(xué)年計劃概念圖、學(xué)期計劃概念圖、章節(jié)或單元計劃概念圖、課時計劃概念圖等。可見，通過概念圖，教師便可從宏觀和微觀兩個角度把握教學(xué)內(nèi)容，梳理各概念間的關(guān)系，實(shí)施科學(xué)教學(xué)規(guī)劃與設(shè)計。

（3）概念圖可用作學(xué)習(xí)導(dǎo)航，有利于學(xué)生知識的建構(gòu)

概念圖用作學(xué)習(xí)導(dǎo)航，有利于學(xué)生開展有意義的學(xué)習(xí)，提升自我認(rèn)知，從而使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)。概念圖作為一種導(dǎo)航設(shè)計工具，適合學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生形成知識網(wǎng)絡(luò)，但是它的作用效果是依賴于所學(xué)的內(nèi)容與學(xué)生原有的知識結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系程度以及學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。皮亞杰認(rèn)為，知識是以一定的層級結(jié)構(gòu)在人的大腦中儲存和表征的，這種層級結(jié)構(gòu)往往以顯性或隱性的圖式來儲存?，F(xiàn)代心理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，專家頭腦中的知識常常呈現(xiàn)一定的網(wǎng)絡(luò)層次，而且網(wǎng)絡(luò)間的節(jié)點(diǎn)是牢固、有序并有意義地聯(lián)系的，而學(xué)生頭腦中的知識經(jīng)常是無序和散亂的，即使各個知識點(diǎn)間有聯(lián)系，也是不牢固、不充分或沒有明確意義的。而概念圖就是一個有層次的意義網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生自制的概念圖能幫助學(xué)生梳理概念的層次關(guān)系，并在它們之間建立有意義的聯(lián)系。從某種意義上來說，學(xué)生制作、生成概念圖的過程就相當(dāng)于頭腦經(jīng)歷頭腦風(fēng)暴的過程，自制的概念圖能使他們從整體上把握知識結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)知識整合。

總之，概念圖對中學(xué)物理教學(xué)有強(qiáng)大的支持功能，本人在高中新課程教育理念的指引下，借鑒現(xiàn)代教育理念，堅持理論與實(shí)際相結(jié)合，將概念圖作為課堂教學(xué)活動組織的工具和學(xué)生學(xué)習(xí)的工具應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐的若干環(huán)節(jié)，收到了較好的教學(xué)效果。概念圖輔助教學(xué)不僅能便于學(xué)生掌握物理概念的科學(xué)內(nèi)涵與外延，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)物理概念的理解和辨析能力，更重要的是將概念圖引入物理概念教學(xué)，能有效地診斷和轉(zhuǎn)變學(xué)生頭腦中已有的錯誤概念，能有效改善學(xué)生掌握物理學(xué)習(xí)的規(guī)律與方法，對學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展起到應(yīng)有的促進(jìn)作用，讓學(xué)生變學(xué)會為會學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

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