基于初中物理課程的學科領域本體庫構建研究

摘 要：現代網絡技術的大發(fā)展給人們生產和生活帶來諸多便利的同時也由于其海量信息的傳播給人類生活的各個領域都帶來了一定的負擔和困擾，尤其是表現在教育領域，各種學習資源的爆炸式傳播也日益給人們帶來篩選和辨別上的困難，諸如各大網站上的“資源重復錄入輸出”“檢索智能化功能下降”“個性化需要供給不足”以及“檢索效率低下”等問題不斷發(fā)生。在這種背景下，運用本體庫的概念，在初中物理學科資源的信息化構建上提供靈感具有重要的現實意義。本文首先簡要介紹與領域本體有關的基本概念，在此基礎上給出一些基于初中物理課程的學科領域本體庫構建的可行性方案以供讀者參考。

關鍵詞：初中物理；領域本體庫；基礎教育；構建

一、 引言

領域本體技術作為現代信息技術下的一項重要科學技術，從自然科學到人文科學等各個學科領域都存在普遍和科學的運用，但是從實踐調查來看，在這些學科上的運用主要是集中在當代的高等學科教育內容上，而在中學尤其是初中學科領域上并未得到廣泛的發(fā)展，尤其是對于初中物理這樣一門自然學科來講，在其涉及的學科知識點豐富、對于學生的綜合素質要求也較高的現實下，加強領域本體庫在初中物理課程的學科領域本體庫構建是現代教育發(fā)展的必然要求。

二、 與領域本體有關的基本概念

（一） “本體”的基本概念

關于“本體”的概念理解，在不同的社會發(fā)展時期、不同的相關專家都存在不同的理解，而“本體”意義隨著時代發(fā)展和人們認識水平的提高，對其普遍的定義可以概括為：依托現代社會高度發(fā)達的計算機科學技術，將機器的智能化與人類的靈活性進行有機的結合以實現人類信息資源的共享和共同進步的一種知識手段?！氨倔w”通過與各種具體的學科領域進行結合就會產生不同的定義和理解，它作為一種具有高度概括性的語句具有靈活性和普遍適用性。

（二） “領域本體”的基本概念

“領域本體”，主要是針對某個特定的領域相關的知識點和知識體系的具體描述所構建的一個本體，例如本文以初中物理學科為研究對象，那么對于本文中旨在構建的物理學科領域本體就屬于一種具體的“領域本體”，它包含在“領域本體”的基本概念當中但又具有自己的獨特內涵。通過構建初中物理課程的學科領域本體庫，不但可以具體而又清晰地描述初中物理學科中的各種理論知識體系，還可以實現學習資源共享的最大化，并且在知識的重復利用下使更多的人受益。

三、 基于初中物理課程的學科領域本體庫構建的可行性方案

（一） 注重知識體系的構建和連接

初中物理課程的學科領域本體庫的構建在領域本體庫中可供參考的內容十分有限，對于這項工作基本上是處于完全的探索和創(chuàng)新階段，所以對于構建者來說首先就應當十分注重對初中階段繁雜多樣的物理知識點進行歸納整理，在形成知識體系的基礎上運用科學和連貫性的手段進行領域本體庫的構建。

例如，首先應當針對整個初中的物理知識點進行歸納得出學生所要學習的主要內容，具體包括：聲學、光學、電學、力學、熱學和能源問題這六大板塊，可以在系統(tǒng)上先設置這些大方向的內容，在此基礎上就需要對各個板塊下的具體知識點進行詳細的整合和總結，例如對于光學板塊來說，需要在其中加入光的折射、反射、光速、平面鏡與光的關系、凸透鏡和凹透鏡與光等各項具體的知識點；而在力學的板塊下，又需要加入壓力、浮力、摩擦力、重力、彈力、牛頓第一定律等各個知識點的具體表達內容，其他的板塊也應當遵循這一原則，即在這過程中既要注重各個知識點的聯系和互通之處又要盡量使每個知識點都得以詳盡而細致地描述，只有這樣才能真正使構建的物理學科領域本體庫既內涵豐富又不致顯得繁瑣沉重，給使用者帶來檢索上的困擾。

（二） 明確領域本體庫構建的目的

針對初中物理學科知識的領域本體庫構建應當注重在引導學生自主學習和對其基礎物理知識的學習上兩方面的把控。具體而言，初中作為學生系統(tǒng)學習物理知識的初級階段，在其年齡和閱歷以及自身的學科素質十分有限的情況下，對于學科領域本體庫的構建應當本著基礎教育的原則，應當多根據初中物理教材進行構建，在這過程中是適當靈活地添加延伸拓展的部分學科內容，例如在對力學板塊“牛頓第一定律”的相關知識點的構建上，一方面，應當以慣性定律的基本內容“任何物體在不受外力的作用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)”為主進行詳細的解釋說明，但是另一方面，在構建時也可以進行一些知識點上的延伸拓展，例如可以適當加入一些“牛頓第二定律”的相關知識點，在幫助學生解答一些其他疑惑的同時也可以為其今后更高層次的物理學科學習奠定一個啟發(fā)式的基礎，最后，物理學科的領域本體庫構建應當以啟發(fā)式和引導時學習為出發(fā)點，不能由此導致學生過分依賴互聯網信息檢索而失去了獨立思考和理性判斷的基本能力。

（三） 注重領域本體庫分類的多樣化

物理學科更多地體現出一種人類社會自然科學現象和數學知識的有機結合，因此，在物理的教學過程中包含了大量的概念、定義、公式以及專業(yè)名詞等內容，那么對這門學科進行領域本體庫構建的時候也應當注重對各個不同的知識點甚至是相同知識點的不同運用方面進行有效而又全面的分類，力求在信息平臺上都有所涉及和體現。例如可以以“物理實驗”“數學公式”“基本定義”“自然規(guī)律”“物理單位”“常用符號”“學習/解題方法”“物理思想”“物理學家”“物理活動”“物理小故事”等各種與物理學科有關的名詞進行分門別類，一次作為檢索關鍵詞并在其中加入完整的相關內容，這樣既可以方便使用者各種類型的搜索需要，也可以使得系統(tǒng)更加科學和完備，達到智能優(yōu)化的目的，這也是領域本體庫構建人的根本意義所在。

四、 結語

總而言之，在我國教育體制改革不斷深入發(fā)展的宏觀背景下，要想促進初中階段物理學科的教學發(fā)展就應當以時代發(fā)展變化現狀為出發(fā)點，不斷進行信息技術的變革，針對初中物理學科進行領域本體庫的構建既是一項與時俱進的創(chuàng)新項目，又是一項系統(tǒng)而又復雜的長期工程，需要來自國家、社會、家長、教師、學生等多方主體的積極參與和配合。

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作者簡介：

許秀全，福建省福州市，福州四中桔園洲中學。