基于概念圖的高中物理可視化教學(xué)策略初探

摘 要：高中物理課程學(xué)習(xí)內(nèi)容比較復(fù)雜和抽象，學(xué)生對(duì)很多物理學(xué)知識(shí)在理解上具有難度。因此，在高中物理課程教學(xué)過程中將概念圖的教學(xué)模式引入進(jìn)來顯得十分有必要。文章將以高一物理“曲線運(yùn)動(dòng)”知識(shí)點(diǎn)為例，將從課前、課中和課后三個(gè)階段，來對(duì)高中物理課程教學(xué)中如何基于概念圖的可視化教學(xué)模式展開了研究，希望能提升高中物理課程教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：概念圖;高中物理;可視化教學(xué);初探

一、 在高中物理課程教學(xué)中應(yīng)用概念圖的可視化教學(xué)模式的價(jià)值意義

在高中物理課程教學(xué)過程中，要想提升課程教學(xué)質(zhì)量，就要根據(jù)對(duì)物理學(xué)科的認(rèn)識(shí)來選擇有效的教學(xué)方法。高中物理學(xué)科的特點(diǎn)就是以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，同時(shí)高中物理課程中的各類概念、公式也都抽象難懂，對(duì)此高中物理老師就可以運(yùn)用視頻、圖表等各種可視性的教學(xué)資料來開展課程教學(xué)是十分必要的。同時(shí)高中物理課程教學(xué)中各類概念和公式也比較多，知識(shí)點(diǎn)繁雜，同時(shí)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間又相互聯(lián)系，這就需要學(xué)生經(jīng)常進(jìn)行歸納和總結(jié)，將物理知識(shí)脈絡(luò)理清，讓學(xué)生在自己的腦海中建立完整的物理學(xué)知識(shí)體系。從這個(gè)角度來說，就需要高中物理老師在教學(xué)中將概念圖運(yùn)用到課程教學(xué)中，從而讓學(xué)生建立一個(gè)完整的知識(shí)體系。與當(dāng)前別的可視化教學(xué)工具相比，概念圖也有著自身的優(yōu)勢(shì)。從構(gòu)成元素上來說，概念圖是相對(duì)全面的，不光有節(jié)點(diǎn)和連線，還有各類連接詞、層次結(jié)構(gòu)等。這樣就能使得概念圖對(duì)物理學(xué)知識(shí)更加直觀、形象地表現(xiàn)。同時(shí)，從本質(zhì)上說，概念圖比別的教學(xué)工具要豐富得多，在知識(shí)的梳理、建構(gòu)和整合方面都有顯著的優(yōu)勢(shì)。作者在這里就說下“速度”的概念圖。

圖1 速度概念圖

在諸多可視化教學(xué)工具中，概念圖占據(jù)著十分重要的地位。不僅對(duì)物理學(xué)知識(shí)的可視化形成支持，還能對(duì)思維過程的可視化形成支持。具體體現(xiàn)在，課前的概念圖將能推動(dòng)學(xué)生更好地開展課程預(yù)習(xí)。課中概念圖還能以師生交流的載體將學(xué)生的思維充分地調(diào)動(dòng)起來，將充分地體現(xiàn)出學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體性和主動(dòng)性，同時(shí)還能將學(xué)生的思維過程借助于概念圖呈現(xiàn)出來，這樣老師在教學(xué)過程中能夠及時(shí)得到反饋。課后概念圖將是對(duì)學(xué)生開展學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的重要工具，老師就可以按照概念圖的反饋情況對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況做出評(píng)價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)和反思。從這些方面就可以看出，在高中物理課程教學(xué)中運(yùn)用可視化的教學(xué)工具，將讓整個(gè)課程教學(xué)過程變得可視化，這對(duì)提升課程教學(xué)效果具有很大的幫助作用。

二、 在高中物理課程教學(xué)過程中基于概念圖的可視化教學(xué)模式的具體運(yùn)用

高中物理課程教學(xué)過程中，基于概念圖的可視化教學(xué)模式的運(yùn)用，將是提升課程教學(xué)效果的一個(gè)重要舉措。作者將以高一物理“曲線運(yùn)動(dòng)”這一知識(shí)點(diǎn)為例子，研究基于概念圖的可視化教學(xué)模式的具體運(yùn)用。

（一）課前階段

在課前高中物理老師可以運(yùn)用兩種方式來引導(dǎo)學(xué)生將一些概念圖畫出來。第一方式就是高中物理老師在導(dǎo)學(xué)案上，先向?qū)W生提供一種不完整的概念圖，要求學(xué)生自己來補(bǔ)全。比如，讓學(xué)生將日常中見到的曲線運(yùn)動(dòng)列出來，這樣就能慢慢地引導(dǎo)和幫助學(xué)生將這些運(yùn)動(dòng)的共同點(diǎn)找出來，學(xué)生就能對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)的定義有個(gè)初步的了解。第二種方式就讓高中物理老師提出具體的學(xué)習(xí)任務(wù)，并將全班學(xué)生分組。每個(gè)小組的同學(xué)合作再對(duì)直線運(yùn)動(dòng)的概念圖進(jìn)行制作，接著在課堂教學(xué)中進(jìn)行展示。要知道，曲線運(yùn)動(dòng)知識(shí)的學(xué)習(xí)是以直線運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)的，以位移、速度描述等方式來讓學(xué)生將描述曲線運(yùn)動(dòng)的方法盡快找出來。為了讓學(xué)生對(duì)直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)的區(qū)別有更好的了解，在課前就要求學(xué)生對(duì)直線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)進(jìn)行回顧學(xué)習(xí)，將直線運(yùn)動(dòng)的概念圖畫出來，這樣就能幫助學(xué)生構(gòu)建運(yùn)動(dòng)學(xué)整體的知識(shí)體系。通過這種方式，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)新知識(shí)學(xué)習(xí)的能力，還能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生具有良好的課前預(yù)習(xí)習(xí)慣和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。

高中物理老師在課前備課的時(shí)候，也可以借助于概念圖這種可視化的教學(xué)工具。老師備課的主要任務(wù)是完成相應(yīng)的課程教學(xué)設(shè)計(jì)，對(duì)此有關(guān)的課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)評(píng)價(jià)等工作都可以借助于概念圖來實(shí)現(xiàn)，然后將不同部分的概念圖進(jìn)行整合，這樣就構(gòu)建系統(tǒng)化的教學(xué)設(shè)計(jì)。比如，在平拋運(yùn)動(dòng)這一課程教學(xué)中，對(duì)于教學(xué)目標(biāo)的概念圖，要從物理學(xué)核心素養(yǎng)的四個(gè)維度出發(fā)來對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)展開進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)這些教學(xué)目標(biāo)是相互滲透和聯(lián)系的，最終將實(shí)現(xiàn)融合。比如，把“平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解”不僅是思維方法，還是物理學(xué)概念。這就能知道在課程教學(xué)目標(biāo)中運(yùn)用概念圖，對(duì)核心素養(yǎng)的思維目標(biāo)實(shí)施融合，并做出綜合性的表述，將能杜絕對(duì)目標(biāo)整體性的忽視。高中物理老師這樣開展教學(xué)設(shè)計(jì)工作，將以教學(xué)設(shè)計(jì)概念圖來與別的老師進(jìn)行課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的交流，這樣不同老師之間就可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)的可視化以及思維的可視化，這樣就能推動(dòng)高中物理老師課前備課工作質(zhì)量的提升。

（二）課中階段

對(duì)于新課程引入環(huán)節(jié)，要特別注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)，幫助學(xué)生建立良好的新舊知識(shí)之間的聯(lián)系。運(yùn)用概念圖注重強(qiáng)調(diào)知識(shí)體系的系統(tǒng)性和內(nèi)在聯(lián)系，這種情形下就可以運(yùn)用對(duì)舊知識(shí)的復(fù)習(xí)來將新課程知識(shí)引進(jìn)來。比如，以平拋運(yùn)動(dòng)為例，老師可以運(yùn)用對(duì)直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)兩者的概念圖邊呈現(xiàn)邊復(fù)習(xí)的方式，幫助學(xué)生建立起直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)三者之間的聯(lián)系。對(duì)此，可以先讓學(xué)生對(duì)直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)的區(qū)別進(jìn)行回顧，接著引導(dǎo)學(xué)生思考形成曲線運(yùn)動(dòng)的具體條件，最后老師借助于多媒體課件來對(duì)概念圖進(jìn)行完善。此外，高中物理老師還要向?qū)W生進(jìn)行講解，如果物體只是受到了重力，物體的速度方式和重力方向?qū)⑹谴怪保@是一種特殊情況，老師對(duì)此以扔粉筆頭來將平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行演示。

這種教學(xué)方法從本質(zhì)上來說，就是讓學(xué)生開展聯(lián)想，讓學(xué)生通過對(duì)舊知識(shí)的回憶來慢慢地理解新知識(shí)。舊知識(shí)的復(fù)習(xí)為學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)創(chuàng)造了良好的基礎(chǔ)。運(yùn)用概念圖來回憶舊知識(shí)，不但能提升對(duì)舊知識(shí)的利用程度，還能對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況有更好地了解。當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)的時(shí)候，就能將新知識(shí)的內(nèi)容和舊知識(shí)構(gòu)成具有價(jià)值性的連接，這樣就能幫助學(xué)生完成對(duì)新知識(shí)的構(gòu)建。

在新課講解過程中，老師要引導(dǎo)學(xué)生注意新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，要讓學(xué)生明白物理概念和規(guī)律具體的形成過程。確保學(xué)生對(duì)這一過程能夠充分的體驗(yàn)，并以概念圖的形式呈現(xiàn)出來，這種可視化的教學(xué)方法能夠讓學(xué)生更好地鞏固舊知識(shí)，同時(shí)提升對(duì)新課程知識(shí)的理解能力。在課堂教學(xué)總結(jié)階段，要對(duì)本節(jié)課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的回顧，讓學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)中的重要概念進(jìn)行回顧。高中物理老師可以以多媒體教學(xué)模式將重要的概念呈現(xiàn)出來，引導(dǎo)學(xué)生回顧這些概念之間的關(guān)系，這樣就能讓課堂教學(xué)知識(shí)的概念圖更加完善。讓學(xué)生對(duì)重要概念以及相互之間的聯(lián)系有所了解，這樣就能讓學(xué)生從整體上把握課堂教學(xué)的內(nèi)容，還能讓學(xué)生更好地理解和深化課堂教學(xué)知識(shí)，完善學(xué)生對(duì)物理學(xué)課程知識(shí)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

（三）課后階段

在一個(gè)知識(shí)點(diǎn)講解完畢之后，老師就可以要求學(xué)生完成這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的概念圖。因?yàn)橹R(shí)點(diǎn)中的內(nèi)容比較多，可以引導(dǎo)學(xué)生以小組合作的方式來完成概念圖的任務(wù)。例如，當(dāng)老師講解完“曲線運(yùn)動(dòng)”這一知識(shí)點(diǎn)之后，就可以要求學(xué)生利用課余時(shí)間將“曲線運(yùn)動(dòng)”的概念圖畫出來。在概念圖繪制的時(shí)候，學(xué)生要回顧平拋運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)等內(nèi)容，還要回顧以往所學(xué)習(xí)的勻速直線運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)等內(nèi)容。同時(shí)，曲線運(yùn)動(dòng)有的部分是和直線運(yùn)動(dòng)是緊密相關(guān)的。將課堂教學(xué)中有關(guān)本節(jié)的概念圖畫出來，然后讓學(xué)生進(jìn)行拓展。學(xué)生在此技術(shù)上對(duì)直線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充，從而有效地合作完成整個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)的概念圖。

此外，還可以讓學(xué)生繪制概念圖，老師對(duì)此可以檢驗(yàn)自己的教學(xué)成果和學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，對(duì)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系和物理學(xué)思維過程進(jìn)行全面的了解，將學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的問題找出來。這樣高中物理老師可以做出教學(xué)評(píng)價(jià)，然后進(jìn)行教學(xué)反思，這樣就能完成師生交互的可視化。在課程教學(xué)結(jié)束之后，學(xué)生也可以以概念圖來幫助小組成員進(jìn)行學(xué)習(xí)上的交流，研究物理試題解答的思路。從上面就可以看出，概念圖可以幫助老師和學(xué)生之間的可視化，在課程教學(xué)結(jié)束之后可以讓師生之間更好地交流和溝通，從而營(yíng)造和諧的師生關(guān)系。

三、 結(jié)語

高中物理課程知識(shí)抽象性比較高，學(xué)生理解上難度比較大，對(duì)此學(xué)生要想學(xué)好物理學(xué)知識(shí)需要有很強(qiáng)的興趣和主動(dòng)性。在高中物理課程教學(xué)中，運(yùn)用基于概念圖的可視化教學(xué)工具將有助于提升學(xué)生對(duì)物理課程學(xué)習(xí)的興趣，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)物理知識(shí)的可視化，學(xué)生思維過程的可視化，師生交流溝通的可視化，將提升高中物理課程教學(xué)的趣味性，從而在很大程度上將調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)學(xué)習(xí)的趣味性，將提升學(xué)生對(duì)物理學(xué)知識(shí)的理解能力和知識(shí)體系的構(gòu)建，很好地鍛煉學(xué)生的物理學(xué)思維。

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作者簡(jiǎn)介：

李旭華，福建省武夷山市，福建省武夷山第一中學(xué)。