概念网络图在高中物理教学中的应用举例

黄红燕

【摘 要】通过对概念网络图相应理论进行分析，以举例方式就其在高中物理教学当中的应用及效果予以探讨，为相关教学研究提供理论支撑。

【关键词】高中物理 概念网络图 机械能守恒定律 应用

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2016）08B-0152-02

物理概念作为物理学框架的基础构成元素，在物理知识学习过程中，通过将之予以掌握，乃是学好物理的重要前提。诺瓦克教授于20世纪60年代首次提出概念图，概念图作为一种对知识予以组织及表征的重要工具，伴随其应用效果的有效性，已经得到人们的高度重视和广泛应用。对于概念图而言，其在教学中所具有的促进作用主要表现在三方面，即评价策略、学习策略及教学策略。

一、概念网络图理论概述

1984年，著名教育学家诺瓦克将概念图给予了充分表述，即概念图就是用来对知识进行组织及表征的相应工具，是一种将科学命题作为其主要形式，就各个概念之间所存在的联系及意义予以显示的一种工具，概念图可通过运用具体事例，对所表述的知识内容加以明确说明，进而运用有机形式和途径将全部基本概念予以连接的一种网络图。概念图应用在定义方面就是运用数学图论理论把有关定义有机地联结起来，其实质就是通过节点把概念之间关系进行表达的网络图。针对各个给定图而言，其中各个圆圈（方框）当中的概念，均与网络当中的各个节点相对应，而在各个圆圈之间，则运用连接词将其紧密连接起来，而此种线则对网络中的连线予以对应。依据网络图，不仅能够对图中各个概念的度进行分析，还可对诸如集聚系数等与之相关的拓扑参量进行分析。对于度的大小而言，其所表示的乃是与某概念存在相应关系的概念的多少；对于集聚系数相应含义而言，则表示为若其值与 1 越接近，则表明其与它的相近“邻居”抱成一团的紧密程度则会越深，二者之间所具有的关系也越发紧密；反之，其值与零越接近，则表明其和它的“邻居”之间的关系越发疏远。而与之形成对应的网络图当中，可将各个概念的集聚系数及度进行计算，从中将那些比较大的集聚系数及度予以找出。若存在的度越大，则表明其和与之存在关系的相应概念则越多；对于集聚系数而言，则其值越大则显示其与周围概念之间在关系上就会越发紧密。因此，对“图”当中的概念的重要性及概念之间在关系方面的远近程度等分析，对我们更好地开展教学具有很大帮助。

二、高中物理教学中概念网络图的有效应用

物理学科与一些学科相比较，它的理论性比较高，也比较抽象，为了更好地搞好物理教学，物理教师要善于运用各种方法开展形式多样的教学活动。现以《机械能守恒定律》为例，阐述运用概念网络图开展教学活动的方法。

绘制机械能守恒定律概念网络图（如图1所示），然后将那些集聚系数最大及边数最多的概念予以找出。无论是势能还是动能，从图中可知，这两个概念均存在有五条边，另外，二者还具有相等的集聚系数，同时考虑之前所学的相应动能定理，因此，在此节课的讲授方面，则从动能着手。然后则向势能与动能之间相应转化予以过渡，并运用抽象手法将一个机械能守恒模型予以获取，在对其利用之前，则运用势能及动能将机械能守恒完成推导，此时，便可实现本节课所教授内容的过渡。

教学过程：

针对物体从A运动至B相应情况，让学生将A和B两点动能分别写出，然后则将此过程动能方面所存在的变化量写出来，此时，便可就动能概念进行讲解，然后引导学生，就动能之所以发生改变的具体原因进行思考，以此向合外力做功实施过渡。基于此过程，仅存在重力做功，而相对高度（位移）乘以重力便可得到重力势能。

对于重力势能而言，其乃是势能，而势能则又归于机械能，此时，讲课进程已经到了概念网络图相应中心交汇处，即整个设计均将此概念网络图为相应依据来开展，在概念网络当中得以反应的就是此动能为出发点，以此开始讲解，通过讲解与之相关的各个概念，经环环相扣，最终讲解的内容则又重新转回到势能与动能之间相互转化的轨道上来。

对于机械能而言，其包括两种，分别为势能及动能，而在其中将一个限制条件加上，即为弹力或重力做功，且在实施运动当中，所发生的机械能乃是守恒的，而此便是本节课所要学习到的新内容，即为机械能守恒定律。

教师还可以通过创设情境并提出问题的方式，来达到交融知识的目的，首先让学生观看视频：公园里过山车翻滚的镜头及装桩机重锤下落时的动画。教师此时提出问题：试分析过山车下落及打桩机重锤下落时能量的是如何转换的？学生回答道：在重锤自由下落过程中，其重力势能向动能转化。经光滑斜面不断下降过程中，过山车的重力势能则会向动能进行转化，若上升时，则其动能向重力势能进行转化。最后教师回答：当重锤自由下落过程中，其高度越高，则就会存在越大的重力势能，也就具有越大的落地后动能。

采用概念网络图对这节课进行设计，最终目的在于让学生就概念与概念之间所存在的关系进行深入了解，并对重要的定律所存在的相应适用条件进行掌握，然后则利用课后练习的方式，对所学内容进行收集和反馈，最后利用所反馈出来的相应信息，分析最终的教学效果，利用此种方法和步骤便可较好地加深学生在概念方面的了解，从而更加明了物理知识。

采用概念网络图就机械能守恒定律课进行设计，促使学生对概念之间所存在的关系予以清楚了解。运用概念图方法，不仅能够让学生更加清晰及准确地了解物理知识及与之相关的知识，而且可梳理学生的物理知识框架，从而以更为准确、清晰的思路开展新知识的学习，获取更为丰富和多元的物理知识。

（责编 卢建龙）