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1、促进中学物理教学的知识可视化方式的建设.freelanticNetworks)等等。这些众多的可视化工具中,有些已为大家所熟知并普遍应用,如表格、流程图等;有的已有较多的介绍,在教育教学中也已得到不同程度的运用,如概念图、思维导图等;有些却鲜为人知,甚至在国内很少介绍或没有介绍,在教育教学中更没有得到应有的重视和研究,如观念地图、思维地图等。物理教学本来在这方面的运用和研究应该具有优势,但从目前的状况看,还不如其他学科教学,如英语、生物、地理、化学等。本文正是针对这一现状,对主要的且对物理教育教学有很好应用前景的一些知识可视化工具作简要介绍,希望引起物理教师的关注和重视,并做出
2、研究然后应用于物理学科教学之中,在促进物理教育改革,提高物理教学质量方面发挥应有的作用。1.概念图概念图产生于1972年,是美国康乃尔大学J.D.Novak和D.B.Gowin提出的。概念图是一种能形象表达命题网络中一系列概念含义及其关系的结构化图形,它由节点(概念)和连接节点的线段(关系标签)组成,能清楚地表达某一命题中各概念节点间的内在逻辑关系。2概念图最突出的特点是用层级结构的方式表示概念之间的关系,核心的概念位于图的上端,次一级或更一般的概念按等级排列在下面,概念之间还可以交叉连接,并表明这种连接的关系。概念图的特点使其在支持学习方面发挥特有的优势。概念图通过区分概念之
3、间的层级次序,确定概念之间的内在联系,使相关概念之间形成有机联系的整体,有助于对概念的理解,如加速度,从运动学的角度,它是速度的时间变化率,因此,和速度、时间有关,而速度是单位时间的位移,即又和位移、时间相联系。从动力学的角度,它是力作用的效果,力引起物体运动状态的改变,所以与力、质量有关,在中学物理学中,常见的力有万有引力、弹力和摩擦力,这些力又与一定的物理概念发生关系,质量又与体积、密度概念相关。这样,我们对加速度的认识就显得丰富、全面、深刻。概念图的表示形式简洁明了,形象具体,有利于记忆、巩固,便于对知识组块,使某一特定领域或某一观点有关的概念群以整体的又一目了然的方式呈
4、现,可以综合信息和资源,可以引申和拓展。概念图可以帮助学习者反思学习的活动过程,可以将默会知识显示出来,有利于物理知识的表达和传递,有利于合作学习和相互间的沟通交流。概念图也能帮助学习者提高元认知能力,也可以作为有效的评价工具等等。如图1是磁铁的概念图,我们可以从中体会它的教学功能。2.思维导图思维导图是英国心理学家TonyBuzan于1970年提出的,是基于对脑神经生理科学与心理学的研究,类比自然万物放射性情形而形成的关于放射性思维及其图形表达的成果。思维导图运用线条、符号、数字、逻辑、节律、色彩、词汇和图像,按照一套简单、自然、基本、易被大脑接受的规则,运用从中心发散出来的
5、结构,把一些枯燥的信息变成容易记忆的、有高度组织性的图形。3思维导图的形式就像大脑神经网络的结构图,利用这种图形,可以将思维过程呈现出来,直观形象地表达知识的结构和关联。在物理教学中,恰当地运用思维导图,有利于提高学生的思维品质,提高认知能力,促进知识网络的形成,促成知识的建构。激发学生多角度多层次地思考问题,促使学生将原来离散的知识形成有内在联系的整体,既有利于学生学会学习,又有利于教师的有效教学。思维导图是一种树冠状网络式的发散结构,启发学生改变线性式的思维,产生多向的联想,生成知识的网络,激发创新构想。在绘制思维导图的过程中,更需要学生围绕某一主题,将相关的概念、事实、命
6、题、原理,按照它们之间的联系,形成一个统一的整体。思维导图特别有助于学生思维活动的展开,提高学生的思维能力,其发散形的结构,尤其对促进学生的发散思维有独特的作用,而发散思维被认为是创造性思维的核心。思维导图被称作高效学习者的“瑞士军刀”,促进大脑快速、高效、自然地工作,特别适用于阅读、复习、笔记、备考,帮助学习者高效地管理信息,提高学习者的自信心,增加个人成功的概率。思维导图也是师生交流的工具,有效教学评价的工具。下页图2是一幅星体的思维导图,可以看到思维导图特有的结构。3.思维地图思维地图是DavidHyerle在1988年开发的,是建立在语义学、认知心理学等理论基础上的。思
7、维地图是用来进行建构知识,发散思维,提高学习能力的一种可视化工具。相对于前面所介绍的概念图和思维导图而言,思维地图更注重学习能力的培养。思维地图有8种类型,4如下页图3所示。圆圈图,在圆圈中心,写上需要研究的主题,如光的现象。在圆圈外边,写上或画出与主题有关的信息,如“反射”、“折射”、“干涉”、“衍射”、“偏振”等。树形图,主要用于对事物进行分组或分类。最上端是核心概念,下面依次逐级分类。如“电磁场”,可分“电场”、“磁场”,电场下可以逐级写上与电场相关的概念,磁场也一样。起泡图,与圆圈图
