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概念图在高中物理教学评价中的应用——以《匀变速直线运动》为例

摘要：本文通过运用Inspiration软件，以概念图相关理论为基础设计了高中必修1《匀变速直线运动》一章的基础知识掌握程度的测试图，并用该图对高一年级部分学生进行测试。测试结果表明，利用测试图进行测试的结果与学生平时成绩一致，且可在知识体系的掌握细节上获得更多的信息，有效指导学生学习和进一步的教学。
　　 关键字：高中物理 匀变速直线运动 概念图应用
　　
　　 概念图是由康乃尔大学的诺瓦克和高温根据奥苏贝尔的有意义学习理论，综合图式理论和概念网络，提出的一种教学技术。概念图可用于基础知识的考核，用概念图针对某一教学内容中的各个知识点，从不同的角度设计，给出一个网络结构，将知识点放在一个知识结构图中进行考核，让学生根据自己的理解、思考，完成这个框架的内容；教师通过对学生的答题情况进行分析，进而了解学生对这部分知识结构的掌握情况，给出评价，指导学生的学习及后续的教学活动。[1]下面我们就以《匀变速直线运动》为例，分析该测评图的设计及在基础知识测试上的应用。
　　 一、匀变速直线运动基础知识掌握程度测试系统的设计
　　 如图所示为用概念图针对匀变速直线运动基础知识掌握程度进行设计，从两个角度来测试学生对这一章的基础知识的掌握情况：
　　

　　 1、对基础概念识记的测试从考查匀变速直线运动的运动公式及图象所包含的信息的来了解学生掌握情况。
　　 2、对概念和概念间相互关系的深入理解的测试测试图中有8个空格是针对学生对基本知识的理解及与其他知识间联系的理解测试，旨在考查概念及概念间的相互联系的深入理解及概念间相互关系的掌握情况。匀变速直线运动的三个基础公式即为运动方程，这是考查学生对完备描述运动的方程是否有深入的理解，为与后续课程学习的轨道方程做区分。空格（1）就是为测试学生是否理解速度公式和位移公式即为运动方程，它是唯一的、能够完备地描述物体运动的方程。（7）和（8）是考查学生是否对描述直线运动的物理量有明确的认识，（9）测试学生能否将这些物理量准确与过程分析相对应，（16）测试学生是否理解在 图象中直线的倾斜程度由加速度来决定，（26）考查学生能否理解 图象中直线发生改变与与描述物体运动的物理量对应关系。（28）和（29）考查多物体运动的运动性质、各物理量间的相互比较及相互关系。
　　 利用概念图设计测试图时，要做到尽量简洁，表述清晰准确，尽可能消除因图中表意不清而造成的答题错误，概念图中节点间的连线，布局尽量明晰，尽量将概念放在一个网络框架中去理解和描述。[2]
　　 二、匀变速直线运动基础知识掌握程度测试图应用及分析
　　 1、样本、测试方式及评分标准
　　 本测试取某校高一普通班成绩居中的15名学生（用A来编号）和重点班成绩较好的10名学生（用B来编号）为样本，共下发测试卷25份，回收测试卷22份，有三名普通班的学生没有交回测试卷。考查时段放在学生学习过高一物理必修一第一、二章之后，经过期中考试之后。测试方式是以开卷的形式进行，要求学生不翻书，独立完成。测试卷评分标准以每小空1分计，不填或填错计0分。
　　 2、测试结果数据分析
　　 测试结果统计如图2所示，从考查的两个角度对数据进行分析进而分析学生对各个概念及概念间相互关系的掌握情况。
　　 （1）总体情况分析
　　
　　 从测试卷的答题情况来看，经过反复修改，精心设计的概念测试图中有29个空格，没有出现由于设计意图不明，造成答题偏差的现象，实际有效的答题空格数为29个，可见此概念图的设计还是较为完善的。
　　 （2）对基本概念的测试从测试得分结果来看，对基本概念的测试，从重点班抽取的样本的得分总体情况好于从普通班抽取的样本的得分，重点班样本中有7位同学得分在14分及以上，得分占该部分得分的67%以上，答对人数比例占总人数70%，普通班有4位样本得分在14分及以上，答对人数比例占总人数的33%。从测试题目答对个数来年看，重点班样本答题平均个数为13.9个，普通班样本只有8.4个，两个样本间还是存在着明显的差，这与平时测试结果一致。
　　 （3）概念及概念间相互关系的深入理解测试
　　 从对测试的统计结果看，重点班抽取的样本在概念和概念间相互关系的深入理解这一部分的成绩比较好，10位同学中有8位同学在该项的得分可达到5分以上（满分8分），占总得分的62.5%以上，最高得分有2位同学分值达7分。普通班抽取的样本在该项的得分情况不容乐观，12位有效样本中只有一位同学得4分，占总得分的50.0%，3名同学得分在2分、1名同学得1分，有7位同学得0分，可见重点班同学对概念及概念间相互相互关系的理解普遍高于普通班同学，与基本概念的测试成绩相比，学生对概念间相互联系的理解就要欠缺很多，可见在平时学习过程中普通班的学生要还需要进一步加深概念及概念间相互关系的理解。
　　 具体到每一个知识点上来看，空格（1）只有4个样本的答案是正确的，可见学生对“运动方程”这个概念还没有充分的认识，甚至相当陌生，原因可能是在平时教学中，老师注重了具体的速度公式和位移公式识记和应用，没有明确的指出速度公式、位移公式和速度－位移公式即运动方程。（7）（8）是对描述匀变速直线运动物理量的考查，这一空答对的百分比只有50%，这说明学生没有清楚、准确、完备的识记描述运动的物理量，或者学生对描述运动的物理量的理解不够深入.(9)考查学生对描述运动物理量的作用的理解，只有9.1%的学生能明确意识到到用这些物理量来描述物体各阶段的运动，大部分学生只是知道这些物理量,却不理解这些物理量的作用，（16）（26）是对v-t图象的深入理解的测试，主要考查学生能否将匀变速直线运动的基本规律在图象中反映出来，或能否理解图象问题中的各物理量，答对的比例是36.4%和40.9%，说明较多学生对图象问题掌握不好。（28）（29）考查用v-t图象描述多物体、多种运动形式问题，这是在对v-t图象相关物理量了解的基础上，用这些物理量对多物体的匀变速直线运动进行对比分析，或对同一物体在不同阶段的不同运动形式的分析，答对的比例分别是54.5%和36.4%，说明大部分学生对多物体或多阶段运动问题理解还是有欠缺，主要原因可能是学生在解决匀变速运动问题时多用规律法，不善于用v-t图象法。
　　 三、匀变速直线运动基础知识掌握程度测试图的可行性及有效性分析
　　 从这次测试得分情况来看，测试结果反映的情况与平时考试成绩基本相符，所以该测试是可行的。
　　 从测试图在教学过程中的应用看，不仅可以了解学生对该部分知识点、知识体系的识记和理解情况，还可以详细的了解学生在具体的哪个知识点上识记、理解有误或有漏洞，从而了解学生对知识的掌握情况和全面了解学生知识结构的形成，为在进一步教学中调整教学策略，进行分层教学和个性化学习具有重要的指导意义。
　　 同样，教师通过设计、编制概念图，将知识间的相互联系和知识体系，通过概念图的形式，逐步深入的展现，指导学生从联系的角度看待所学知识，对学生掌握知识起到重要的指导作用。[3]同时，通过该测试图的填写，学生可了解本章知识框架，完善知识体系，学习一种学习知识、总结知识的方法可达到以测促学的效果。可见无论是在教师的教学方面还是学生的学习方面，该概念图都具有一定的指导意义，具有可行性。
　　
　　 【参考文献】
　　 [1] 王立君.概念图-物理教学的有效工具[J].物理教育，2004(8).
　　 [2] 梅尹，蔡铁权.思维地图及其在中学物理教学中的应用[J].物理教学，2015(9).
　　 [3] 陈栋梁，吴春良.高中物理概念图教学的实践研究[J].物理教师，2015(5).

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