姜玉梅　周悅羚　解志秀

[摘 要]網絡結構圖在學科教學中的應用還處于起始階段。文章結合九年級物理網絡結構圖，闡述了網絡結構圖構建的五個原則。

[關鍵詞]網絡結構圖 科學性原則 簡明性原則 整體性原則 適度性原則

[中圖分類號] G633.7 [文獻標識碼] A [文章編號] 16746058（2015）080063

國外已將概念圖應用于教學，并使之成為了一種有效的教學工具。從20世紀60年代發(fā)展至今，對概念圖的研究已經比較成熟，成果也頗為豐富?？偟膩碚f，國外對概念圖的研究可以概括為以下幾個特點：1）教學功能從評價工具發(fā)展為教學技能與教學策略；2）繪制技術由手工繪制發(fā)展為軟件制作；3）應用領域由科學學科向其他學科和社會應用發(fā)展。

我國從20世紀90年代未開始研究概念圖在教學中的應用，起步較晚，還處于介紹、引進階段，港臺地區(qū)則相對較快。但我國近年來與概念圖相關的論文和著作越來越多，如：廣西師范大學出版社在2007年出版了中學階段各個科目的概念地圖和圖析題典，對中學知識進行系統(tǒng)化的基本整理；胡小勇在2008年出版了《概念圖教學實訓教程》系統(tǒng)地介紹概念圖應用于教學的理論和方法。由此可見概念圖的研究已經引起我國越來越多專家學者的注意。

我們提出的物理網絡結構圖作為知識結構圖中的一種，與傳統(tǒng)的概念圖等知識結構圖有著較大的區(qū)別。它是一種圖像化的視覺表達手段，但不同于一般概念圖的簡單概念呈現(xiàn)，而是將公式、單位、規(guī)律等多種物理元素加入節(jié)點定義中，使圖像能夠表示更豐富的物理內涵；同時它又兼具復雜網絡[1]的特性，擁有數(shù)據(jù)分析、定量理論研究的功能?；谶@樣的兩項特性，物理網絡結構圖除了能夠將物理知識圖像化呈現(xiàn)，幫助教師、學生快速梳理章節(jié)內容外，還能夠讓教師依據(jù)物理網絡結構圖的分析，找出相互關聯(lián)的知識點，串連成知識講授脈絡。物理網絡結構圖能夠更準確地表示出物理知識及其中包含的內在聯(lián)系，幫助教師更好地梳理物理知識，從而更有效地優(yōu)化教學設計。因此，要做到教學設計的優(yōu)化，首先要構建物理網絡結構圖。下面，將詳細介紹物理網絡結構圖的概念及構建。

一、物理網絡結構圖的概念

物理網絡結構圖是在概念圖[2]的基礎上進一步拓展得到的一種知識結構圖。

首先，從其功能和結構看，物理網絡結構圖不僅能夠像其他類型的知識結構圖[3]一樣，將某個領域的知識圖像化，以視覺圖像的方式呈現(xiàn)出來，同時，它還具有復雜的拓撲網絡結構。這也就意味著，教師可以利用網絡科學的相關知識，對物理網絡結構圖中的拓撲參量進行計算和分析，進而開展更多的教學實踐和研究工作。

其次，從物理網絡結構圖的構成要素看，它有三個必不可少的組成要素，分別是節(jié)點、連接邊以及連接詞。

（1）節(jié)點。除了包含基本的物理概念之外，物理公式、物理符號、物理規(guī)律以及其他的物理術語[4]都可以作為一個節(jié)點。對于節(jié)點，研究者可以給它們賦予一定的權值，即點權，以表示各節(jié)點的重要程度等含義。

（2）連接邊。在不同節(jié)點間，如果存在著聯(lián)系，那么兩節(jié)點間必然存在連接邊將它們聯(lián)系在一起。和點權類似，連接邊也可能存在邊權，它表明了節(jié)點間聯(lián)系的重要程度或緊密程度等含義。

（3）連接詞。不同節(jié)點間的聯(lián)系，需要在連接邊間用一個詞或短語進行準確描述，使節(jié)點間的關系能一目了然。這樣的詞或短語就是連接詞。

因此，簡單地說，物理網絡結構圖是由節(jié)點、連接邊、連接詞構成的。

二、物理網絡結構圖的構建及實例分析

在物理網絡結構圖的構建過程中，主要需遵循五個原則，以確保物理網絡結構圖的準確、正確、明了等特點，使研究者能夠清晰、快速地掌握圖中的節(jié)點及各節(jié)點間的關聯(lián)情況。下面，將對構圖的五個原則進行詳細闡述，并通過九年級物理中的一些實例來分析說明。

1.學科特點的體現(xiàn)——科學性原則

物理網絡結構圖作為表示物理知識的工具，就必須遵循物理學本身的特點，即科學性。物理學嚴謹?shù)目茖W性，要求物理網絡結構圖中所呈現(xiàn)的物理知識在表述時必須正確、準確，符合客觀事實。而構圖中的科學性原則，除了學科本身的科學要求之外，還包括符合學習者認知規(guī)律的科學性。

具體而言，以九年級物理中“力”的概念為例。由于九年級的學生在認知水平上還處于主要依靠形象感知的階段，對于“力”這樣比較抽象的概念，在認知上可能會產生一定的困難。所以，如圖1所示，在構建“力”的概念時，可以經由“力的作用效果”這樣一個能夠具體感知的節(jié)點，構建得到“力”的概念圖，從而讓學生理解、掌握“力”的概念。這樣的構建，既滿足了物理學本身的科學性，同時也符合了從學生的認知水平出發(fā)進行意義構建的科學性。

2.清晰明了的要求——簡明性原則

在構建物理網絡結構圖時，除了遵循首要的科學性原則之外，還應當遵循簡明性的原則。顯然，要將大段的物理原理或物理規(guī)律“翻譯”成簡單的圖形語言，讓研究者能夠簡潔迅速地掌握其中的內涵，就需要有一個簡潔明了的物理網絡結構圖。具備了簡明性的物理網絡結構圖，能夠幫助教師優(yōu)化教學設計。

以九年級物理中“運動”和“靜止”這兩個運動學的基本概念的闡明過程為例，具體了解一下物理網絡結構圖的簡明性原則。對比圖2和圖3可以看出，同樣是闡明“運動”和“靜止”的概念，圖2中運用了6條連接邊才完成概念的闡述，而圖3中僅通過2條連接邊就達到了闡明的目的，并且，更加準確地指出了判斷物體“運動”或“靜止”的標準是相對于參照物的位置是否發(fā)生了改變，讓人可以簡潔明了了解、掌握物理知識。

依前所述，物理網絡結構圖的簡明性有助于物理知識簡潔、準確地呈現(xiàn)，提高學習效率。

3.信息完整的保證——整體性原則

由于物理科學所涉及的內容相當廣泛，各個章節(jié)中的知識都只是整個物理學中的一小部分，就好像僅是整個物理“機器巨人”身上的一個小零件一般。在認識了各個零件之后，只有將它們整合起來，才能夠領略到物理的全貌。因此，教師在構建物理網絡結構圖時，需要注意整體性原則，這樣才能更好地優(yōu)化教學設計，保證學生可以更好地理解物理。

以九年級物理中的“速度”概念的構建為例，可以了

解到物理網絡結構圖的整體性原則。如圖4所示，在學習“速度”概念之前，學生已經分別學習了“時間”、“路程”以及“機械運動”等概念，這些概念之間貌似并沒有關聯(lián)，但通過“速度”的學習，利用整體性原則，找出各節(jié)點間的聯(lián)系，就能夠將這幾個概念聯(lián)系在一起，從而形成一個整體知識，讓學生可以進一步了解、掌握知識。

從前面敘述可以看出，物理網絡結構圖的整體性原則能夠保證物理知識間的信息完整性，避免遺漏知識間的內在聯(lián)系，有利于學生更好地掌握物理知識。

4.學習層次的體現(xiàn)——適度性原則

物理網絡結構圖的構建不僅要保證知識信息的完整無缺，也要確保呈現(xiàn)的知識不能超出學生的認知程度。即物理網絡結構圖的構建應遵循適度性的原則。

同樣是以九年級物理中“速度”概念的構建為例?！八俣取睆钠涫噶啃詠碚f，是一個矢量。也就是說，“速度”是具備大小和方向兩個要素的，即“速度”與“大小”、“方向”都是存在聯(lián)系的。這些聯(lián)系本該在物理網絡結構圖中表征出來，但由于九年級階段不要求學生掌握“速度”的矢量性質，所以如圖4所示，在構建物理網絡結構圖時，遵循適度性原則，并不將“速度”的矢量性體現(xiàn)在圖中。

由此可見，在構建物理網絡結構圖時，應注意適度性原則，教師的教學會讓學生能夠更加恰當?shù)赝瓿刹煌A段的學習要求。

5.圖像表征的特性——美觀性原則

物理網絡結構圖作為一個圖像化的表征工具，如果呈現(xiàn)出一個混亂、無序的狀態(tài)，那么將可能使研究者無法準確地獲取圖中蘊含的知識。也就是說，在構建物理網絡結構圖時應注意美觀性原則。

以九年級物理中“長度”與“時間”這一部分的物理網絡結構圖為例，由于該部分的知識節(jié)點和連接邊較多，使物理網絡結構圖的閱讀產生一定的困難。對照圖5和圖6可以發(fā)現(xiàn)，圖5中的內容顯得較為雜亂無章，影響研究者了解其中包含的物理內容，而相比之下，圖6中的物理網絡結構圖就顯得較為美觀，能夠讓人清晰明了地領會到其中的知識，有利于教師理清知識間的聯(lián)系。

因此，物理網絡結構圖的美觀性原則，同樣是確保教師能夠準確掌握知識內容，優(yōu)化教學設計的關鍵。

三、結束語

綜上所述，物理網絡結構圖是一種能夠將知識進行圖像化表征，同時具備拓撲網絡結構的知識結構圖。為了充分發(fā)揮物理網絡結構圖應有的作用，更加有效地輔助教師完成教學設計的優(yōu)化工作，在構圖時應當遵循上述五個原則。讓物理網絡結構圖以科學、簡明、完整、適度、美觀的形式，幫助教師進行相關物理知識的梳理，達到優(yōu)化教學設計的目的。

[ 參 考 文 獻 ]

[1]汪小帆，李翔，陳關榮.復雜網絡理論及其應用[M].北京：清華大學出版社，2006：9～10.

[2]希建華，趙國慶.“概念圖”解讀：背景、理論、實踐及發(fā)展——訪教育心理學國際著名專家約瑟夫·D·諾瓦克教授[J].開放教育研究，2006，12（1）：4～8.

[3]徐晨紅，蔡亞萍.概念圖、思維導圖和思維地圖的辨析[J].科教文匯，2010（11）：101～108.

[4]中國標準研究院.中華人民共和國國家標準GB/T10112959術語工作原則與方法[S].1999.

（責任編輯 易志毅）