圖式理論在物理概念復習中的應用論文

前言：本站為你精心整理了圖式理論在物理概念復習中的應用論文范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要：本文運用現代認知心理學中的圖式理論，將理論和教學實踐相結合來指導當前的復習，從幫助學生建立正確完備的認知圖式入手，旨在培養學生構建基本圖式的能力，從而理解基本的物理概念。

關鍵詞：圖式；物理概念；復習教學

物理概念是整個物理學知識體系的基礎，如果把物理這門學科比作高樓大廈，那么物理概念就是構成這座大廈的基石。因此，物理概念教學成為物理教學的核心。李政道在回答怎樣才能學好物理這一問題時就曾強調：學習物理的首要問題是要弄清物理學中的基本概念。物理概念教學的效果如何，直接關系到學生對于物理知識的認知程度，進而影響到學生整體知識網絡的構建與拓展，可以說學好物理概念是學好物理的關鍵。然而，很多學生卻往往忽視對基本概念的掌握,特別是不能夠形成概念網絡,更不能夠比較深刻地了解概念間的聯系。

因此，無論是在新授課中，還是在復習課中都應重視物理概念的教學，以此為基礎來教好、學好物理知識。怎樣才能使學生在復習課中加深對概念的理解，對物理概念的復習有興趣，并能通過學習真正理解概念。圖式理論是現代認知心理學的重要理論之一，圖式理論作為一種教學策略,它以直觀形象的方式表征知識。利用圖式的形象性、直觀性、層次性、關系性和可擴展性等特點,將它引入到中學物理復習教學中,有利于學生進行有意義學習,從而提高學習效果。

一、圖式理論的內涵

現代圖式理論是在吸收了理性主義和經驗主義，又在信息科學、計算機科學的發展以及心理學關于表征研究的基礎上，于20世紀80年代興起。對現代圖式的理解從三個方面入手，一是“一般性”，即圖式中貯存知識具有一定程度的概括性；二是“知識性”，圖式既描述某類事物的必要性特征，又描述其特點性特征；三是“結構性”，圖式中各個知識結點之間按一定關系聯系組成一種層次網絡，同時，圖式還可以是一種等級結構。所謂圖式是指圍繞某一個主題組織起來的知識的表征和貯存方式。人的一生要學習和掌握大量的知識，這些知識并不是雜亂無章地貯存在人的大腦中的，而是圍繞某一主題相互聯系起來形成一定的知識單元，這種單元就是圖式。比如，我們見到某種動物的圖片，就能很快想起它的名稱、性情、生活習性等很多有關該動物的知識。這說明該動物的外觀特征是與它的名稱、性情、生活習性等有關知識聯系在一起貯存在人的大腦中的。

所以說，圖式實際上是一種關于知識的認知模式。圖式理論研究的就是知識是怎樣表征出來的，以及關于這種對于知識的表征如何以其特有的方式有利于知識的應用的理論。

圖式描述的是具有一定概括程度的知識，而不是定義，圖式所描述的知識由一部分或幾部分按一定的方式組合起來，其中的組成部分稱之為變量或槽道。圖式不是各個部分簡單機械相加，而是按照一定規律由各個部分構成的有機整體。圖式是在以往經驗的舊知識與新信息相互聯系的基礎上，通過“同化”與“順應”而形成的，是以往經驗的積極組織，“同化”和“順應”是皮亞杰圖式理論的兩個重要概念?！巴本褪前淹饨绲男畔⒓{入已有的圖式，使圖式不斷擴大，“順應”則是當環境發生變化時，原有的圖式不能再同化新信息，而必須通過調整改造才能建立新的圖式。

二、圖式理論在物理概念教學中的應用

1.從圖式的結構看物理概念教學

圖式是由變量或槽道組成的，每個物理概念也都是由相互關聯的幾個部分構成的。如果我們把物理概念看成是一個圖式的話，構成物理概念的幾個部分便是這一圖式的變量或槽道。因此，在物理概念教學中，要想使學生形成關于某一概念的圖式，首先要分析該物理概念是由哪幾部分構成的，即該物理概念圖式的變量，然后從中找出起關鍵作用的變量，以便從全局上把握整體與部分的關系，這樣就能為準確地理解和掌握該物理概念打下堅實的基礎。比如關于“向心力”這一物理基本概念的教學，我們首先要找出它的圖式的變量。它包括質量、線速度、角速度、半徑、力的方向、力的特點。在教學中，深入透徹地分析這幾個關鍵變量，可以使學生形成關于“向心力”的正確圖式，進而準確地掌握這個重要物理概念。

2.從圖式的關系看物理概念教學

在物理概念教學中，我們不僅要分析物理概念的構成部分，更重要的是要搞清這些構成部分之間以及物理概念之間的內在聯系。圖式理論指出，圖式不是變量的機械相加，而是按一定規律結合的有機整體，圖式的變量之間有相互約束的關系。

物理概念的圖式也是如此，復習時還要從整體的高度重新認識所學的知識，抓住重點，了解知識間的縱橫聯系，形成知識結構。如復習力學知識時，要了解受力分析和運動學是整個力學的基礎，而運動定律則將原因(力)和效果(加速度)聯系起來，為解決力學問題提供了完整的方法，曲線運動和振動部分屬于運動定律的應用。動量和機械能則從空間的觀念開辟了解決力學問題的另外兩條途徑，提供了求解系統問題、守恒問題等的更為簡便的方法。有了這樣的分析，整個力學知識就不再是孤立和零碎的，而是為了研究運動和力的關系的有機整體。

3.從圖式的形成看物理概念教學

在物理概念教學中，學生物理概念的形成是一個從對物理變化的感性認識出發，經過抽象、概括而達到對物理現象理性認識的過程。在這個過程中，它首先是建立在以往經驗的舊概念和新知識聯系的基礎上，然后通過新知識與原有物理概念的相互作用，構建新的物理概念。這一過程正是圖式理論所描述的原有的圖式可通過“同化”和“順應”形成新的圖式的過程。

比如對“功”的概念的構建，應該說到了高中，學生對功的學習跨了一大步，功的量度公式由W＝Fs擴展到W＝Fscosα，提出了正功、負功概念。繼而深入討論了功能關系，用能的轉化來說明功：功是能量轉化的量度。初中由功說明能的做法被顛倒過來，這是對功的認識的飛躍。教學實踐告訴我們，多數學生的認識并沒有做到跟教材同步，他們并沒有真正理解功的概念，原因在于功和能都是非常抽象的概念。我們在教學中必須注意不斷地通過具體的事例讓學生理解各種力所做的功。在學習了力學后，再學習熱學、電學、光學等知識時應不斷充實有關功的內容，以便學生真正理解功的概念，運用功和能的知識解決實際問題。

如講到熱學時，可根據分子力做功跟重力做功的相似性，將分子力做功與分子勢能的減少關系表示為W＝EP1－EP2；根據內能改變的兩種方式：做功和熱傳遞，可以將功、熱量和內能的改變聯系起來。其遵循的規律就是熱力學第一定律，這是包括內能在內的能量守恒定律，公式為△E＝Q+W。從這個公式可求得外界對系統所做的功為W＝△E－Q。熱力學第一定律使功和能的關系擴展到功、熱量和能的關系，對于功的認識又深入了一步。

在講到電學時，根據電場力跟重力的相似性，電場力做功可以根據電勢能的變化來計算，電場力做的功等于電勢能的減少，即W電＝EP1－EP2＝qU1—qU2＝qU，式中U1、U2為電勢，U為電壓，U＝U1－U2。這是電學中常用的計算公式，電場力做功用電勢能的變化來表示，這是靜電場具有的一種性質。在直流電路中，電流做的功為W＝UIt。學習磁場知識時，我們知道洛侖茲力對運動電荷不做功。這是由于洛侖茲力始終垂直于運動電荷的速度。由此可以推得磁場與靜電場具有不同的性質。在光電效應問題中，可根據功能關系得出光電子克服金屬原子的引力所做的逸出功為W＝hγ－E0，其中hγ為光子的能量，E0為光電子的最大初動能。通過這樣在后續的學習中不斷充實、強化功的概念的內涵，學生頭腦中功的認知圖式得到了逐步擴展，最終達成了對功的概念的較為深刻的理解。

那么，根據圖式理論，在進行物理概念教學時，對于新概念圖式的形成，一方面要看它是否能通過“同化”學生已有物理概念圖式的方式來實現；另一方面，則應考慮通過“順應”的方式，不過運用這種方式，教師必須精心設計或選擇形成物理概念圖式的一些例子，既要比較它們的必要特征，又要比較它們的無關特征，以使學生形成完整的有關物理概念的圖式。

總之，圖式理論是關于知識的心理組織結構的理論。我們這里所講的圖式是一種認知圖式，它不僅可以用來表征各種概念和理論的知識，而且還可以表征不同操作水平的知識，它對知識的獲得具有重要意義。在物理概念教學中，運用圖式理論可以使教師從教育心理學水平上更好地指導學生形成、理解和掌握物理概念。超級秘書網：

參考文獻：

[1]楊亮濤.概念圖是促進學生知識建構的有效工具[J].中小學信息技術教育，2006(4).

[2]皮連生.學與教的心理學[M].上海：華東師大出版社，1997.

[3]張向葵.學習策略的理論與操作[M].長春：吉林大學出版社，2000.