概念图(concept map)是由Novak基于Ausubel的意义学习理论开发并研制的认知工具和教学策略。它是以知识浓缩的形式表征概念及其相互关系的概念网络；具有内涵丰富、信息量大,结构统整、层次分明,操作简单、容易评价,适时延展、易于修补等特点。鉴于此,自1984年Novak在《Learning How to Learn》中给予系统介绍后即成为国外特别是欧美国家的研究热点,并取得了丰硕成果。从上世纪末概念图进入我国之时,迄今经历了零星引入和简单介绍、全面推介及简单应用、功能开发及广泛应用三个阶段,学者们关注并吸纳国外概念图的研究成果,梳理它的发展沿革、强化其功能价值,目前已取得不菲业绩。但在创新性、系统性、全面性等方面缺乏学科化、高水平的实证研究。本研究承袭求实、求真、求新的学术精髓,奉行探究、合作、创新的课程改革理念,以强调意义、关注整体、重视联系的概念图本质内核为学术思想和教学原则,以物理学科(特别是中学物理)为媒介载体,开展概念图教学实验研究。在行动过程中,通过深化我国概念图的理论和实践研究、加快我国与国际概念图研究接轨之学术诉求,达成优化物理教学、促进物理新课程改革之目标。本研究承接文献法、调查法、实验法、统计法和比较法的优势元素,整合多年的知识积淀和学术素养,历经数次系列实证研究,揭示并开发了概念图四种功能。第一,知识解读功能：概念图是表征、整合、检验、修正、完善知识的认知工具,它不仅能诠释知识(如物理概念、规律等)的内涵与特质,还能表征课堂教学的多个要素(如教学模式、教学技能等),从而使我们清晰、简明、全面地理解并掌握知识。第二,教学策略功能：概念图以组织化形式明确地界定了各概念的地位、层级和特点,清晰地标明了概念间的相互联系,激活了学习者的知识结构和认知结构,因此具有“教”和“学”的双重价值。它可用作课程与教学设计、构建理解的“脚手架”、促进知识同化和整合最终实现意义学习。第三,知识结构评价功能：概念图是以结构化的形式反映概念间关系的网络图,能较好地评价学生的知识结构。作为评价工具它不仅能给出学生构图分数、分数分布,而且还能从命题类型、命题创造与图形结构等方面来分析学生的知识及其组织,从而全面、科学地评价学生的学习过程和学习结果。第四,拓宽教学改革功能：概念图策略与新课程所倡导的课程改革理念有异曲同工之妙,将概念图纳入物理探究式教学、研究性学习或合作学习中,通过师生特别是生生间的互助、互动来设计实验、探索知识、共建概念图的学习模式,可以培育学生归纳知识,梳理思路、诱导创新之能力,达成体验合作、享受探究的新课程目标。本研究秉承研中学、学中思、思中教的行动谋略,破解了教学与科研性质互异、相对独立的论断,使二者彼此依靠、互为因果、辩证统一、相得益彰。在教师的精心指导和科研团队的合力作用下,践行了科研创新高、教学效益好、学生前程锦、自身有发展的多赢夙愿。