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摘 要 大学物理演示实验作为一门提高学生动手能力的素质教育课程已经在各高校开展，但是在评价和检测学生学习状况方面缺乏有效的方法。因此将概念图引入大学物理演示实验的评价中，并希望得到广泛应用。
关键词：物理演示实验；概念图；评价
中图分类号：G642.423 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2013）36-0134-02
1 引言
实验是理论知识的深化和延伸，是对理论知识的验证和同化。作为实验场所的实验室是一个大学的基础，更是一所大学办学水平的体现。作为演示教学与学生素质教育的重要基地，物理演示实验室的建设与发展是大学实验室建设的重要一环，已经受到有关方面的关注与重视。但是，很多学校只在实验室的基地建设和仪器等硬件设施上投入大量资金，却没有在教学和培养学生能力、提高学生素质上花大力气，学生在上完实验课后收效不佳，不能形成一定的知识网络，更谈不上知识的应用与创新。因此，迫切需要一种有效的方法和手段来全面地评价和检测学生的学习状况。笔者认为，作为组织与表征知识工具的概念图是进行大学物理演示实验课学习评价的一个有力工具。
2 概念图
概念图的介绍 概念图是用来组织与表征知识的工具，是概念构图和概念地图的合称，是20世纪60年代由美国康奈尔大学教育系的诺瓦克（Joseph D. Novak）教授提出的，最初用来研究儿童对科学知识的理解情况。概念图的绘制通常是把相关的主题置于圆圈或方框之中，然后再以某种科学的联系把相关概念和命题通过连线给连接起来就形成了围绕某一主题的概念或命题网络，用此来表征学习者自己通过学习建立的知识结构或是对某一主题的理解程度。
从图1可以看到概念图是由节点、连线和连接词组成的。不管是什么样的主题或是不同的知识领域中的概念图，都可以通过某种特定的科学的关联来实现连接甚至是超级连接，像是概念与狭义概念、实例与具体概念那样相联系而连接起来，它们的相互联系关联起来就构成有关某一概念的相互关系的空间网络结构图。把不同的命题概念之间的相互关系的结构就是交叉连接称为横向联系。
概念图作为评价工具分析 传统的评价方式主要是客观测试和主观性评分测试两种形式体系。客观性测试表面看上去是客观、真实、公平，然而这正是应试教育的一个弊端。这种测试主要是靠背景环境提示让学生进行回忆或者识别，这样在很大程度上限制学生应答的品质，而这一限制掩埋了学习者知识组织的个体差异。主观性测试恰恰相反，可以充分体现学习者对学习和组织知识的个性化特征。但这种测试会受学习者应答技能的影响。此外由于评分者个体的知识层次不同、个性差异等这些不一致性，都会导致他们的评分依据和标准的不确定性，从而也就会影响到对学习者的应答品质的评判结果。
由以上可知，传统的评价方式存在自身无法克服的缺陷，而基于概念图的评价在一定程度上能弥补，进而促进教学实践。把概念图作为评价工具有三大特点：1）从学习者所勾绘出的概念图中可以看到学习者已经掌握的概念和对把握知识特点、联系及运用知识的熟练程度，以及能够产生或是产出新的信息和知识的能力；2）通过学生应答反映出的概念图的节点，可以获悉学生对知识点概念理解的层次、深度和广度；3）制作概念图所学的技能相对简单，并且可以较精确地评价出学习者的知识组织情况。
概念图评价学生的理解水平，其答案往往是开放的而不是唯一的，有利于学生思维的发散，有利于学生创造力的激发。
3 概念图对演示实验评价的应用
物理演示实验的简介 大学物理演示实验是学习者自己掌握物理概念规律、理解和掌握物理知识必不可少的关键环节。通过大学物理演示实验，能够培养学习者的观察能力和思维能力，激发学习者的探索精神以及养成良好的学习方法。大学物理演示实验背后的原理是复杂的，多是知识的综合运用，以现象为主，同时伴以定量或半定量的测量。从本质上讲，它是一门实验科学，在人们的社会生活、生产及现代科学技术中有着极其广泛的应用。
在实验中的应用
1）利用概念图进行计分。Novak所设计出的对概念图测试成绩的计分方式和方法被认为是最有效的。Novak把概念图的层级概念细分成4种要素：一是概念图的层级；二是概念图中的命题；三是概念图中用于联系或是联想的例子；四是概念图中每个层级之间的横向联系。简练地说就是层级、命题、例子和横向联系4种要素。Novak把每一个概念图中的正确成分赋予一定的分数，层级是5分，命题是1分，有效的且关键的横向联系是10分，等等。但是在实际应用中并不是所有的成分都会被采用，可能各种成分的组合都会出现。总分越高表示对该领域的认知水平越高。同时通过概念图的不同要素项的分数，也能够很真实地反映出学习者在某些方面的能力水平。
2）具体实例。图2是运用Keystone Concept Map软件制作的关于涡流热效应的演示实验概念图。此涡流热效应实验操作简单、现象明显，但所隐含的知识和磁学方面的概念是很多的。这幅图以涡流效应为中心，有演示装置、演示方法、演示现象三个重要的分支（命题）。可以看到在物理现象这个分支下又设有物理原理和衍射的例子，在物理原理这层里面显示出此实验所涉及的物理学基本概念和磁学知识。但是从此图中可以看到每个分支之间缺乏横向联系，例如演示装置中的初级线圈可以和法拉第电磁感应定律、电磁炉工作原理用箭头联系。由此，教师可以从此图推断出该学生已掌握磁学的基本概念和知识点，却缺乏知识间的联系和在生活中的应用。
3）概念图评价的作用。
①评价学习者知识结构的组织状态。平时经常采用的评价方式往往只能够测试出学习者对离散的单个知识点的掌握情况，无法测出学习者对知识间的联系的掌握情况。然而Novak的概念图却能够测试出学习者对知识间的相互关系的理解和其知识结构，通过对学习者自己所描绘的概念图能够测量出学习者的认知水平和了解学习者对关系及概念的理解，以及他所存在的知识结构缺陷，同时也能够反映出学习者的陈述性知识的组织特征。概念图能够反映学生知识的组织状态，从而可以评价学生有意义学习的效果。
②评价学习者创造性思维水平。从概念图的网络结构可以看出学习者知识运用的熟练程度和效率，获得新知识的能力，而且可以推断出学习者对概念意义理解的深度和广度。
③评价学习者态度情感和价值观。通过学习，学习者在绘制概念图的过程中会自然地流露出自己的学习态度，并且会以各式各样的连接词或是结构来表达自己的认知情感，也就是说概念图不仅是对概念掌握程度的体现，同时也是学习者学习态度情感和价值观的体现。通过对概念图的评价，也可以对学习者的情感和价值观进行评价。
4 总结
概念结构图的绘制就是把每个概念间的意义联系用具体的实例加以说明，并以一种科学的命题形式给呈现出来，从而能够把所有的相联系的和相关的基本概念给有机地联系起来的有层次的、有关联的空间网络结构图。Novak教授在最初提出概念图后，曾以此作为评价工具将其应用于儿童的原有知识和抽象概念检测当中。但是，评价工具都应有其信度和效度，概念图评价也不例外。把概念图应用到物理演示实验当中还有很多工作要做，但笔者相信，随着教学改革的不断深入，概念图在教学评价中所起的优势作用会逐步显现出来，人们对概念图这种工具的使用也会越来越广泛。
参考文献
[1]李训谱，牛孔贞.物理演示实验室的综合应用[J].实验室科学，2005（6）.
[2]张智，郑采星，等.公选物理演示实验课程的教学管理与实践[J].实验技术与管理，2006（8）.
[3]李和平，李峻峰.概念图及其在知识表征中的应用[J].南昌高专学报，2006（3）.
[4]永刚.概念图作为教学评价工具的发展[J].学科教育，
2004（7）：43.
[5]王兄.概念图评价应用分析[J].上海教育科研，2006（6）.
关键词：物理演示实验；概念图；评价
中图分类号：G642.423 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2013）36-0134-02
1 引言
实验是理论知识的深化和延伸，是对理论知识的验证和同化。作为实验场所的实验室是一个大学的基础，更是一所大学办学水平的体现。作为演示教学与学生素质教育的重要基地，物理演示实验室的建设与发展是大学实验室建设的重要一环，已经受到有关方面的关注与重视。但是，很多学校只在实验室的基地建设和仪器等硬件设施上投入大量资金，却没有在教学和培养学生能力、提高学生素质上花大力气，学生在上完实验课后收效不佳，不能形成一定的知识网络，更谈不上知识的应用与创新。因此，迫切需要一种有效的方法和手段来全面地评价和检测学生的学习状况。笔者认为，作为组织与表征知识工具的概念图是进行大学物理演示实验课学习评价的一个有力工具。
2 概念图
概念图的介绍 概念图是用来组织与表征知识的工具，是概念构图和概念地图的合称，是20世纪60年代由美国康奈尔大学教育系的诺瓦克（Joseph D. Novak）教授提出的，最初用来研究儿童对科学知识的理解情况。概念图的绘制通常是把相关的主题置于圆圈或方框之中，然后再以某种科学的联系把相关概念和命题通过连线给连接起来就形成了围绕某一主题的概念或命题网络，用此来表征学习者自己通过学习建立的知识结构或是对某一主题的理解程度。
从图1可以看到概念图是由节点、连线和连接词组成的。不管是什么样的主题或是不同的知识领域中的概念图，都可以通过某种特定的科学的关联来实现连接甚至是超级连接，像是概念与狭义概念、实例与具体概念那样相联系而连接起来，它们的相互联系关联起来就构成有关某一概念的相互关系的空间网络结构图。把不同的命题概念之间的相互关系的结构就是交叉连接称为横向联系。
概念图作为评价工具分析 传统的评价方式主要是客观测试和主观性评分测试两种形式体系。客观性测试表面看上去是客观、真实、公平，然而这正是应试教育的一个弊端。这种测试主要是靠背景环境提示让学生进行回忆或者识别，这样在很大程度上限制学生应答的品质，而这一限制掩埋了学习者知识组织的个体差异。主观性测试恰恰相反，可以充分体现学习者对学习和组织知识的个性化特征。但这种测试会受学习者应答技能的影响。此外由于评分者个体的知识层次不同、个性差异等这些不一致性，都会导致他们的评分依据和标准的不确定性，从而也就会影响到对学习者的应答品质的评判结果。
由以上可知，传统的评价方式存在自身无法克服的缺陷，而基于概念图的评价在一定程度上能弥补，进而促进教学实践。把概念图作为评价工具有三大特点：1）从学习者所勾绘出的概念图中可以看到学习者已经掌握的概念和对把握知识特点、联系及运用知识的熟练程度，以及能够产生或是产出新的信息和知识的能力；2）通过学生应答反映出的概念图的节点，可以获悉学生对知识点概念理解的层次、深度和广度；3）制作概念图所学的技能相对简单，并且可以较精确地评价出学习者的知识组织情况。
概念图评价学生的理解水平，其答案往往是开放的而不是唯一的，有利于学生思维的发散，有利于学生创造力的激发。
3 概念图对演示实验评价的应用
物理演示实验的简介 大学物理演示实验是学习者自己掌握物理概念规律、理解和掌握物理知识必不可少的关键环节。通过大学物理演示实验，能够培养学习者的观察能力和思维能力，激发学习者的探索精神以及养成良好的学习方法。大学物理演示实验背后的原理是复杂的，多是知识的综合运用，以现象为主，同时伴以定量或半定量的测量。从本质上讲，它是一门实验科学，在人们的社会生活、生产及现代科学技术中有着极其广泛的应用。
在实验中的应用
1）利用概念图进行计分。Novak所设计出的对概念图测试成绩的计分方式和方法被认为是最有效的。Novak把概念图的层级概念细分成4种要素：一是概念图的层级；二是概念图中的命题；三是概念图中用于联系或是联想的例子；四是概念图中每个层级之间的横向联系。简练地说就是层级、命题、例子和横向联系4种要素。Novak把每一个概念图中的正确成分赋予一定的分数，层级是5分，命题是1分，有效的且关键的横向联系是10分，等等。但是在实际应用中并不是所有的成分都会被采用，可能各种成分的组合都会出现。总分越高表示对该领域的认知水平越高。同时通过概念图的不同要素项的分数，也能够很真实地反映出学习者在某些方面的能力水平。
2）具体实例。图2是运用Keystone Concept Map软件制作的关于涡流热效应的演示实验概念图。此涡流热效应实验操作简单、现象明显，但所隐含的知识和磁学方面的概念是很多的。这幅图以涡流效应为中心，有演示装置、演示方法、演示现象三个重要的分支（命题）。可以看到在物理现象这个分支下又设有物理原理和衍射的例子，在物理原理这层里面显示出此实验所涉及的物理学基本概念和磁学知识。但是从此图中可以看到每个分支之间缺乏横向联系，例如演示装置中的初级线圈可以和法拉第电磁感应定律、电磁炉工作原理用箭头联系。由此，教师可以从此图推断出该学生已掌握磁学的基本概念和知识点，却缺乏知识间的联系和在生活中的应用。
3）概念图评价的作用。
①评价学习者知识结构的组织状态。平时经常采用的评价方式往往只能够测试出学习者对离散的单个知识点的掌握情况，无法测出学习者对知识间的联系的掌握情况。然而Novak的概念图却能够测试出学习者对知识间的相互关系的理解和其知识结构，通过对学习者自己所描绘的概念图能够测量出学习者的认知水平和了解学习者对关系及概念的理解，以及他所存在的知识结构缺陷，同时也能够反映出学习者的陈述性知识的组织特征。概念图能够反映学生知识的组织状态，从而可以评价学生有意义学习的效果。
②评价学习者创造性思维水平。从概念图的网络结构可以看出学习者知识运用的熟练程度和效率，获得新知识的能力，而且可以推断出学习者对概念意义理解的深度和广度。
③评价学习者态度情感和价值观。通过学习，学习者在绘制概念图的过程中会自然地流露出自己的学习态度，并且会以各式各样的连接词或是结构来表达自己的认知情感，也就是说概念图不仅是对概念掌握程度的体现，同时也是学习者学习态度情感和价值观的体现。通过对概念图的评价，也可以对学习者的情感和价值观进行评价。
4 总结
概念结构图的绘制就是把每个概念间的意义联系用具体的实例加以说明，并以一种科学的命题形式给呈现出来，从而能够把所有的相联系的和相关的基本概念给有机地联系起来的有层次的、有关联的空间网络结构图。Novak教授在最初提出概念图后，曾以此作为评价工具将其应用于儿童的原有知识和抽象概念检测当中。但是，评价工具都应有其信度和效度，概念图评价也不例外。把概念图应用到物理演示实验当中还有很多工作要做，但笔者相信，随着教学改革的不断深入，概念图在教学评价中所起的优势作用会逐步显现出来，人们对概念图这种工具的使用也会越来越广泛。
参考文献
[1]李训谱，牛孔贞.物理演示实验室的综合应用[J].实验室科学，2005（6）.
[2]张智，郑采星，等.公选物理演示实验课程的教学管理与实践[J].实验技术与管理，2006（8）.
[3]李和平，李峻峰.概念图及其在知识表征中的应用[J].南昌高专学报，2006（3）.
[4]永刚.概念图作为教学评价工具的发展[J].学科教育，
2004（7）：43.
[5]王兄.概念图评价应用分析[J].上海教育科研，2006（6）.