基于初中物理课程的学科领域本体库构建研究

梁 斌

（兴仁市第九中学，贵州 兴仁 562306）

0 引言

初中作为学生逻辑思维发展的黄金时期，学习模仿能力较强，可塑性明显。以物理学科为参考，传统枯燥单一的指导模式，已经无法满足当前知识理解需求，物理知识结构、概念内容的梳理与传递迫切需要得到更新。在此要求下，领域本体库的构建与实施成为社会教育教研重点，在一定程度上以其资源共享、技术共享、概念共享等特点，得到初中师生认可[1]。学校作为领域本体库的实践者，要能找到其应用特征、原则、价值与不足，多元化调整更新，搭建贴合性较强的本体库模式，为推动初中物理教学事业的高质量发展提供契机。

1 初中物理课程的学科领域本体库的构建原则

“物质、运动、属性、磁场、半导体”等名词都属于物理领域本体库中的术语表现[2]。教师在指导过程中，将本体术语以共享方式在课堂呈现，有利于引导学生确定知识结构，逐步掌握物理知识内涵，提高对物理概念、规律、公式和符号的应用能力，从源头上了解学科特点，有选择性地构建物理教学内容，保证整体的教学质量。尽管各类领域本体库有自身的发展规律，应用实践效果大有不同，但在本体库构建过程中，仍然会有定性的原则，以此凸显初中物理知识重点，保障初中物理课程的学科领域本体库构建的效果。

1.1 明确性原则

领域本体库具有一定的特殊性，要求本体库内容必须是特定的。对初中物理学科而言，在构建物理领域的本体时，要坚持明确性原则，注重本体内容清晰、明确，独立性较强，并且要避免出现似是而非的词汇类型。对于初中物理学科来说，物理知识较为复杂且逻辑性要求较高[3-4]。因此，在构建过程中，还应该重点利用客观性词汇，提高信服力。

1.2 对应性原则

初中物理名词较多，部分概念性词汇相似性比较明显，为降低混淆程度，领域本体库构建应该秉承对应性原则。一方面能保证词汇与物理知识点深度贴合，增强匹配度，提高学生对不同物理知识点的理解能力。另一方面还能提高物理公式的应用效果。

1.3 延伸性原则

物理学科对部分初中学生而言，都具有一定难度，理性思维较弱的学生对物理基本概念理解比较吃力。为保证各层次学生理解能力，领域本体库的构建过程中，还要遵循延伸性原则，基础知识概念相互参照，适当性进行概念拓展，提高领域本体库的构建效果。

2 初中物理课程的学科领域本体库的构建策略

现如今，以计算机为主的网络技术，在物理学科领域本体库应用中，海量的本体内容迅速传播，会出现较为明显地检索混乱，效率低下等问题，对初中学生对物理知识的理解和掌握产生不利影响。随着时代发展进步，我国相关部门越来越注重领域本体库的构建模式，强调对本体库的内涵的细致分析，提高物理本体库的创新发展，最终提高初中物理教学质量。

2.1 明确物理领域本体库构建的要点

与领域知识库的构建不相同，领域本体库在构建过程中存在更多要点。而初中是物理学科教学的启蒙阶段，学生初次接触，对专业的物理知识和物理概念理解不到位，影响物理教学质量。在此基础之上，相关研究人员应该从不同模块着手，细致化分析物理领域本体库建立对需要的结构信息、用户信息、概念信息，在建构与实施阶段，具象化掌握物理知识，保证物理领域本体库构建高效性。

以初中物理人教版为例，“电源、电流、电阻”等常见的本体内容存在相似性，在构建之际，解析本体库的核。研究者应该在掌握此部分物理知识的具体性质的表述模式，掌握物理符号和物理公式，逐步掌握《电路和电流》《电压电阻》两大部分的实质内容，通过猜想、假设、提问、探究、实验等，促使学生真正能够提高领域本体性库内容和要点的理解能力。

2.2 重点关注物理知识与本体库的衔接

初中作为起承转合的重要阶段，对学生成长和发展大有裨益。物理学科领域本体库的构建对还需要重点关注物理知识体系建设与本体库的和关系衔接，针对繁复冗杂的知识点细化分析与整理，提炼出物理知识的应用要点。教师作为本体内容的践行者，要能够从不同角度出发，锻炼学生对知识的理解能力，在对本体内容归纳整理之后，让其与物理专业课程内容相互比对，以此培养学生物理逻辑思维、发散思维和实验思维，在明确并彻底掌握物理领域本体库知识内涵的同时，获得高质量的教学结果。

以初中物理人教版八年级为例，课程结构分为第一章到第六章，其中本体内容包括机械运动、声现象、物态变化、光现象、透镜、质量和密度几大类。学生要想更为具体了解这些本体库内容，在教学过程中，教师需要将本体内容与知识内容相互相对应。比如，“机械运动”和“长度、时间的测量、运动的快慢、平均速度”相对应，“物态变化”要和“温度、熔化和凝固、汽化和液化、升华和凝华”等物理知识相对应，给予学生充足的思考时间，提高其对物理领域本体库内容的吸收和消化能力；或者教师从整体上出发，在学习“声现象”章节时，还应该适当融入速度、密度、光学等内容，在对比分析过程中，丰富学生物理视野，拓宽物理解题思维，围绕“声学”本体内容，呈放射状连接多个章节、模块的内容，在师生互动交流分析中，增强学生的知识输出表达能力。

2.3 明确物理领域本体库构建的目的

物理领域本体库构建，是引导学生养成物理思维的途径。随着互联网教学技术的发展，我国物理学科以图文相间、动静结合模式，为学生提供更优质的教学手段，趣味多变的教学模式，激发了学生学习兴趣，提高其对物理知识的探索欲望，促使学生以较高的热情，提高物理核心素养。此时物理学科要构建领域本体库，如果与课堂教学实践相结合，教师作为引导者，要明确物理领域本体构建的目的、形式、内涵、意义，准确把控物理指导原则，实现教学资源共享效果。领域本体库研究者和建立者，要能高度关注初中物理学段特征，遵循不同的概念应用原则，深层次挖掘初中各个学段物理本体内容教育的侧重点，增强师生对专业物理概念、物理公式、物理实验等知识的理解水平，紧跟时代发展要求，从各个方面促进物理资源本体、解题本体、知识本体等模块的掌握能力，逐渐摆脱传统背诵式理解的弊端，在探索中达到知识与技能的相互统一。

以初中人教版物理课程《压强》教学为例，教师在积极构建物理领域本体库之前，要明确《压强》课件中知识内容以本体库形式表达目的，了解压强是指物体所受压力的大小与受力面积之比，在掌握物理概念之后，还需要分析探究其压强的运算公式为p=F/S，符号为Pa。物理教师在完成压强概念本体内容讲解之后，还应该细致化更深层次对其进行梳理分析，延伸拓展，适当渗透“浮力”“内能”等知识点，秉承物理学科教学原则，在此基础之上，达到物理领域本体库教学效果。

2.4 对比分析物理领域本体库多元构建模式

物理学科作为理科重点组成之一，对培养学生逻辑思维和探究思维有着积极作用，而领域本体库的构建要想突出效果，研究者还需要站在不同角度，对比分析物理本体与知识内容的相同点、不同点，从定义、性质、原则和运算技术等模式，凸显出物理教学价值[5]。第一，研究者要充分利用互联网信息技术，分析探索其中出现的结构重点，借助视频、音频或者图文资料结合模式，有效提高物理领域本体库的构建质量。第二，教师在实践教学过程中，要能够关注物理公式、物理实验、解题方法等方面，边探索边教学。思考在此环境之下，教师应该选择何种教学方式，渗透专业性内容，打造高质、高效的物理教学效果。第三，初中物理领域本体库的构建，剔除“七步法”建构模式之后，需要贴合性进行研究与创新，既要改变人工模式的落后性，借助计算机技术的半自动化构建模式，保证物理概念、性质等内容的输出效果；又要利用Ontology、Methontology、循环获取法等模式，配合概念思维导图，具象化彰显出新形势领域本体库的创新效果。

以初中物理人教版课程《运动与力》为参考，物理教师在认可并掌握领域本体库基础构建模式之际，还需要从学生角度出发，针对“牛顿第一定律”“牛顿第二定律”等知识结构，联合“七步法”教学模式，在此基础之上逐步渗透Ontology、Methontology、循环获取等领域本体库获取方法，借鉴多种构建技术的优点，在不断整改和完善中，让学生更加直观理解“运动和力”之间的关系。

3 结语

总而言之，物理领域本体库的构建，对初中物理课的教育模式，教学质量存在密切联系，对提高学生物理概念的辨别能力，从客观角度理解概念性词汇，语言，为增强初中学生物理素养大有裨益。在新时代发展过程中，领域本体构建过程中，为能保障领域本体构建的使用效果，凸显出共享和重用特征，相关研发部门需要继续创新研究，秉承相关原则，研究当前存在的问题并主动进行改革和创新，以此促进初中物理领域本体库更加完善，提高初中物理教学效果。