基于初中物理課程的學(xué)科領(lǐng)域本體庫構(gòu)建研究

摘 要：現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大發(fā)展給人們生產(chǎn)和生活帶來諸多便利的同時也由于其海量信息的傳播給人類生活的各個領(lǐng)域都帶來了一定的負(fù)擔(dān)和困擾，尤其是表現(xiàn)在教育領(lǐng)域，各種學(xué)習(xí)資源的爆炸式傳播也日益給人們帶來篩選和辨別上的困難，諸如各大網(wǎng)站上的“資源重復(fù)錄入輸出”“檢索智能化功能下降”“個性化需要供給不足”以及“檢索效率低下”等問題不斷發(fā)生。在這種背景下，運(yùn)用本體庫的概念，在初中物理學(xué)科資源的信息化構(gòu)建上提供靈感具有重要的現(xiàn)實意義。本文首先簡要介紹與領(lǐng)域本體有關(guān)的基本概念，在此基礎(chǔ)上給出一些基于初中物理課程的學(xué)科領(lǐng)域本體庫構(gòu)建的可行性方案以供讀者參考。

關(guān)鍵詞：初中物理；領(lǐng)域本體庫；基礎(chǔ)教育；構(gòu)建

一、 引言

領(lǐng)域本體技術(shù)作為現(xiàn)代信息技術(shù)下的一項重要科學(xué)技術(shù)，從自然科學(xué)到人文科學(xué)等各個學(xué)科領(lǐng)域都存在普遍和科學(xué)的運(yùn)用，但是從實踐調(diào)查來看，在這些學(xué)科上的運(yùn)用主要是集中在當(dāng)代的高等學(xué)科教育內(nèi)容上，而在中學(xué)尤其是初中學(xué)科領(lǐng)域上并未得到廣泛的發(fā)展，尤其是對于初中物理這樣一門自然學(xué)科來講，在其涉及的學(xué)科知識點(diǎn)豐富、對于學(xué)生的綜合素質(zhì)要求也較高的現(xiàn)實下，加強(qiáng)領(lǐng)域本體庫在初中物理課程的學(xué)科領(lǐng)域本體庫構(gòu)建是現(xiàn)代教育發(fā)展的必然要求。

二、 與領(lǐng)域本體有關(guān)的基本概念

（一） “本體”的基本概念

關(guān)于“本體”的概念理解，在不同的社會發(fā)展時期、不同的相關(guān)專家都存在不同的理解，而“本體”意義隨著時代發(fā)展和人們認(rèn)識水平的提高，對其普遍的定義可以概括為：依托現(xiàn)代社會高度發(fā)達(dá)的計算機(jī)科學(xué)技術(shù)，將機(jī)器的智能化與人類的靈活性進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合以實現(xiàn)人類信息資源的共享和共同進(jìn)步的一種知識手段。“本體”通過與各種具體的學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)行結(jié)合就會產(chǎn)生不同的定義和理解，它作為一種具有高度概括性的語句具有靈活性和普遍適用性。

（二） “領(lǐng)域本體”的基本概念

“領(lǐng)域本體”，主要是針對某個特定的領(lǐng)域相關(guān)的知識點(diǎn)和知識體系的具體描述所構(gòu)建的一個本體，例如本文以初中物理學(xué)科為研究對象，那么對于本文中旨在構(gòu)建的物理學(xué)科領(lǐng)域本體就屬于一種具體的“領(lǐng)域本體”，它包含在“領(lǐng)域本體”的基本概念當(dāng)中但又具有自己的獨(dú)特內(nèi)涵。通過構(gòu)建初中物理課程的學(xué)科領(lǐng)域本體庫，不但可以具體而又清晰地描述初中物理學(xué)科中的各種理論知識體系，還可以實現(xiàn)學(xué)習(xí)資源共享的最大化，并且在知識的重復(fù)利用下使更多的人受益。

三、 基于初中物理課程的學(xué)科領(lǐng)域本體庫構(gòu)建的可行性方案

（一） 注重知識體系的構(gòu)建和連接

初中物理課程的學(xué)科領(lǐng)域本體庫的構(gòu)建在領(lǐng)域本體庫中可供參考的內(nèi)容十分有限，對于這項工作基本上是處于完全的探索和創(chuàng)新階段，所以對于構(gòu)建者來說首先就應(yīng)當(dāng)十分注重對初中階段繁雜多樣的物理知識點(diǎn)進(jìn)行歸納整理，在形成知識體系的基礎(chǔ)上運(yùn)用科學(xué)和連貫性的手段進(jìn)行領(lǐng)域本體庫的構(gòu)建。

例如，首先應(yīng)當(dāng)針對整個初中的物理知識點(diǎn)進(jìn)行歸納得出學(xué)生所要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，具體包括：聲學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)和能源問題這六大板塊，可以在系統(tǒng)上先設(shè)置這些大方向的內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上就需要對各個板塊下的具體知識點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的整合和總結(jié)，例如對于光學(xué)板塊來說，需要在其中加入光的折射、反射、光速、平面鏡與光的關(guān)系、凸透鏡和凹透鏡與光等各項具體的知識點(diǎn)；而在力學(xué)的板塊下，又需要加入壓力、浮力、摩擦力、重力、彈力、牛頓第一定律等各個知識點(diǎn)的具體表達(dá)內(nèi)容，其他的板塊也應(yīng)當(dāng)遵循這一原則，即在這過程中既要注重各個知識點(diǎn)的聯(lián)系和互通之處又要盡量使每個知識點(diǎn)都得以詳盡而細(xì)致地描述，只有這樣才能真正使構(gòu)建的物理學(xué)科領(lǐng)域本體庫既內(nèi)涵豐富又不致顯得繁瑣沉重，給使用者帶來檢索上的困擾。

（二） 明確領(lǐng)域本體庫構(gòu)建的目的

針對初中物理學(xué)科知識的領(lǐng)域本體庫構(gòu)建應(yīng)當(dāng)注重在引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和對其基礎(chǔ)物理知識的學(xué)習(xí)上兩方面的把控。具體而言，初中作為學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)物理知識的初級階段，在其年齡和閱歷以及自身的學(xué)科素質(zhì)十分有限的情況下，對于學(xué)科領(lǐng)域本體庫的構(gòu)建應(yīng)當(dāng)本著基礎(chǔ)教育的原則，應(yīng)當(dāng)多根據(jù)初中物理教材進(jìn)行構(gòu)建，在這過程中是適當(dāng)靈活地添加延伸拓展的部分學(xué)科內(nèi)容，例如在對力學(xué)板塊“牛頓第一定律”的相關(guān)知識點(diǎn)的構(gòu)建上，一方面，應(yīng)當(dāng)以慣性定律的基本內(nèi)容“任何物體在不受外力的作用時，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)”為主進(jìn)行詳細(xì)的解釋說明，但是另一方面，在構(gòu)建時也可以進(jìn)行一些知識點(diǎn)上的延伸拓展，例如可以適當(dāng)加入一些“牛頓第二定律”的相關(guān)知識點(diǎn)，在幫助學(xué)生解答一些其他疑惑的同時也可以為其今后更高層次的物理學(xué)科學(xué)習(xí)奠定一個啟發(fā)式的基礎(chǔ)，最后，物理學(xué)科的領(lǐng)域本體庫構(gòu)建應(yīng)當(dāng)以啟發(fā)式和引導(dǎo)時學(xué)習(xí)為出發(fā)點(diǎn)，不能由此導(dǎo)致學(xué)生過分依賴互聯(lián)網(wǎng)信息檢索而失去了獨(dú)立思考和理性判斷的基本能力。

（三） 注重領(lǐng)域本體庫分類的多樣化

物理學(xué)科更多地體現(xiàn)出一種人類社會自然科學(xué)現(xiàn)象和數(shù)學(xué)知識的有機(jī)結(jié)合，因此，在物理的教學(xué)過程中包含了大量的概念、定義、公式以及專業(yè)名詞等內(nèi)容，那么對這門學(xué)科進(jìn)行領(lǐng)域本體庫構(gòu)建的時候也應(yīng)當(dāng)注重對各個不同的知識點(diǎn)甚至是相同知識點(diǎn)的不同運(yùn)用方面進(jìn)行有效而又全面的分類，力求在信息平臺上都有所涉及和體現(xiàn)。例如可以以“物理實驗”“數(shù)學(xué)公式”“基本定義”“自然規(guī)律”“物理單位”“常用符號”“學(xué)習(xí)/解題方法”“物理思想”“物理學(xué)家”“物理活動”“物理小故事”等各種與物理學(xué)科有關(guān)的名詞進(jìn)行分門別類，一次作為檢索關(guān)鍵詞并在其中加入完整的相關(guān)內(nèi)容，這樣既可以方便使用者各種類型的搜索需要，也可以使得系統(tǒng)更加科學(xué)和完備，達(dá)到智能優(yōu)化的目的，這也是領(lǐng)域本體庫構(gòu)建人的根本意義所在。

四、 結(jié)語

總而言之，在我國教育體制改革不斷深入發(fā)展的宏觀背景下，要想促進(jìn)初中階段物理學(xué)科的教學(xué)發(fā)展就應(yīng)當(dāng)以時代發(fā)展變化現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn)，不斷進(jìn)行信息技術(shù)的變革，針對初中物理學(xué)科進(jìn)行領(lǐng)域本體庫的構(gòu)建既是一項與時俱進(jìn)的創(chuàng)新項目，又是一項系統(tǒng)而又復(fù)雜的長期工程，需要來自國家、社會、家長、教師、學(xué)生等多方主體的積極參與和配合。

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作者簡介：

許秀全，福建省福州市，福州四中桔園洲中學(xué)。