摘 要:概念圖,是指在教學中通過連接詞并以圖解的形式將兩個以上概念的關系表述出來的概念關系圖。在科學探究中,科學概念是幫助學生學習科學知識、探究知識之間內在聯系,進行科學問題探究,形成認知圖式的有效工具。概念圖融入到小學科學教學,可以幫助學生在科學問題探究中連接已知,建立探究的思維模型,并通過探究過程,形成新的科學認知圖式。因此,運用概念圖是基于理論與圖式理論的教學策略,可以有效提高科學課堂教與學的效率。
關鍵詞:科學探究; 概念圖; 建構; 思維模型
中圖分類號:G623.6 文獻標識碼:A 文章編號:1006-3315(2014)02-070-001
以科學概念作為教學目標,促進學生對現象、問題的分析、推論以及驗證,有助于他們形成重要的科學觀念和思想,體現了科學教育的新方向。如何利用概念圖,幫助學生張開“網眼”,并不斷地拓展網的覆蓋面,達到科學探究思維開闊性、豐富性和有效性。
一、利用概念圖,整合前概念
科學探究對小學生而言,薄弱的方面在對于前概念的整合,而科學探究卻十分需要知識的融通。如果達不到融通的要求,則科學探究就會出現“高原”現象。運用概念圖的目的就在于把一些相關的概念連接起來,引導學生根據探究需求,對原有知識進行遷移、對接,建構滿足探究需要思維活動路線圖。這以皮亞杰的圖式理論詮釋,可視為認知圖式的重構。小學生以形象思維為主,自行畫概念圖的能力需要培養(yǎng),教師在了解前概念時,可以通過預先設計好的概念進行圖式填空,把自己對某一概念知道的或了解的,記錄在圓圈或方框內,以便老師和同學進行討論和評議。
對于高年級學生,抽象思維逐漸發(fā)展,自主學習能力逐漸形成,教師可以在平時示范的基礎上,引導學生課前對所學內容利用概念圖進行預習?!稌円菇惶娴慕忉尅芬徽n,教學首要的是把學生內心對“晝夜交替產生的原因”的“原生態(tài)”的想法提煉出來?!安豢紤]其他星球的影響,太陽和地球之間有哪些運動方式會引起晝夜交替的變化?”圖示:
地球與太陽相互運動方式
晝夜交替的解釋
地球自身的運動方式
如上圖,教師通過認知整合,將學生原先的模糊認知變得清晰,并形成對自然現象分析的正確思維方法,為建立認知圖式建構打下了基礎。
二、利用概念圖,建立思維模型
在《科學課程標準》中指出:“學生是科學學習的主體。學習科學應該是學生主動參與和能動的過程?!蔽覀冊谧寣W生自己制作概念圖的過程,同時是學生自己建構知識體系的過程,也是展現學生思維的過程。概念圖作為一種視覺組織工具,它利用圖示的方法來表達人們頭腦中的概念、思想、理論等,使探究問題的思維顯性化、可視化,有利思維互動,見解交流。把概念圖作為一種科學的教學策略,以直觀形象的方式表現思維狀態(tài),呈現認知圖式,能有效地利用相關聯的知識建立科學探究的思維模型,促進探究過程的生成,思維層面的拓展和思維層次的提升。
在科學實驗中,對比實驗是經常遇到的實驗類型,以往的對比實驗中的條件控制,總是采用表格式,列出相同條件和不同條件,學生把時間用于文字記錄,不利于思維模型的建立。概念圖就能將對比實驗中的條件控制簡約化,可視化,把功用在建立思維模型上。如學生探究摩擦力的大小的實驗設計,圖示:
以上用概念圖來進行設計對比實驗中的條件,文字和圖形結合,節(jié)省了科學探究的時間,思維模型清晰,培養(yǎng)了科學問題思維能力。
三、借助概念圖,促進認知發(fā)展
概念圖有利于認知整合,思維融通。教學中,教師利用概念圖獨具的功能,幫助學生理清新舊知識間的關系,建立概念間的聯系,通過探究過程建構新概念,形成認知圖式。
概念圖不僅用在科學探究中的設計和記錄中,同樣在課的小結和單元小結時利用概念圖,能整合所學概念,體現概念間的關系,展示直接明了的探究過程,幫助學生進行認知圖式的新建構。
如在《磁鐵》單元教學完畢后,我讓學生自己構建概念圖,將本單元所學的知識進行梳理,作圖的過程,就是學生思考、整合概念的過程,同樣也幫助學生更好理解、記憶、遷移概念。如圖所示:
學生比較系統(tǒng)地了解到磁鐵能吸鐵、有南北極(磁極間有相互作用)、能指示方向等,把磁鐵性質的概念圖適時呈現在黑板上,讓學生既見“森林”,又見“樹木”。學生把探究所涉及的相關概念一一列出來,學生憑借概念走進探究過程,經歷新概念建構的自主、獨立認知過程。
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