建“图”明理——浅论概念图教学法在初中科学教学中的应用

沈天涯

(浙江省宁波市潘火实验中学 浙江 宁波 315000)

一、概念图的意义

从某种角度上来说,学生学习的过程应该是一个学生自主构建知识网络的过程中,在这个过程中,学生根据已有的旧知识,把新知识纳入旧知识的网络中,知识网络就更加丰富了,如果这个过程能够顺利完成,就代表着学生对于新知识是完全理解了的,他们对于知识的记忆将会是十分牢固。这个知识网络就是概念图,笔者认为,让学生学会在科学课程的复习中构建概念图,是科学学科可以尝试的一种新型教学方法。

二、运用实例及其作用

1.在课堂教学设计中的运用,向学生展示概念图

要想让学生学会使用概念图,首先要让他们认识到概念图的作用。于是笔者先在自己的课堂教学中运用了概念图。在讲“花的结构”的内容时,笔者考虑到对于七年级的学生,花的结构是比较复杂的,其中花丝、花柱形状相似比较容易混淆,子房、胚珠等名词比较少见,也不利于记忆。于是,为了让学生能够条理清晰地学习这部分内容,笔者设计了这样的教学步骤:出示“花”的概念图根据概念图,介绍花各个部位的功能特点——带领学生认识花的各种部位,分析其形态特点——学生自主更具解剖图和概念图记忆“花”的各个部位——出示残缺概念图、解剖图检查学生记忆效果。这个过程中因为先出示了概念图,所以学生对花的各个部位先了解了一下做到了心里有数。接下来观察解剖图时他们就能做到根据概念图中的介绍有序观察花,不会因随便看而漏下什么。接下来将两个图结合起来理解记忆时,很多学生都做到了看着这张图,来说那张图上要点。这样的方式让他们能够通过概念图这个支架,把花这个事物花各个部分在功能上的作用具象化,系统化再把它和花的解剖图结合起来,学生们就能把花在视觉上的样子和在思维上的功能网络都清楚掌握。这个过程中他们不仅发现自己清楚明白地记住了所学知识,而且他们还发现老师用的这种新的教学方法很有效。

2.引导学生实际应用,提升学生实践能力

自主制作概念图其实是很复杂的一件事,因此学生们会用老师制作的概念图不等于他们自己会制作,我们要进一步培养学生们自己的制作概念图的能力。在这个培养过程中,用什么样的材料让学生练习非常重要。为了不让学生对知识的理解障碍妨碍他们构建概念图,笔者选择了让学生在课时复习时练习构建概念图。例如在笔者在教学完关于光合作用和呼吸作用的内容之后,给学生出式了一道判断题:植物的光合作用在白天进行,而呼吸作用在晚上进行。结果这到底的错误率竟达到了三分之一。这让笔者感到有些吃惊。于是我让判断为对的学生和判断为错的学生进行交流讨论。并在课下对教材进行了研读,通过分析笔者对于这道题理解不到位的学生主要是因为教材的编排顺序给他们造成了一定的疑惑,因为在教材编排上,共合作用和呼吸作用分属于不同的单元。而我们在教学中一般也只会在一个单元课程结束后进行一下课堂小结,而并不会跨单元去进行整合学习。这就让学生无法把这两部分内容融合同一地去理解。这时我们就要帮助学生透过现象看本质,而能够让学生将这两个概念对比统一来看的最直观的方式就是构建概念图。这样学生就能把相对碎片化的知识综合起来理解了。因此笔者制作了一个概念图的框架,在课上引领学生把框架中的概念填补完全。采用这样的教学方式有两个原因:其一,学生们刚刚接触概念图如果直接要求学生自己独立完成概念图,那基本是不可能的。因此笔者要为他们制作好概念图的框架；其二,虽然学生们是刚刚接触概念图,但是如果完全由教师制作概念图,那么就又掉入了“满堂灌”的坑,因此一定要促使学生动起来,一定要学生自己去填补概念图的具体内容,这样才能做到保证他们把两个概念之间的关联梳理清楚。最终学生们在自主将这两个概念构建成概念图后,不仅弄清了这二者之间的关系,而且还对“生命是一个统一的有机体”这一概念有了更加深刻的认识。这样即可证明此次由学生自主进行的概念图构建学习是有意义的。

3.学生独立运用概念图,使学生提高学习效率

在进行过了很长时间的课时复习为主的概念图构建学习后,笔者认为学生们已经具备了独立运用概念图学习的能力了。因此,在学生们升入九年级后,笔者决定要学生们独立以构建概念图的方式来整理、复习这两年多来学习的知识。笔者会在九年级学习到某方面内容后就要求学生在课下以这三年学习到的相关知识的基础上来构建一个概念图。例如学生们在七年级学习过“月相”“时区”的知识,但是其实学生们对这一部分知识已经遗忘殆尽了。因此在九年级学习了“太阳系的形成和恒星的演化”这一部分的内容后,可以要求学生们把三年来学习到的“天文”方面的知识进行总结,构建出概念图。这一次因为是要让学生独立来构建概念图的,所以笔者在布置作业时没有提到任何具体的知识点。因为一旦教师提出了具体的概念指向,学生们的思维就会被束缚住,他们的思想会产生惰性、依赖性,不会自主去思考寻找概念之间的联系了。从学生交回的概念图中我们可以发现大部分学生在整体上还是把握住了相关知识的含义和他们之间的关系的。当然学生们势必会有疏漏的地方,这些内容就是我们在带领复习时需要重点关注的内容。学生们的疏漏多体现在联系的范围不够广,或对概念的挖掘不够深入上。与之前的教学环节不同,这一次的概念图建构过程是要以学生为主老师为辅的。老师的作用主要是帮助而学生查漏补缺上,比如在这个概念图中有的学生在“时区”的成因这一概念方面就填了四个字“地球自转”。这样简单的概念图就不够细致,因此笔者在这里适时帮助学生补充了经线、时区划分方式等概念。这样的概念图就达到了“一目了然”的效果——只看这一个概念图就能明晰关于“时区”的所有概念。这个细化的概念图分支给学生们做出了示范,接下来学生们就能对自己的概念图进行进一步细化和修改了。当然最后,学生仍然有一些不明白的地方,这些地方就是需要教师向新授课那样再次讲解的难点了。值得一提的是这个复习过程中涉及的概念众多,但是学生们在构建、修改概念图的学习过程中,表现出的状态是他们并没有产生混淆。这就是概念图的作用了,因为一开始学生们在概念图中给每一个概念都找了“位置”,因此在复习不断深入,概念不断增多的时候,他们仍能做到复习得有条理,有办法。这就是学习使用概念图的意义,学生们的复习已经达到了事半功倍的效果。

三、概念图教学的“三步走”方式

在带领学生用构建概念图的过程中,笔者总结出了概念图教学的“三步走”教学方法,其具体的操作方法如下:

第一步:学教材,明知识点

这一环节中,教师要引导学生根据课题问自己这两个问题:1.你认为这一节会讲些什么内容?你认为在学习过这一节后,应该掌握哪些知识。这个环节其实就是在要求学生在自己的头脑中先构建概念图的草图了。以“体内物质的运输”这一可为例,学生们在提出问题时想到了在人类体内物质运输的知识中,“血液”方面的知识一定会被放在重要位置。接下来,笔者就顺着他们的问题,让他们边自读课本内容,边丰富第二的问题的内容——你应该掌握哪些知识。针对这一问题,学生们进一步细化概念图的内容时各有不同,有的学生是把血液作为身体的一部分来理解的,他提到了关于血液总量的知识。而另一部分学生则把血液作为一个整体,去进一步分析构成它的细胞有红细胞、白细胞、血小板等。这里不管学生们是用哪种角度来认识问题的,能从“整体与部分”的角度去认识为题,可见他们已经能够用成体系化的概念图的方式来思考了。这就好比一座大楼已经有了框架,笔者只需要为他们添加一些“砖瓦”,解答一些各种血液细胞的特点、血液成分失衡后会导致的病症等问题就可以了。由此我们可以发现,从课始起就让学生带着问题去思考是很重要的。

第二步:多联想,丰构建内容

在概念图构建过程中,在学生完成自己的构建后,我们还应引导他们细化构建出的概念图,这样学生们对这一课的理解才能更加深刻。如在学习“物质的变化”这一部分内容时,笔者在学生们构建出物质的变化分为“物理变化”和“化学变化”后,笔者引导他们继续深入思考这两种变化的区别,最终学生通过对这两种变化的得出了“物理变化与化学变化的区别在于有没有新物质生成”的结论。之后学生们乘胜追击,从“生成的新物质”不同的角度出发,在我的引导下,在概念图上合适的地方标注出了“酸、碱、盐”三个字,以此来代表反应生成物质的不同属性。当然,因为这是个扩展的知识所以并不要求学生们更加深入地去探索,只要他们对书上的内容深刻认识了,并认识到知识是环环相扣的就可以了。当然这种引导丰富概念图的过程不仅能在教师的引导下进行,还能通过四人小组讨论、学生互读概念图,互相补充的方式来达到。

第三步:做作业,获得新发展

针对概念图这种教学方法,笔者还设计出了两种特殊的作业,一种是概念图作业,另一种是联想作业。概念图作业的要求是每天整理自己在课堂上制作出的概念图,并且要在每周末将这一周学习的内容(一般情况下一周学习的内容都是同一章内容)整理成本章的概念图。如有学生在周末整理“地球和宇宙”这一部分的内容时,将概念图进行了一定的“艺术化”——在图上画出了太阳系建议的星系图,围绕这各个星球写出关于各个星球的单独的概念,又在画出的月球绕地轨道上和地球绕日轨道上分别写出了地球和月亮相关的概念和地球和太阳相关的概念。由此我们发现学生不仅已经明晰了各节内容,对于各节内容是怎样构建出整章内容的,学生们也十分清楚明白了。而联想作业的要求是完成课后布置的作业题后,找出题目中和自己的概念图有关的知识点,然后根据题目对这部分知识点进行丰富或修改。如在做“体内物质的运输”一节后第4题(体循环和肺循环中血液成分发生了什么变化?)时学生们发现生了“体循环中的动脉内流动脉血,静脉内流静脉血,而肺循环中则正好相反”。这与他们之前制作在概念图中的“动脉血管里流的是动脉血,静脉血管里流的是静脉血”这一概念冲突了,于是他们就这个问题向笔者进行了请教,学生之间也进行了讨论。其实不管是做哪种作业都是为了让学生在已经从自己的概念图中“找不到毛病”后寻找新的学习突破点,进一步发展完善自己的思维体系。

在实际使用中,我们需要注意,这两种作业应该视学生不同情况来布置。概念图作业适合布置给中等生和学困生。这两类学生的学习能力相对较弱,尤其是中等生,虽然在课堂上通过构建概念图的方式他们看似和优等生一样都学会了。但其实他们理解得往往并不透彻,掌握得也不太牢固,因此过一段时间后,他们自己就比较容易混淆概念,遗忘知识。因此对于这样的学生,他们需要在课下对这已经学过的知识反复复习、思考。这样他们才能把知识学扎实了,因此我们运用概念图作业让他们把已有的知识在整合一遍。而作为优等生,他们掌握课堂上基础知识的能力是比较强的,更何况有了自己动手构建概念图的过程,他们对于这些简单内容的掌握更是手到擒来了。另外,优等生发现问题的能力也是比较强的。因此我们安排他们做联想作业,笔者为学生选择的作为联想作业切入点的题目一般是有一些难度的。优等生们在对比着概念图做这样的题时,会遇到问题,而以他们的能力,又能够把这样的问题总结出来,进一步在课堂上反馈给老师。有了这样的问题反馈,不仅优等生自己思考了问题,而且还为我们教师给学生进行知识的深入拔高提供了内容,可谓一举多得。

四、总结

在以往的科学课程教学中,教师往往大包大揽,习惯把知识体系都给学生构建完善,但这样实在是好心办了坏事,学生们不仅不会因为老师把知识脉络都整理出来了而轻松,反而要一边学习课本知识,一边还要适应老师提供的知识结构。这样反而让学生们的负担加重了,而且还束缚了学生,让他们无法按自己的思维习惯来思考学习。因此,我们在教学中应该改变教学思路,以引导学生自己进行归纳总结知识,自主建构出符合自身学习习惯概念图为教学目的。这样,虽然在初期学生会费一番工夫,但是也只有这样他们才能自主地、积极地去寻找各个概念之间的联系,并整理出他们的层次结构,才能锻炼出自己的思考逻辑,这才是符合学习本质的真正学习活动。