概念卡通在物理教學中的應用

概念卡通（concept.cartoon）是英國曼切斯特城市大學的Keogh和Naylor在1991提出的一種基于建構主義的學習方法。在國外眾多國家，概念卡通已被廣泛應用于科學課的教學、評價之中。

1.概念卡通的理論基礎——建構主義理論

當代的建構主義理論認為，學習過程是學習者原有的認知結構與從環境中接受的感覺信息相互作用、主動建構信息意義的過程。這對教學有兩點啟示:

①在教學活動中應該重視學生頭腦內部的知識結構，了解學生的知識、經驗狀況及思維習慣，特別要了解學生已有觀念中那些不全面甚至錯誤的觀念。

②知識的建立來自于學習者本身的前觀念與學習情景互動所產生的結果。也就是說，學習情景的設計是建構主義教學設計的核心。教學中要為學生的心理結構的生長設計良好的活動、資源和環境。

這兩點獲得了大多數教師的認同，尋找一種能夠具體可行的體現建構主義的教學方法成為了教師們的迫切需要。

2.概念卡通的內涵

概念卡通為建構主義在教學上的實踐提供的一種較好的實現方法。它通過卡通繪圖的方式，將日常生活中相關的情境融入于某種科學概念當中，并提供多種不同的看法，讓學習者先產生相關認知沖突進而受到刺激產生更深層的思考，它并非一般戲謔式的卡通繪畫或動畫，而是經由精心的設計借以啟發、誘導和促進學習者的探討為目的。如圖1和圖2是兩個典型的關于物理的概念卡通，具有以下幾項特征：

①對科學概念的形象化呈現；

②運用最少的文字，且以對話的形式出現；

③針對卡通中的情景提出一些不同的觀點，這些不同觀點是依據對學生錯誤觀念的研究上給出；

④這些情景是日常生活中的，并且蘊涵著科學的觀點，學生要嘗試著將科學與日常生活聯系起來；

⑤在這些不同的觀點里，有一種或多種正確的、科學的觀點，每一種觀點的地位相同。

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3.概念卡通在教學中的應用優勢

自概念卡通于1991年提出后，國外對概念卡通進行了大量的研究。英國率先于1992年開始進行名為ConCISE(Concept.Cartoons.In.Science.Education)的計劃，對于如何將概念卡通運用在科學教學中進行一系列的研究，并開發相關書籍與信息軟件。近年來概念卡通在歐洲其他國家如瑞士、挪威等十幾個國家得到了推廣和應用，有效的促進了建構主義理論的實踐。通過應用研究發現，概念卡通的教學應用優勢主要體現在以下兩個方面：

3.1.概念卡通為學生的知識建構提供了一個情景，為學生思考、討論和科學探索提供了一個焦點。

前蘇聯教育家贊可夫曾說“教學方法一旦觸及學生的情緒和意識領域，觸及學生的精神需要，這種教學方法就能起到高度有效的作用”。概念卡通運用視覺化的圖像將科學情景呈現出來，讓學生感到親切和容易接近；概念卡通中人物之間的對話，能將學生拉到該情景對話中，好似學生也參與到其中的辯論，各種不同的觀點能引起學生認知的強烈沖擊?？ㄍㄖ匈x予各種觀點平等的地位，并視其具有合理性，從而使學生克服了因自尊而怯于表達其不成熟想法的心理，為學生進一步深入思考，轉變錯誤觀念提供一個良好開端，激發了學生的學習動機。

3.2.利用概念卡通可挖掘學生的前概念，體現了學生的自主學習。

概念卡通中人物的不同觀點是依據對學生錯誤觀念的研究上提出，反映了學生廣泛持有的錯誤觀念或者另外的知識建構，這些不正確的觀點并不是可笑的難以置信的，它常常依據學生的經驗或直覺。學生通過對卡通的思考后大都能從中找到與自己相一致的觀點，為了能夠證明自己的觀點是正確的，學生必須接受其他觀點的挑戰，從而有機會與他人展開一場思維上的辯論。辯論的效果將是顯著的，它能有效的幫助學生澄清自己的錯誤觀點，建構起正確的認識。在傳統的教學中，當學生提出其觀點，往往是由老師來進行仲裁，然而在運用概念卡通教學策略時，將各種觀點呈現給學生，讓學生來仲裁，因此師生的角色有了某種程度的轉變，學生的自主學習，自主建構得到了真正的體現。

4.關于如何將概念卡通應用于物理教學之中

將概念卡通引入到教學中，無疑為教學改革注入了一股新的活力。那么如何進行概念卡通教學呢？實際上教師可依據其教學目的而采用靈活的教學方式，并無一定的模式。下面用一具體物理例子介紹一種典型的概念卡通教學策略的流程。

（1）介紹主題：浮力；

（2）利用投影、手繪或復印給學生的方式提供一幅特定情景下的概念卡通，如圖3所示。

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（3）給學生短暫時間個人思考，選出自己認同的見解；

（4）將班級的同學分成若干小組，鼓勵小組之間討論，辯論，學生經歷認知沖突；

（5）將卡通中的情景現實化，小組進行探究，并可改變卡通中某些因素，進行深入探究，探索的內容可包括：

①船為什么能夠在水中浮起？

②船在水中所受浮力與什么因素有關？船浮的高度與浮力之間存在著怎樣的關系？

③船在什么情況下，浮的高度會有所改變？

此過程實現學生認知觀念的再建構。

（6）交流探索的結果，對探索的過程進行評估；由小組派出一名代表陳述探索過程及結果。

（7）全班性的討論，主要是包括了以下兩個問題：

①錯誤的觀點不被接受的原因：對于阿基米德定律的認識以及沉浮的條件認識不足。

②如果某些條件改變了，結論是否也會發生改變。如船從河流進入海水中，或船上的人有所增加等。

這些問題幫助學生對他們的學習進行反省。

（8）教師對問題的提出、探索的過程以及研究的結果做出總結，得出物理規律。

以上流程中，教師利用概念卡通提供了一個與建構過程相聯系的環境，并以此啟發學生積極地討論與探索。

除了以上教學流程外，概念卡通還有其他一些運用方式：

（1）教師可以在課堂上依據學生提出的不同觀點現場繪制概念卡通；（2）以組為單位繪制概念卡通，呈現小組成員的不同觀點；（3）由學生自己繪制對某主題概念覺得混淆不清的概念卡通；（4）概念卡通作為一種評價工具對學生進行形成性評價。

5.結論

建構主義學習方法的關鍵在于在老師和他們的同伴的引導和支持下，學生積極地參與到他們觀念的發展中。而概念卡通嘗試著提供一個有利的工具來支持這一點。學習實驗的成功依賴于教師的信心，教師應通過精心組織的開放性的問題和適當的干預，來積極的鼓勵學生參與到概念卡通和相關的研究中。

參考文獻:

[1]http://www conceptcartoons com/index_flash html

[2]Philip Stephenson and PaulWarwick，Using concept cartoons to support progression in students'understanding of light， Physics education，2002，37(2)

[3]Stuart Naylor，Brenda Keogh，Constructivism in classroom:Theory and Practice，journal of science education，10(2)93~106

[4]Keogh， B and Naylor S (1999)， Concept Cartoons， teaching and learning in science: an evaluationInternational Journal of Science Education， 21，4，431~446

(欄目編輯 黃懋恩)

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