概念卡通在物理教學(xué)中的應(yīng)用

概念卡通（concept.cartoon）是英國(guó)曼切斯特城市大學(xué)的Keogh和Naylor在1991提出的一種基于建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)方法。在國(guó)外眾多國(guó)家，概念卡通已被廣泛應(yīng)用于科學(xué)課的教學(xué)、評(píng)價(jià)之中。

1.概念卡通的理論基礎(chǔ)——建構(gòu)主義理論

當(dāng)代的建構(gòu)主義理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)過(guò)程是學(xué)習(xí)者原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)與從環(huán)境中接受的感覺(jué)信息相互作用、主動(dòng)建構(gòu)信息意義的過(guò)程。這對(duì)教學(xué)有兩點(diǎn)啟示:

①在教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)該重視學(xué)生頭腦內(nèi)部的知識(shí)結(jié)構(gòu)，了解學(xué)生的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)狀況及思維習(xí)慣，特別要了解學(xué)生已有觀念中那些不全面甚至錯(cuò)誤的觀念。

②知識(shí)的建立來(lái)自于學(xué)習(xí)者本身的前觀念與學(xué)習(xí)情景互動(dòng)所產(chǎn)生的結(jié)果。也就是說(shuō)，學(xué)習(xí)情景的設(shè)計(jì)是建構(gòu)主義教學(xué)設(shè)計(jì)的核心。教學(xué)中要為學(xué)生的心理結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)設(shè)計(jì)良好的活動(dòng)、資源和環(huán)境。

這兩點(diǎn)獲得了大多數(shù)教師的認(rèn)同，尋找一種能夠具體可行的體現(xiàn)建構(gòu)主義的教學(xué)方法成為了教師們的迫切需要。

2.概念卡通的內(nèi)涵

概念卡通為建構(gòu)主義在教學(xué)上的實(shí)踐提供的一種較好的實(shí)現(xiàn)方法。它通過(guò)卡通繪圖的方式，將日常生活中相關(guān)的情境融入于某種科學(xué)概念當(dāng)中，并提供多種不同的看法，讓學(xué)習(xí)者先產(chǎn)生相關(guān)認(rèn)知沖突進(jìn)而受到刺激產(chǎn)生更深層的思考，它并非一般戲謔式的卡通繪畫或動(dòng)畫，而是經(jīng)由精心的設(shè)計(jì)借以啟發(fā)、誘導(dǎo)和促進(jìn)學(xué)習(xí)者的探討為目的。如圖1和圖2是兩個(gè)典型的關(guān)于物理的概念卡通，具有以下幾項(xiàng)特征：

①對(duì)科學(xué)概念的形象化呈現(xiàn)；

②運(yùn)用最少的文字，且以對(duì)話的形式出現(xiàn)；

③針對(duì)卡通中的情景提出一些不同的觀點(diǎn)，這些不同觀點(diǎn)是依據(jù)對(duì)學(xué)生錯(cuò)誤觀念的研究上給出；

④這些情景是日常生活中的，并且蘊(yùn)涵著科學(xué)的觀點(diǎn)，學(xué)生要嘗試著將科學(xué)與日常生活聯(lián)系起來(lái)；

⑤在這些不同的觀點(diǎn)里，有一種或多種正確的、科學(xué)的觀點(diǎn)，每一種觀點(diǎn)的地位相同。

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3.概念卡通在教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

自概念卡通于1991年提出后，國(guó)外對(duì)概念卡通進(jìn)行了大量的研究。英國(guó)率先于1992年開始進(jìn)行名為ConCISE(Concept.Cartoons.In.Science.Education)的計(jì)劃，對(duì)于如何將概念卡通運(yùn)用在科學(xué)教學(xué)中進(jìn)行一系列的研究，并開發(fā)相關(guān)書籍與信息軟件。近年來(lái)概念卡通在歐洲其他國(guó)家如瑞士、挪威等十幾個(gè)國(guó)家得到了推廣和應(yīng)用，有效的促進(jìn)了建構(gòu)主義理論的實(shí)踐。通過(guò)應(yīng)用研究發(fā)現(xiàn)，概念卡通的教學(xué)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

3.1.概念卡通為學(xué)生的知識(shí)建構(gòu)提供了一個(gè)情景，為學(xué)生思考、討論和科學(xué)探索提供了一個(gè)焦點(diǎn)。

前蘇聯(lián)教育家贊可夫曾說(shuō)“教學(xué)方法一旦觸及學(xué)生的情緒和意識(shí)領(lǐng)域，觸及學(xué)生的精神需要，這種教學(xué)方法就能起到高度有效的作用”。概念卡通運(yùn)用視覺(jué)化的圖像將科學(xué)情景呈現(xiàn)出來(lái)，讓學(xué)生感到親切和容易接近；概念卡通中人物之間的對(duì)話，能將學(xué)生拉到該情景對(duì)話中，好似學(xué)生也參與到其中的辯論，各種不同的觀點(diǎn)能引起學(xué)生認(rèn)知的強(qiáng)烈沖擊。卡通中賦予各種觀點(diǎn)平等的地位，并視其具有合理性，從而使學(xué)生克服了因自尊而怯于表達(dá)其不成熟想法的心理，為學(xué)生進(jìn)一步深入思考，轉(zhuǎn)變錯(cuò)誤觀念提供一個(gè)良好開端，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

3.2.利用概念卡通可挖掘?qū)W生的前概念，體現(xiàn)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。

概念卡通中人物的不同觀點(diǎn)是依據(jù)對(duì)學(xué)生錯(cuò)誤觀念的研究上提出，反映了學(xué)生廣泛持有的錯(cuò)誤觀念或者另外的知識(shí)建構(gòu)，這些不正確的觀點(diǎn)并不是可笑的難以置信的，它常常依據(jù)學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)或直覺(jué)。學(xué)生通過(guò)對(duì)卡通的思考后大都能從中找到與自己相一致的觀點(diǎn)，為了能夠證明自己的觀點(diǎn)是正確的，學(xué)生必須接受其他觀點(diǎn)的挑戰(zhàn)，從而有機(jī)會(huì)與他人展開一場(chǎng)思維上的辯論。辯論的效果將是顯著的，它能有效的幫助學(xué)生澄清自己的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，建構(gòu)起正確的認(rèn)識(shí)。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，當(dāng)學(xué)生提出其觀點(diǎn)，往往是由老師來(lái)進(jìn)行仲裁，然而在運(yùn)用概念卡通教學(xué)策略時(shí)，將各種觀點(diǎn)呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生來(lái)仲裁，因此師生的角色有了某種程度的轉(zhuǎn)變，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，自主建構(gòu)得到了真正的體現(xiàn)。

4.關(guān)于如何將概念卡通應(yīng)用于物理教學(xué)之中

將概念卡通引入到教學(xué)中，無(wú)疑為教學(xué)改革注入了一股新的活力。那么如何進(jìn)行概念卡通教學(xué)呢？實(shí)際上教師可依據(jù)其教學(xué)目的而采用靈活的教學(xué)方式，并無(wú)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(xué)策略的流程。

（1）介紹主題：浮力；

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



（3）給學(xué)生短暫時(shí)間個(gè)人思考，選出自己認(rèn)同的見解；

（4）將班級(jí)的同學(xué)分成若干小組，鼓勵(lì)小組之間討論，辯論，學(xué)生經(jīng)歷認(rèn)知沖突；

（5）將卡通中的情景現(xiàn)實(shí)化，小組進(jìn)行探究，并可改變卡通中某些因素，進(jìn)行深入探究，探索的內(nèi)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(guān)？船浮的高度與浮力之間存在著怎樣的關(guān)系？

③船在什么情況下，浮的高度會(huì)有所改變？

此過(guò)程實(shí)現(xiàn)學(xué)生認(rèn)知觀念的再建構(gòu)。

（6）交流探索的結(jié)果，對(duì)探索的過(guò)程進(jìn)行評(píng)估；由小組派出一名代表陳述探索過(guò)程及結(jié)果。

（7）全班性的討論，主要是包括了以下兩個(gè)問(wèn)題：

①錯(cuò)誤的觀點(diǎn)不被接受的原因：對(duì)于阿基米德定律的認(rèn)識(shí)以及沉浮的條件認(rèn)識(shí)不足。

②如果某些條件改變了，結(jié)論是否也會(huì)發(fā)生改變。如船從河流進(jìn)入海水中，或船上的人有所增加等。

這些問(wèn)題幫助學(xué)生對(duì)他們的學(xué)習(xí)進(jìn)行反省。

（8）教師對(duì)問(wèn)題的提出、探索的過(guò)程以及研究的結(jié)果做出總結(jié)，得出物理規(guī)律。

以上流程中，教師利用概念卡通提供了一個(gè)與建構(gòu)過(guò)程相聯(lián)系的環(huán)境，并以此啟發(fā)學(xué)生積極地討論與探索。

除了以上教學(xué)流程外，概念卡通還有其他一些運(yùn)用方式：

（1）教師可以在課堂上依據(jù)學(xué)生提出的不同觀點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)繪制概念卡通；（2）以組為單位繪制概念卡通，呈現(xiàn)小組成員的不同觀點(diǎn)；（3）由學(xué)生自己繪制對(duì)某主題概念覺(jué)得混淆不清的概念卡通；（4）概念卡通作為一種評(píng)價(jià)工具對(duì)學(xué)生進(jìn)行形成性評(píng)價(jià)。

5.結(jié)論

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)方法的關(guān)鍵在于在老師和他們的同伴的引導(dǎo)和支持下，學(xué)生積極地參與到他們觀念的發(fā)展中。而概念卡通嘗試著提供一個(gè)有利的工具來(lái)支持這一點(diǎn)。學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的成功依賴于教師的信心，教師應(yīng)通過(guò)精心組織的開放性的問(wèn)題和適當(dāng)?shù)母深A(yù)，來(lái)積極的鼓勵(lì)學(xué)生參與到概念卡通和相關(guān)的研究中。

參考文獻(xiàn):

[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)

“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文”