在科學教學中,應用以概念為核心創建概念圖的策略,引導學生以框圖的形式將概念以及概念之間的意義關系進行重組和優化,便于學習者對整個知識架構的掌握,有利于直覺思維的形成,促進知識的遷移,提高科學探究的效率。
一、利用概念圖調查前概念。
科學探究前,要了解學生的前概念,以便科學教師有的放矢地指導探究活動,因此學生已經知道了什么?顯得很重要,有許多方法,訪談、調查,其中概念圖的形式來調查學生的前概念,不失為一種有效的方法,不同年段學生的前概念又不同,我們設計了由扶到放的調查過程:
1、中年級圖式填空。對于中年級學生以形象思維為主,自行畫概念圖的能力需要培養,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。如學生在觀察水之前,教師可以通過概念圖來調查,學生對水的性質了解多少:

以上概念圖體現出有扶到放的過程,出現水的主題,而后啟發學生利用已有的經驗,進行填寫,有的學生對水的性質的前概念認為水是白色的,因為像白色的浪花;有的學生認為平時用鼻子聞到家中的自來水有異味,說明水有異味。這些前概念都有利于教師課堂教學策略的獲得和改進,對水的顏色、水的氣味可以有針對性地進行引導、比較,最后得出科學的結論,幫助學生進行意義建構??茖W的前概念一般可以寫在實驗冊中每課課題的左側,右側留下復習時的概念圖用。
2、高年級自主畫圖。對于高年級學生,抽象思維逐漸發展,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,調查對某個探究主題的了解。如,礦物離學生生活較遠,應該調查學生對礦物了解多少,在已有經驗和預習的基礎上,自主發揮,形式不一:

以上學生自主設計的關于礦物的前概念圖可以看出,學生對礦物只有感性的認識,認識到礦物的硬度、巖石與礦物的關系、作用以及礦物需要保護,教師可以根據這些信息,突破教學重點和難點,如巖石是由礦物構成的,教師可以設計觀察花崗巖的程序,讓學生再次探究,與前概念進行重組與同化,形成比較清晰的概念。這樣的設計,就能為學生同化和重新建構新概念做了鋪墊,實效性強。
二、利用概念圖來設計探究性性實驗
用概念圖來優化科學探究,可以增加探究過程的實效,成為學生學習中的工具:
1、自主選擇研究主題。以往的探究主題只是師生討論后,經過老師的點撥,各研究小組選擇研究主題,有時違背了各團體探究的興趣和研究價值,通過概念圖就可以引導各研究小組把自己想研究的主題都記錄下來,根據小組特色和研究力量,選擇一個合適的研究的主題。如探究摩擦力大小的因素時,可以引導學生把影響摩擦力大小的因素先記錄下來,培養猜想和假設能力,然后再選擇研究。

以上對摩擦力大小的因素,是學生根據經驗猜想、思考的結果,用概念圖的形式自然地走進了科學探究的第一步,然后根據各組實際情況自行確定主題,尊重了學生的研究欲望。
2、促進合作研究。確定主題后就要考慮怎么研究,小組分工怎樣,平常的做法是表面合作,實際是喜歡動手的還是動手,閑置的同學還是閑置,沒有真正參與,用概念圖分工,效果甚好:

這樣簡單用概念圖進行分工,有利于團體合作探究能力的提高,每個成員都能參與科學研究,經歷概念的獲得過程,學會合作,學會學習。
3、設計實驗。在科學探究中,對比實驗是經常遇到的實驗類型,在學生形成良好科學素養過程起著舉足輕重的作用,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,學生用文字記錄,延誤了科學探究的時間,不利于直覺思維的形成,概念圖就能將對比實驗中的條件控制簡簡約化,可視化,體現出學生的思維過程,如學生探究摩擦力的大小的實驗設計:

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,節省了科學探究的時間,思維過程可視化,避免了填表格進行設計實驗的現象,既可以記錄,又激發了自主設計實驗的意識,圖形導學,培養了形象思維能力。
三、利用概念圖幫助學生進行意義建構。
概念圖不僅用在科學探究中的設計和記錄,同樣在每課小結時利用概念圖,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,幫助學生進行知識的真實建構。如三年級學生探究完水的性質后,在老師的帶領下,用概念圖進行小結:

這樣用概念圖來小結每次探究的主題,既有概念的獲得和整理,呈現出系統化、網絡化,能在學生頭腦中形成一張系統的關于水的性質的概念網,又體現出科學探究過程,探究水的性質時用到了“眼看、鼻聞、舌嘗、手摸”等觀察方法,這樣的小結,學生是終身難忘的,再次回顧了探究過程,提高了科學探究的實效。
【作者單位:江蘇省溧陽市實驗小學213300】