搭建可視化的思維支架

在當前的初中科學復習教學中， 我們應改變傳統復習課的教學模式， 利用概念圖教學策略為學生搭建思維活動的支架， 讓學生在進行知識整合、合作交流的基礎上建構一個主題的概念關系圖。概念圖能清楚地呈現出各概念之間的聯系與區別， 使概念學習顯性化、可視化， 可以有效促使學生開展有意義學習， 促進學生認知方式的改變。通過概念圖來診斷評價學生的學習， 增強學生的理性思維能力， 切實提高科學復習課的效率。現將筆者在實踐中的一些做法和感受與同行進行交流。

一、什么是概念圖及其教學意義

概念圖是上個世紀60 年代康乃爾大學的諾瓦克（J.D.Novak） 博士根據奧蘇貝爾（DavidP.Ausubel） 的有意義學習理論提出的一種教學技術。諾瓦克博士認為： “概念圖是用來組織和表征知識的工具。它通常將某一主題的有關概念置于圓圈或方框之中， 然后用連線將相關的概念和命題連接， 連線上標明兩個概念之間的意義關系。”［1］我們可以主動自覺地在教學活動中利用概念圖來幫助教師和學生提高教學質量。概念圖有四個基本的組成部分， 它們分別是概念、命題、交叉連線和分級結構。它是由代表概念的節點和表征概念間關系的連線組成， 以視覺再現認知結構、外化概念和命題的一種方法， 又稱概念構圖（conceptmapping）、概念地圖（conceptmaps） 或概念網（conceptwebbing）。這種以圖示表達人們頭腦中的概念、思想、理論等的方法， 能把人腦中的隱性知識顯性化、可視化， 便于人們思考、交流和表達。

新一輪的基礎教育課程改革， 倡導在初中階段整合傳統的物理、化學、生物和地理為一門綜合課程——科學。“通過反映自然界同一性的統一的科學概念與原理” 來進行整體設計是科學課程的主要途徑之一， 它肯定了概念學習在科學課中的重要地位。因此， 在科學教學中， 應用以概念為核心創建概念圖的策略顯得尤為重要。另外， 科學課程具有極強的交叉性和綜合性， 使得較多習慣于分科教學的教師在科學教學中不易把握科學課程的系統結構， 表現出不適應。概念圖此時可以表現出它的優勢。研究表明，這種視覺圖表（概念圖） 容易被學習者快速識別并迅速掌握， 有助于提高學習者對知識系統的整體理解力。因為，從知識表示的角度看， 概念圖能夠構造一個清晰的知識網絡， 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和促進知識的遷移。

二、應用概念圖進行知識整合， 促進學生的有意義學習

國外學者Klausmeir 等（1974） 通過研究發現， 畫概念圖策略， 有利于新舊知識的整合， 促進學生進行有意義學習： 對某一概念的新例做出概括， 并能辨別出該概念的反例； 通過意義連接， 能找到某一概念的上位概念、下位概念及組合關系的概念； 找出某概念與其他概念間的各種對應關系（意義連接）； 解決與某概念相關的實際問題。因此， 為了幫助學生形成完整的認知結構， 往往需要教師引導學生抓住知識的內在聯系與要領， 縱覽全局， 對所學的知識進行整合， 以形成良好的認知結構。［2］

在教學的過程中經常發現許多學生的科學知識之間缺乏聯系、缺乏系統， 知識掌握得不扎實， 解決問題的能力差。所以， 教師應該在教學中采取有效的方法促使學生以理解的方式復習知識， 促使知識結構化、系統化。引導學生主動建構概念圖無疑是一種高效復習科學知識的途徑。學生通過建立概念間的聯系， 可以深入理解知識， 使零散的知識結構化、條理化、系統化。這樣有利于學生長期有效地記憶知識， 激發學生學習的主動性、創造性， 使他們感受到學習成功的快樂。同時， 在制作概念圖的過程中，學生需要反思自己學習的過程。因此， 概念圖還可以作為一種元認知策略， 提高學生的自學能力和自我反思能力。

案例： 復習科學九上物質組成和分類

【探測前概念， 揭示迷思概念】首先布置學生課前看書本回顧相關的知識， 上課時要求學生介紹物質分類的相關概念， 如： 純凈物、混合物、單質、化合物、金屬、非金屬、有機化合物、無機化合物等； 接著， 課件展示物質組成的概念框架圖（圖1， 課前以卡片的形式分發給每一位學生）， 再問學生： “你們能將這些概念填寫在圖1 中適當位置， 并能正確表示各概念層級關系嗎？” 學生根據自己的理解完成概念圖的填空， 教師巡視， 觀察學生的完成情況，選擇有代表性的錯誤記錄下來。

【師生交流， 解構迷思概念】展示學生典型錯誤， 促進學生的有效交流， 盡量讓學生來評價學生， 在達成統一的認識基礎上， 展示標準圖（圖2， 課件展示）

【提出新的問題， 繼續完善構圖】在圖2 的基礎上， 教師接著問： “無機化合物可分為幾類？ 有機化合物根據相對分子質量的大小又可分為哪兩類？” 根據學生的回答完善構圖。

教師接著提問： “常見的純凈物中各物質的組成情況是怎樣的？ 你能逐一加以說明嗎？ 請各舉一例。” 學生討論、交流、回答、補充， 在此基礎上完成最終的概念圖（圖4）

在教學中應用概念圖， 應當一步步走。學生剛剛接觸概念圖時面對比較復雜的知識結構， 往往無所適從， 教師可以先制作出模板， 學生按照模板完成內容。對于概念結構較簡單的內容， 老師可以提供一系列概念， 讓學生自己動手， 根據自己對知識的理解構造概念圖。繪制概念圖的過程就是促使學生積極動手和思考的過程， 他們能夠從整體上掌握基本知識結構和各個知識間的關系， 促進新舊概念的整合， 形成概念網絡， 隨著知識積累的加深， 網絡的編織會更加完整。另外， 概念圖的形成是學生經歷一次頭腦風暴的過程。這既是原有思維的呈現， 更是創造性思維的激發過程。當用概念圖把知識展示出來時， 知識結構會變得更加清晰， 這時很容易產生新想法。概念圖中的交叉連接需要橫向思維， 是發現和形成概念間新的關系、產生新知識的重要一環。

三、應用概念圖教學的幾點思考

1．概念圖教學策略的應用有一定局限性。概念圖教學策略適合應用于一個概念較為集中的知識領域， 從一個核心概念可以引出相關的一系列概念， 這樣的知識領域比較適合這一方法， 如： 物質的分類、運動和力、光合作用等，至于那些淺顯的、基本的知識領域的概念一般不必用概念圖來表達， 以免把簡單的問題復雜化。

2．概念圖教學策略適宜在復習時應用。概念圖教學策略的利用有一個前提， 就是學生已經初步了解相關的概念，概念圖是把這些概念用連接詞及箭頭聯結起來， 以圖的形式來表現概念和概念之間的相互關系， 以建立良好的知識結構。如果學生沒有這樣的知識儲備， 就很難繪制概念圖。

3．要及時有效反饋。學生間的分析和討論是修正、完善概念圖的必要環節， 教師應及時發現學生在構建概念圖過程中出現的錯誤、遇到的問題等， 及時反饋與指導解決。學生在畫概念圖的時候要預留適當的自由拓展空間， 以便修正和改進。因為概念圖有一個完善的過程， 有了初步的概念圖之后， 隨著學習的深入， 可以不斷地修改。

總之， 在初中科學復習課中， 教師的任務不應是替學生找出各部分知識的現成結構， 而是及時組織、引導學生對前面所學的知識進行歸納整理， 讓學生通過自己的理解和加工， 建構出一個個可用的概念圖。讓學生在繪制、修改和完善概念圖的過程中提高思維能力， 改變現有的認知方式， 提高學習興趣。教師在組織教學時， 以概念圖為載體， 為學生的思維活動搭建一個可視化支架， 使教師的教和學生的學良好互動， 提高科學復習課的效率。正如概念圖的創始人諾瓦克所說： “要建構一個好的概念圖， 學習者必須積極地尋找新概念間以及新與已有知識間的聯系，必須為這些知識尋找一個好的層次結構。這些都是意義學習的本質活動。”

【參考文獻】

［1］ 楊凌.概念圖、思維導圖的結合對教與學的輔助性研究.電化教育研究， 2006（6） .

［2］ 斯克良.物理教學中運用概念圖導學的思考.新課程研究#8226;教師教育， 2007（7） .

［3］ 薛春蘭.化學單元復習課概念圖教學模式的建構和實踐.中學化學教學參考， 2009（10） .

［4］ 魏林明.在初中化學復習中應用概念圖教學策略的實踐.中學化學教學參考， 2009（11） .