利用概念圖建立科學(xué)探究的思維模型

摘 要：概念圖，是指在教學(xué)中通過(guò)連接詞并以圖解的形式將兩個(gè)以上概念的關(guān)系表述出來(lái)的概念關(guān)系圖。在科學(xué)探究中，科學(xué)概念是幫助學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)、探究知識(shí)之間內(nèi)在聯(lián)系，進(jìn)行科學(xué)問(wèn)題探究，形成認(rèn)知圖式的有效工具。概念圖融入到小學(xué)科學(xué)教學(xué)，可以幫助學(xué)生在科學(xué)問(wèn)題探究中連接已知，建立探究的思維模型，并通過(guò)探究過(guò)程，形成新的科學(xué)認(rèn)知圖式。因此，運(yùn)用概念圖是基于理論與圖式理論的教學(xué)策略，可以有效提高科學(xué)課堂教與學(xué)的效率。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究； 概念圖； 建構(gòu)； 思維模型

中圖分類號(hào)：G623.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-3315（2014）02-070-001

以科學(xué)概念作為教學(xué)目標(biāo)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)現(xiàn)象、問(wèn)題的分析、推論以及驗(yàn)證，有助于他們形成重要的科學(xué)觀念和思想，體現(xiàn)了科學(xué)教育的新方向。如何利用概念圖，幫助學(xué)生張開(kāi)“網(wǎng)眼”，并不斷地拓展網(wǎng)的覆蓋面，達(dá)到科學(xué)探究思維開(kāi)闊性、豐富性和有效性。

一、利用概念圖，整合前概念

科學(xué)探究對(duì)小學(xué)生而言，薄弱的方面在對(duì)于前概念的整合，而科學(xué)探究卻十分需要知識(shí)的融通。如果達(dá)不到融通的要求，則科學(xué)探究就會(huì)出現(xiàn)“高原”現(xiàn)象。運(yùn)用概念圖的目的就在于把一些相關(guān)的概念連接起來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)探究需求，對(duì)原有知識(shí)進(jìn)行遷移、對(duì)接，建構(gòu)滿足探究需要思維活動(dòng)路線圖。這以皮亞杰的圖式理論詮釋，可視為認(rèn)知圖式的重構(gòu)。小學(xué)生以形象思維為主，自行畫概念圖的能力需要培養(yǎng)，教師在了解前概念時(shí)，可以通過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)好的概念進(jìn)行圖式填空，把自己對(duì)某一概念知道的或了解的，記錄在圓圈或方框內(nèi)，以便老師和同學(xué)進(jìn)行討論和評(píng)議。

對(duì)于高年級(jí)學(xué)生，抽象思維逐漸發(fā)展，自主學(xué)習(xí)能力逐漸形成，教師可以在平時(shí)示范的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生課前對(duì)所學(xué)內(nèi)容利用概念圖進(jìn)行預(yù)習(xí)。《晝夜交替的解釋》一課，教學(xué)首要的是把學(xué)生內(nèi)心對(duì)“晝夜交替產(chǎn)生的原因”的“原生態(tài)”的想法提煉出來(lái)。“不考慮其他星球的影響，太陽(yáng)和地球之間有哪些運(yùn)動(dòng)方式會(huì)引起晝夜交替的變化？”圖示：

地球與太陽(yáng)相互運(yùn)動(dòng)方式

晝夜交替的解釋

地球自身的運(yùn)動(dòng)方式

如上圖，教師通過(guò)認(rèn)知整合，將學(xué)生原先的模糊認(rèn)知變得清晰，并形成對(duì)自然現(xiàn)象分析的正確思維方法，為建立認(rèn)知圖式建構(gòu)打下了基礎(chǔ)。

二、利用概念圖，建立思維模型

在《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出：“學(xué)生是科學(xué)學(xué)習(xí)的主體。學(xué)習(xí)科學(xué)應(yīng)該是學(xué)生主動(dòng)參與和能動(dòng)的過(guò)程。”我們?cè)谧寣W(xué)生自己制作概念圖的過(guò)程，同時(shí)是學(xué)生自己建構(gòu)知識(shí)體系的過(guò)程，也是展現(xiàn)學(xué)生思維的過(guò)程。概念圖作為一種視覺(jué)組織工具，它利用圖示的方法來(lái)表達(dá)人們頭腦中的概念、思想、理論等，使探究問(wèn)題的思維顯性化、可視化，有利思維互動(dòng)，見(jiàn)解交流。把概念圖作為一種科學(xué)的教學(xué)策略，以直觀形象的方式表現(xiàn)思維狀態(tài)，呈現(xiàn)認(rèn)知圖式，能有效地利用相關(guān)聯(lián)的知識(shí)建立科學(xué)探究的思維模型，促進(jìn)探究過(guò)程的生成，思維層面的拓展和思維層次的提升。

在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)比實(shí)驗(yàn)是經(jīng)常遇到的實(shí)驗(yàn)類型，以往的對(duì)比實(shí)驗(yàn)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(xué)生把時(shí)間用于文字記錄，不利于思維模型的建立。概念圖就能將對(duì)比實(shí)驗(yàn)中的條件控制簡(jiǎn)約化，可視化，把功用在建立思維模型上。如學(xué)生探究摩擦力的大小的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，圖示：

以上用概念圖來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)中的條件，文字和圖形結(jié)合，節(jié)省了科學(xué)探究的時(shí)間，思維模型清晰，培養(yǎng)了科學(xué)問(wèn)題思維能力。

三、借助概念圖，促進(jìn)認(rèn)知發(fā)展

概念圖有利于認(rèn)知整合，思維融通。教學(xué)中，教師利用概念圖獨(dú)具的功能，幫助學(xué)生理清新舊知識(shí)間的關(guān)系，建立概念間的聯(lián)系，通過(guò)探究過(guò)程建構(gòu)新概念，形成認(rèn)知圖式。

概念圖不僅用在科學(xué)探究中的設(shè)計(jì)和記錄中，同樣在課的小結(jié)和單元小結(jié)時(shí)利用概念圖，能整合所學(xué)概念，體現(xiàn)概念間的關(guān)系，展示直接明了的探究過(guò)程，幫助學(xué)生進(jìn)行認(rèn)知圖式的新建構(gòu)。

如在《磁鐵》單元教學(xué)完畢后，我讓學(xué)生自己構(gòu)建概念圖，將本單元所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行梳理，作圖的過(guò)程，就是學(xué)生思考、整合概念的過(guò)程，同樣也幫助學(xué)生更好理解、記憶、遷移概念。如圖所示：

學(xué)生比較系統(tǒng)地了解到磁鐵能吸鐵、有南北極（磁極間有相互作用）、能指示方向等，把磁鐵性質(zhì)的概念圖適時(shí)呈現(xiàn)在黑板上，讓學(xué)生既見(jiàn)“森林”，又見(jiàn)“樹(shù)木”。學(xué)生把探究所涉及的相關(guān)概念一一列出來(lái)，學(xué)生憑借概念走進(jìn)探究過(guò)程，經(jīng)歷新概念建構(gòu)的自主、獨(dú)立認(rèn)知過(guò)程。

參考文獻(xiàn)：

[1][美]B.J.沃滋沃思.《皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論》，華東師范大學(xué)出版社，1987年

[2]夏洛.《兒童像科學(xué)家一樣：兒童科學(xué)教育的建構(gòu)主義方法》，北京師范大學(xué)出版社，2006年

[3]鐘媚.《概念圖在科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用》，現(xiàn)代教育科學(xué).普教研究，2011年第5期

[4]王大平，李新國(guó).《概念圖的理論及其在教學(xué)中的運(yùn)用》，現(xiàn)代教育技術(shù)， 2004年第6期