建“圖”明理
——淺論概念圖教學法在初中科學教學中的應用

沈天涯

(浙江省寧波市潘火實驗中學 浙江 寧波 315000)

一、概念圖的意義

從某種角度上來說,學生學習的過程應該是一個學生自主構建知識網絡的過程中,在這個過程中,學生根據已有的舊知識,把新知識納入舊知識的網絡中,知識網絡就更加豐富了,如果這個過程能夠順利完成,就代表著學生對于新知識是完全理解了的,他們對于知識的記憶將會是十分牢固。這個知識網絡就是概念圖,筆者認為,讓學生學會在科學課程的復習中構建概念圖,是科學學科可以嘗試的一種新型教學方法。

二、運用實例及其作用

1.在課堂教學設計中的運用,向學生展示概念圖

要想讓學生學會使用概念圖,首先要讓他們認識到概念圖的作用。于是筆者先在自己的課堂教學中運用了概念圖。在講“花的結構”的內容時,筆者考慮到對于七年級的學生,花的結構是比較復雜的,其中花絲、花柱形狀相似比較容易混淆,子房、胚珠等名詞比較少見,也不利于記憶。于是,為了讓學生能夠條理清晰地學習這部分內容,筆者設計了這樣的教學步驟:出示“花”的概念圖根據概念圖,介紹花各個部位的功能特點——帶領學生認識花的各種部位,分析其形態特點——學生自主更具解剖圖和概念圖記憶“花”的各個部位——出示殘缺概念圖、解剖圖檢查學生記憶效果。這個過程中因為先出示了概念圖,所以學生對花的各個部位先了解了一下做到了心里有數。接下來觀察解剖圖時他們就能做到根據概念圖中的介紹有序觀察花,不會因隨便看而漏下什么。接下來將兩個圖結合起來理解記憶時,很多學生都做到了看著這張圖,來說那張圖上要點。這樣的方式讓他們能夠通過概念圖這個支架,把花這個事物花各個部分在功能上的作用具象化,系統化再把它和花的解剖圖結合起來,學生們就能把花在視覺上的樣子和在思維上的功能網絡都清楚掌握。這個過程中他們不僅發現自己清楚明白地記住了所學知識,而且他們還發現老師用的這種新的教學方法很有效。

2.引導學生實際應用,提升學生實踐能力

自主制作概念圖其實是很復雜的一件事,因此學生們會用老師制作的概念圖不等于他們自己會制作,我們要進一步培養學生們自己的制作概念圖的能力。在這個培養過程中,用什么樣的材料讓學生練習非常重要。為了不讓學生對知識的理解障礙妨礙他們構建概念圖,筆者選擇了讓學生在課時復習時練習構建概念圖。例如在筆者在教學完關于光合作用和呼吸作用的內容之后,給學生出式了一道判斷題:植物的光合作用在白天進行,而呼吸作用在晚上進行。結果這到底的錯誤率竟達到了三分之一。這讓筆者感到有些吃驚。于是我讓判斷為對的學生和判斷為錯的學生進行交流討論。并在課下對教材進行了研讀,通過分析筆者對于這道題理解不到位的學生主要是因為教材的編排順序給他們造成了一定的疑惑,因為在教材編排上,共合作用和呼吸作用分屬于不同的單元。而我們在教學中一般也只會在一個單元課程結束后進行一下課堂小結,而并不會跨單元去進行整合學習。這就讓學生無法把這兩部分內容融合同一地去理解。這時我們就要幫助學生透過現象看本質,而能夠讓學生將這兩個概念對比統一來看的最直觀的方式就是構建概念圖。這樣學生就能把相對碎片化的知識綜合起來理解了。因此筆者制作了一個概念圖的框架,在課上引領學生把框架中的概念填補完全。采用這樣的教學方式有兩個原因:其一,學生們剛剛接觸概念圖如果直接要求學生自己獨立完成概念圖,那基本是不可能的。因此筆者要為他們制作好概念圖的框架；其二,雖然學生們是剛剛接觸概念圖,但是如果完全由教師制作概念圖,那么就又掉入了“滿堂灌”的坑,因此一定要促使學生動起來,一定要學生自己去填補概念圖的具體內容,這樣才能做到保證他們把兩個概念之間的關聯梳理清楚。最終學生們在自主將這兩個概念構建成概念圖后,不僅弄清了這二者之間的關系,而且還對“生命是一個統一的有機體”這一概念有了更加深刻的認識。這樣即可證明此次由學生自主進行的概念圖構建學習是有意義的。

3.學生獨立運用概念圖,使學生提高學習效率

在進行過了很長時間的課時復習為主的概念圖構建學習后,筆者認為學生們已經具備了獨立運用概念圖學習的能力了。因此,在學生們升入九年級后,筆者決定要學生們獨立以構建概念圖的方式來整理、復習這兩年多來學習的知識。筆者會在九年級學習到某方面內容后就要求學生在課下以這三年學習到的相關知識的基礎上來構建一個概念圖。例如學生們在七年級學習過“月相”“時區”的知識,但是其實學生們對這一部分知識已經遺忘殆盡了。因此在九年級學習了“太陽系的形成和恒星的演化”這一部分的內容后,可以要求學生們把三年來學習到的“天文”方面的知識進行總結,構建出概念圖。這一次因為是要讓學生獨立來構建概念圖的,所以筆者在布置作業時沒有提到任何具體的知識點。因為一旦教師提出了具體的概念指向,學生們的思維就會被束縛住,他們的思想會產生惰性、依賴性,不會自主去思考尋找概念之間的聯系了。從學生交回的概念圖中我們可以發現大部分學生在整體上還是把握住了相關知識的含義和他們之間的關系的。當然學生們勢必會有疏漏的地方,這些內容就是我們在帶領復習時需要重點關注的內容。學生們的疏漏多體現在聯系的范圍不夠廣,或對概念的挖掘不夠深入上。與之前的教學環節不同,這一次的概念圖建構過程是要以學生為主老師為輔的。老師的作用主要是幫助而學生查漏補缺上,比如在這個概念圖中有的學生在“時區”的成因這一概念方面就填了四個字“地球自轉”。這樣簡單的概念圖就不夠細致,因此筆者在這里適時幫助學生補充了經線、時區劃分方式等概念。這樣的概念圖就達到了“一目了然”的效果——只看這一個概念圖就能明晰關于“時區”的所有概念。這個細化的概念圖分支給學生們做出了示范,接下來學生們就能對自己的概念圖進行進一步細化和修改了。當然最后,學生仍然有一些不明白的地方,這些地方就是需要教師向新授課那樣再次講解的難點了。值得一提的是這個復習過程中涉及的概念眾多,但是學生們在構建、修改概念圖的學習過程中,表現出的狀態是他們并沒有產生混淆。這就是概念圖的作用了,因為一開始學生們在概念圖中給每一個概念都找了“位置”,因此在復習不斷深入,概念不斷增多的時候,他們仍能做到復習得有條理,有辦法。這就是學習使用概念圖的意義,學生們的復習已經達到了事半功倍的效果。

三、概念圖教學的“三步走”方式

在帶領學生用構建概念圖的過程中,筆者總結出了概念圖教學的“三步走”教學方法,其具體的操作方法如下:

第一步:學教材,明知識點

這一環節中,教師要引導學生根據課題問自己這兩個問題:1.你認為這一節會講些什么內容?你認為在學習過這一節后,應該掌握哪些知識。這個環節其實就是在要求學生在自己的頭腦中先構建概念圖的草圖了。以“體內物質的運輸”這一可為例,學生們在提出問題時想到了在人類體內物質運輸的知識中,“血液”方面的知識一定會被放在重要位置。接下來,筆者就順著他們的問題,讓他們邊自讀課本內容,邊豐富第二的問題的內容——你應該掌握哪些知識。針對這一問題,學生們進一步細化概念圖的內容時各有不同,有的學生是把血液作為身體的一部分來理解的,他提到了關于血液總量的知識。而另一部分學生則把血液作為一個整體,去進一步分析構成它的細胞有紅細胞、白細胞、血小板等。這里不管學生們是用哪種角度來認識問題的,能從“整體與部分”的角度去認識為題,可見他們已經能夠用成體系化的概念圖的方式來思考了。這就好比一座大樓已經有了框架,筆者只需要為他們添加一些“磚瓦”,解答一些各種血液細胞的特點、血液成分失衡后會導致的病癥等問題就可以了。由此我們可以發現,從課始起就讓學生帶著問題去思考是很重要的。

第二步:多聯想,豐構建內容

在概念圖構建過程中,在學生完成自己的構建后,我們還應引導他們細化構建出的概念圖,這樣學生們對這一課的理解才能更加深刻。如在學習“物質的變化”這一部分內容時,筆者在學生們構建出物質的變化分為“物理變化”和“化學變化”后,筆者引導他們繼續深入思考這兩種變化的區別,最終學生通過對這兩種變化的得出了“物理變化與化學變化的區別在于有沒有新物質生成”的結論。之后學生們乘勝追擊,從“生成的新物質”不同的角度出發,在我的引導下,在概念圖上合適的地方標注出了“酸、堿、鹽”三個字,以此來代表反應生成物質的不同屬性。當然,因為這是個擴展的知識所以并不要求學生們更加深入地去探索,只要他們對書上的內容深刻認識了,并認識到知識是環環相扣的就可以了。當然這種引導豐富概念圖的過程不僅能在教師的引導下進行,還能通過四人小組討論、學生互讀概念圖,互相補充的方式來達到。

第三步:做作業,獲得新發展

針對概念圖這種教學方法,筆者還設計出了兩種特殊的作業,一種是概念圖作業,另一種是聯想作業。概念圖作業的要求是每天整理自己在課堂上制作出的概念圖,并且要在每周末將這一周學習的內容(一般情況下一周學習的內容都是同一章內容)整理成本章的概念圖。如有學生在周末整理“地球和宇宙”這一部分的內容時,將概念圖進行了一定的“藝術化”——在圖上畫出了太陽系建議的星系圖,圍繞這各個星球寫出關于各個星球的單獨的概念,又在畫出的月球繞地軌道上和地球繞日軌道上分別寫出了地球和月亮相關的概念和地球和太陽相關的概念。由此我們發現學生不僅已經明晰了各節內容,對于各節內容是怎樣構建出整章內容的,學生們也十分清楚明白了。而聯想作業的要求是完成課后布置的作業題后,找出題目中和自己的概念圖有關的知識點,然后根據題目對這部分知識點進行豐富或修改。如在做“體內物質的運輸”一節后第4題(體循環和肺循環中血液成分發生了什么變化?)時學生們發現生了“體循環中的動脈內流動脈血,靜脈內流靜脈血,而肺循環中則正好相反”。這與他們之前制作在概念圖中的“動脈血管里流的是動脈血,靜脈血管里流的是靜脈血”這一概念沖突了,于是他們就這個問題向筆者進行了請教,學生之間也進行了討論。其實不管是做哪種作業都是為了讓學生在已經從自己的概念圖中“找不到毛病”后尋找新的學習突破點,進一步發展完善自己的思維體系。

在實際使用中,我們需要注意,這兩種作業應該視學生不同情況來布置。概念圖作業適合布置給中等生和學困生。這兩類學生的學習能力相對較弱,尤其是中等生,雖然在課堂上通過構建概念圖的方式他們看似和優等生一樣都學會了。但其實他們理解得往往并不透徹,掌握得也不太牢固,因此過一段時間后,他們自己就比較容易混淆概念,遺忘知識。因此對于這樣的學生,他們需要在課下對這已經學過的知識反復復習、思考。這樣他們才能把知識學扎實了,因此我們運用概念圖作業讓他們把已有的知識在整合一遍。而作為優等生,他們掌握課堂上基礎知識的能力是比較強的,更何況有了自己動手構建概念圖的過程,他們對于這些簡單內容的掌握更是手到擒來了。另外,優等生發現問題的能力也是比較強的。因此我們安排他們做聯想作業,筆者為學生選擇的作為聯想作業切入點的題目一般是有一些難度的。優等生們在對比著概念圖做這樣的題時,會遇到問題,而以他們的能力,又能夠把這樣的問題總結出來,進一步在課堂上反饋給老師。有了這樣的問題反饋,不僅優等生自己思考了問題,而且還為我們教師給學生進行知識的深入拔高提供了內容,可謂一舉多得。

四、總結

在以往的科學課程教學中,教師往往大包大攬,習慣把知識體系都給學生構建完善,但這樣實在是好心辦了壞事,學生們不僅不會因為老師把知識脈絡都整理出來了而輕松,反而要一邊學習課本知識,一邊還要適應老師提供的知識結構。這樣反而讓學生們的負擔加重了,而且還束縛了學生,讓他們無法按自己的思維習慣來思考學習。因此,我們在教學中應該改變教學思路,以引導學生自己進行歸納總結知識,自主建構出符合自身學習習慣概念圖為教學目的。這樣,雖然在初期學生會費一番工夫,但是也只有這樣他們才能自主地、積極地去尋找各個概念之間的聯系,并整理出他們的層次結構,才能鍛煉出自己的思考邏輯,這才是符合學習本質的真正學習活動。