概念地圖在初中物理教學中的運用

許婉燚

(深圳市龍崗區(qū)寶龍學校 廣東 深圳 518000)

1 概念地圖概述

概念地圖是美國諾瓦克(J.D.Novak)教授根據奧蘇貝爾(D.P.Ausubel)的有意義學習理論開發(fā)的一種知識結構構建與表征的教學技術[1].諾瓦克正是在此基礎上設計出概念地圖,他明確提出:以學科知識的概念地圖作為課程設計、教學設計的指導,把學生的概念地圖作為診斷學生學習基礎和效果、優(yōu)化個性化學習方式的基礎,學生通過制作概念地圖來做深入思考,建立對概念的理解,進而形成意義[2].

概念地圖一般圍繞一個主題展開,包含概念、交叉連接、命題和層級結構等要素.概念是一些能被大家共同認知的表達,在概念間用有指向性的線進行連接,在線上寫上適當的連接詞,這樣就構成一句有明確意義的命題.而概念地圖最能體現繪制者創(chuàng)造性的地方在于跨越不同層次概念間的連接,稱為長程連接[2].

2 概念地圖在教學中的功能與作用

概念地圖可作為教師進行課前教學設計的支持手段,在課后教師也可以通過修改課前設計的概念地圖來達到教學反思的目的.另一方面,概念地圖也能作為診斷和評價學生知識掌握程度的工具.對于學生,概念地圖的繪制和修改是他們建立自身知識結構的外顯形式.他們通過這一過程有效地組織獲得的新信息,梳理各層次知識概念之間的關系.在以學生為本的課堂,他們需要通過小組與同伴進行交流,在全班同學前展示與表達自己小組的想法.概念地圖也成為他們進行生生、師生交流的重要工具,利用它能清晰便利地表達和交流觀點.

3 概念地圖在初中物理教學中的運用

3.1 幫助教師進行課前教學設計

3.1.1 對教學內容進行組織

以八年級物理下冊“第七章第一節(jié) 力”為例,教師需要制作出整個第七章甚至整個力學專題的大概念地圖及每節(jié)課知識內容的小概念地圖,如圖1和圖2所示.這與傳統(tǒng)的方式,按課本這一節(jié)知識點出現的順序來列舉知識點不同,教師在繪制概念地圖過程中能比較容易地找到知識與知識之間的本質聯(lián)系.如圖2中,力以三要素的不同互相區(qū)分,力的示意圖直觀地體現力的三要素,力的示意圖又是力的直觀體現.這是通過繪制概念地圖后發(fā)現的內在邏輯,若能以知識內在邏輯組織教學內容,而不是簡單地按順序鋪陳這幾個概念,就會讓學生有更深的理解和記憶.同時,教師也能在專題概念地圖(圖1)中找到本節(jié)課知識的位置及它與其他后續(xù)需要學習的知識之間的關系,從而能預先為后續(xù)知識的學習埋下伏筆,避免后續(xù)知識突兀地、毫無聯(lián)系地出現,減少出現灌輸式教學.

圖2 第7章第1節(jié)“力”的概念地圖

3.1.2 對教學環(huán)節(jié)進行策劃

對教學環(huán)節(jié)進行策劃時,需在上述環(huán)節(jié)后進行.依據對所需傳授知識結構的理清,按照其內在的邏輯順序對教學環(huán)節(jié)進行鋪排.教學環(huán)節(jié)的設計也可以用概念地圖表征出來,以期達到清晰、直觀的效果,如圖3所示.

圖3 “力”的教學環(huán)節(jié)安排

3.1.3 對教學策略進行優(yōu)化

以奧蘇貝爾的先行組織教學策略為基礎,利用概念地圖和我校開發(fā)的“接應性學習單”等工具,形成我校初中物理教學的基本策略.

在課前教師可通過概念地圖對學生對于新知識的初步認識程度進行學前測試.在學生使用概念地圖的初期,教師可給出“專家骨架概念地圖”,即待補充的、不完整的概念地圖,讓學生進行補充,如圖4、圖5所示.

圖4 待補充概念的“聲”概念地圖

圖5 待補充連接詞的“運動和力”概念地圖

待學生比較熟悉之后,可以進一步增大難度,讓學生從教師給出的若干概念中自行繪制概念地圖,如圖6所示;或者教師僅給出主題,學生自行選取重要概念繪制,都是可行的.另外,我校開發(fā)了學生使用的“接引性學習單”(圖7),它是從學生已有生活經驗和知識結構出發(fā)設計的2～3道題目,引導學生思考新知與已有知識結構的關系.概念地圖與接引性學習單配套使用,能在課前引導學生建立對新知識的初步理解,也為教師了解學生情況提供可靠憑證.

圖6 學生根據提供的概念完成的“力”概念地圖

圖7 學生用“接引性學習單”

在我校的課堂中,是以學生為學習完全主體的.他們利用課前完成的概念地圖和接引性學習單進行小組討論:小組成員互相溝通各自對接引性學習單問題的看法及概念地圖的繪制思路,各取所長后形成小組共同的意見.隨后小組可以上臺展示自己的看法,回應臺下的同學與老師的質疑,接受他們的補充和意見,并修改自己的概念地圖,繪制在黑板上形成板書.該流程不斷重復,直到全班同學對所有問題達到共識.在這樣的以學生活動為主的課堂中,概念地圖成為了生生、師生之間交流的依據,它直觀清晰的特點使得溝通流暢而高效.

課堂既要有集體的交流活動,也要有安靜的與自己對話的時間.在一節(jié)課進行了大半之后,可讓學生安靜下來,通過修改先前的概念地圖來整理歸納本節(jié)課的知識內容結構,形成符合自己思考習慣的、體現自己思維過程的、飽含個性化情感態(tài)度的概念地圖.圖8和圖9分別為課前準備的和課后修改的“機械運動”概念地圖.

圖8 課前準備的“機械運動”概念地圖

圖9 課后修改的“機械運動”概念地圖

教學策略的設計從課前延伸到課中,教師引導學生利用概念地圖等進行自主地、有意義地學習,這已經成為我校初中物理教學的基本策略.它使課堂真正成為以學生為主體的課堂,成為學生自主思考、建構并展現自我的思維發(fā)展性課堂.

3.2 幫助教師實現課后教學反思 促進專業(yè)成長

前面我們提到,教師會在課前制作有關教學內容及教學環(huán)節(jié)設計的概念地圖,教師在課后通過修改它們即可以快速發(fā)現教學的缺點并盡快找到方法進行調整.例如圖8是課前設計的有關機械運動的概念地圖,其中有關“速度”的概念是由“機械運動”的“動與靜”引出的,課后根據課堂落實情況,發(fā)現這樣編排并不妥當:機械運動本身就是一種運動,不存在“靜”.故立即對其進行修改,將“靜止”與“機械運動”作為一個并列的概念,如圖9所示.這種細小的偏頗,由于不是本節(jié)課重難點的部分,在傳統(tǒng)教學時并不容易被注意到.正是由于利用概念地圖進行教學,筆者才發(fā)現并進行反思和改進,使教學改進真正落到實處.

3.3 幫助學生實現有意義的學習

前面我們已經提到概念地圖在課前與課后對學生學習的幫助,實際上它的作用一直延伸到了課后.概念地圖在此階段對于學生是一種整理知識的工具,通過繪制章節(jié)或者專題概念地圖,可以形成知識的整體架構,幫助他們進一步理解原來學習過的知識概念,厘清它們之間的關系,解決一些積累的疑惑和誤解.如圖10所示為學生完成的階段性總結概念地圖,它們是由課前繪制的初期版本,經過課堂交流后修改,并與其他知識概念有機結合后的產物.一幅體現自身思考邏輯的概念地圖為后期接收新的知識提供有力的固著結構.

圖10 學生繪制的“質量與密度”章節(jié)總結概念地圖

在整個的學習過程中,學生通過繪制、修改、優(yōu)化不同層次知識的概念地圖,自主地建構了概念及其之間的關系,實際上就是實現有意義學習的過程.

3.4 幫助學生診斷與評價自己的思維

概念地圖作為一種思維外顯型工具,它在訓練學生的概括能力的同時,又顯現了學生的思維.故它可以幫助學生診斷和評價自己的思維.

學生在課堂上通過師生、生生的交流,就可以初步評價其課前繪制的概念地圖.這種形式是顯性的,也是可貴的:傳統(tǒng)的思考方式讓學習者比較難清晰觀察到自己的思維過程是什么,而概念地圖卻可以將思維過程“暴露”于眼前,并促使學習者不斷對其進行修改以達到最優(yōu)化,這實際上是一個元認知的過程.

另一方面,對于教師而言,學生的概念地圖是教學評價的有效工具.傳統(tǒng)的評價方式呈現一個分數,有時候并不能真實地體現學生學習情況.而教師通過學生制作的個性化概念地圖,即可以了解不同學生不同階段的學習盲點、誤區(qū),能及時準確地給予點撥,極大提高教學效率.

4 結束語

本文通過對概念地圖的簡單闡述,對其應用于教學,特別是初中物理學科教學的適用性的理論及實例分析,力圖證明其對于教學的正面影響.比如在進行章節(jié)知識總結和期末總復習教學過程中,概念地圖確實能體現知識的來龍去脈,有利于學生邏輯思維的培養(yǎng).只要使用方法及方式得當,便能充分發(fā)揮概念地圖對于學生自主知識建構的積極作用.同時教師也應注意在教學中根據學科特點和學生情況,適當將概念地圖與其他教學工具結合使用,使它們能各司其職地起到作用.