概念图融入小学科学三年级教学的实践与思考

316000舟山市南海实验学校  翁昌舟

 [论文摘要]概念图是一种视觉组织工具，它利用图示的方法来表达人们头脑中的概念、思想、理论等，是把人脑中的隐形知识显性化、可视化，便于人们思考、交流和表达。把概念图作为一种科学的教学策略，融入到小学科学三年级教学，对于刚刚接受科学启蒙教育的三年级学生而言，是一种有效的科学教学策略，可以帮助学生以直观形象的方式表达知识结构，能有效地呈现思考的过程及知识的关联，引导学生进行意义建构，理解抽象概念，提升逻辑思维能力，加深记忆，促进学生良好认知结构的形成，可以帮助教师和学生提高教学效率，是一种符合建构主义理念的教学策略。本文就笔者在小学科学三年级教学中的实践与应用谈一谈运用概念图的一些粗浅想法。主要包括：（1）运用“维恩图”分类比较信息，梳理概念。（2）运用“气泡图”和“网状图”辅助整理旧知，探求新知。（3）概念图运用在教学实践中应注意的问题。（4）概念图可作为形成性评价的有效工具。（5）拓展概念图，与思维导图相结合。
 [关键词]小学科学  概念图  意义建构  形成性评价

 小学科学是一门形象性很强的学科，小学生对瑰丽多彩的自然现象、生动直观的科学实验十分感兴趣，然而对于刚刚接受科学启蒙教育的三年级学生而言，在直观现象、感性知觉到逻辑思维、理性分析的教学过程中产生质的飞跃时会遇到很大的困难。如何在两者之间铺设自然过渡的台阶，提高教学成效？笔者认为修订版教科书引入了多种形式的概念图，可以成为学生学习科学时的有用工具。概念图是一种视觉组织工具，它利用图示的方法来表达人们头脑中的概念、思想、理论等，是把人脑中的隐形知识显性化、可视化，便于人们思考、交流和表达。把概念图作为一种科学的教学策略，以直观形象的方式表达知识结构，能有效地呈现思考的过程及知识的关联，引导学生进行意义建构，理解抽象概念，提升逻辑思维能力，加深记忆。把概念图融入小学科学三年级教学，符合建构主义理念的教学策略，能促进学生良好认知结构的形成，可以帮助教师和学生提高教学效率。
 一、概念图融入小学科学三年级教学的实践
 小学科学教育从三年级启蒙，立足培养学生学科学、用科学的志趣和能力，尤其注重科学方法和科学态度的培养。概念图不仅体现意义建构的过程与方法，同时也表明认真严谨的科学态度和价值观。利用概念图指导学生有步骤、有目的地进行科学探究活动，可以提高学生的科学素养。由于三年级小学生初步运用概念图，教材先安排从简单的“维恩图”、“气泡图”和“网状图”入手，在“植物”、“动物”、“材料”、“水和空气”等单元中逐步引导学生运用这三类概念图来帮助记录和加工整理信息，同时用来描述概念。教师也借此了解学生的初始想法，为教学确定起点，同时灵活运用概念图展开师生之间、生生之间的协作交流，直至形成比较明确的概念。
 1．运用“维恩图”分类比较信息，梳理概念。
 维恩图是一种选择、分类和比较信息的非常有用的工具，它的作用是梳理学生的观察比较结果，形成比较明确的概念，并显示这些概念之间的关系。维恩图的操作方法是先把两个个体的特点分别写在各自的框里，然后对照两边的特点，把共同的特点写入交叉的位置，再把两边共有的特点划掉。
 在教学三年级科学上册《植物》单元时，教材选择樟树和狗尾草作为例子进行对比，樟树和狗尾草的形态特征区别非常明显，学生在比较过程中能够很容易体会到两个个体之间的巨大差别，从而获取两者之间多个零散的知识点。维恩图帮助学生把这些零散的知识点分类集合在一起，梳理形成木质茎、草质茎等概念，然后从樟树和狗尾草的分类信息中找到信息之间共同的内在联系，感知对“植物”概念的理解。
 下面是教学片断：
 师：通过观察，大家发现了樟树的哪些特点？
 生（经过补充、删选）：樟树的特点有：长在土壤里，需要阳光、水分，植株高大，茎粗，很硬，有根、茎、叶，会开花结果、有种子，多年生寿命长……
 （教师在维恩图中出示樟树的特点）
 
  
 师：大家发现狗尾草有哪些特点？
 生（经过补充、删选）：狗尾草的特点有：长在土壤中，需要阳光、水分，植株矮小，茎细、较软，有根、茎、叶，会开花结果、有种子，一年生寿命短……
 （教师在维恩图中出示狗尾草的特点）
  
 师：通过观察比较，大家发现樟树和狗尾草有哪些不同点？
 生：樟树的植株高大，茎粗，很硬，多年生寿命长；狗尾草的植株矮小，茎细、较软，一年生寿命短。
 师：像樟树茎一样的茎叫木质茎。像狗尾草一样的茎叫草质茎。大家还知道哪些植物的茎也是木质茎，哪些植物的茎也是草质茎？
 生：苹果树、冬青树等大树的茎也是木质茎；三叶草、车前草等小草的茎也是草质茎。
 师：树是木本植物，草是草本植物。
 师：再仔细观察比较一下，樟树和狗尾草又有哪些共同之处？
 （师根据学生梳理，把樟树和狗尾草共有的特点写入维恩图交叉位置，再把两边共有的特点划掉。）
 
  在上述探究活动过程中，一幅清晰的概念图呈现在师生面前，利用这个维恩图，教师和学生在头脑中构造出了一个清晰的“植物”概念框架，体会到植物生命体的内在联系和特征，从而指向“植物”单元的核心概念。维恩图分类比较信息的方式使得实验观察及汇报交流活动，变得十分有条理，学生方法正确，思路清晰，科学素养得以进一步提升。
 2．运用“气泡图”和“网状图”辅助整理旧知，探求新知。
 网状图的作用是用图解的形式记录与中心词（主题）有关的观点和内容，呈现中心词和与之相关内容之间的关系。气泡图是一种简单的网状图，它帮助学生对中心词（主题）作出联想，记录下他们已经观察和了解到的内容。使用气泡图和网状图都有助于学生整理加工已知的信息，要注意的是，它们各有侧重点。气泡图中记录的内容应当是学生切实观察、检测到的，因此，气泡图更注重于学生对即时观察的已知信息的整理和反馈；网状图可以帮助学生围绕中心词作尽可能的联想，由此教师可以了解到哪些知识是学生已经知道的，为进一步探求新知确定起点。本论文由论文天下网(www.lunwentongxue.com)整理，更多论文，请点毕业论文范文查看
 教学三上科学“材料”单元《谁更硬一些》一课，有关于“金属”的气泡图内容。这是三年级学生刚接触气泡图的第一课，教学时教师在一张A4的彩纸中间用电脑打印好“金属”，作为中心词板书出示，为气泡图做准备。在学生完成“比较硬度”、“观察用砂纸打磨后的金属光泽”、“用铁锤砸扁铜丝”、“比较传热性能”等一系列探究活动后，让学生以小组合作的形式回顾、整理金属的各种特性，填写在印好气泡的小纸片上。小组完成后，再请学生把小组里的小气泡纸片用磁性贴贴在黑板上。教师另外还准备一些金属其它特性的纸片（如能导电等），加以补充并组织进行后续的观察和检测活动。这样，一副由师生共同完成的气泡图就诞生了（如下图）。使用气泡图便于学生及时整理和反馈探究活动中获取的信息，有利于直觉思维的形成，促进对整个知识架构的掌握。
  
 网状图出现在三上“水和空气”单元第一课《水》的教学活动中。本课时开门见山的第一个教学活动即是学生运用网状图交流有关水的已有认识。对于三年级学生来说水是他们最熟悉不过的了，他们可以说出水的很多相关知识。但是他们的思维是断的、零散的、支离破碎的。教师的任务就是帮助学生把这些点进行归纳，并用圆圈和直线穿起来形成一张有结构的网状图。使用网状图可以帮助学生围绕“水”主题作尽可能多的联想，由此教师通过这一项活动将有机会评估学生在本单元学习前有关水的原有知识，确定探求新知的起点（在学习新知识以前，为学生提供先行组织者可以促进学生的有意义学习——奥苏贝尔）。
 要想让学生通过网状图来对水的概念进行梳理，首先要让学生对网状图进行一次深入的理解。由于学生首次接触，网状图的形成不能一步到位，在教学时可以安排两个层次的活动环节。首先教师通过提供小卡片先让学生自己写出关于水的知识，并根据自己的理解分类进行展示，这一过程为学生提供机会展示有关水的初始想法，了解学生的原有认知水平；然后在教师的引导下，从水的“存在方式”、“用途”、“和生物的关系”、“基本特点”等方面将水的知识进行分类和梳理，也就是将第一层次的分类按照新的认识目标进行合理地合并与概括，形成思维的网状脉络，提高学生处理信息的能力。
 网状图完成后，学生理清了新旧知识间的关系，明确新的探究目标，网状图为建构新的最近发展区架起了“思维的桥梁”。
 3．概念图运用在教学实践中应注意的问题。
 将概念图运用于小学科学课教学，能促进学生良好认知结构的形成，提高教师的教学效益和学生的学习效益。但是由于三年级小学生刚刚处于科学学习的启蒙阶段，接受概念图、运用概念图会存在明显差异。帮助学生掌握概念图的运用就需要教师循序渐进的指导，并针对少数绘图能力较弱的学生应多给予支持与帮助。
 笔者在教学实践过程中，探索运用了“卡纸拼图”、“游戏连连看”、“概念找朋友”等教学活动，逐步引导学生概念图的认识与运用。这些充满游戏趣味性的教学活动，使学生在心理上对概念图多了一层亲近和理解，摆脱了茫然接受的被动与惧怕。同时，教师要重视学生参与讨论绘制概念图活动的积极性，积极评价学生的科学态度，激发他们的创造力，让学生在运用概念图梳理概念时觉得很有成就感。
 此外，在教学中要时时强调概念图的优势与应用方式，凸现概念图的工具性、科学性特征，让学生认同这是一个对他们有用且有效的学习策略，鼓励学生将概念图融入到其他领域的学习，使科学素养的启蒙扎根于三年级小学生的心灵。
 二、对概念图融入科学教学的进一步思考
 1．概念图可作为形成性评价的有效工具。
 概念图不仅是建构性学习中帮助学生搭建“脚手架”的好工具，同时也可以作为学生形成性评价的有效工具。教师可以根据每课时教学或单元教学进行形成性评价，观察学生设计相关概念图的构图过程，了解其学习进展和内心思维活动的情况，以便给出及时诊断，改进教学。例如三上科学《比较柔韧性》一课的教学活动后，要求学生自己通过观察和思考，把塑料的特性概括在气泡图上。学生观察课本中的插图后，从“各种形状的塑料勺”概括塑料容易制作成多种形状的特性，从“雨衣”、“雨伞”、“雨靴”概括出塑料能防水的特性，从透明的“塑料袋”、“塑料瓶”、“塑料管”概括出塑料有透明的特性，从中可见学生的思维有正确的认识，也有错误的导向，原因在于学生对教材所提供材料的分组有误解。教师应及时评价学生积极的科学态度，并帮助学生重新分组观察，梳理概念。“塑料勺”、“塑料袋”、“塑料瓶”可分类为一组观察，并提供多种色彩、各种形状、不透明的塑料袋和塑料瓶进行比较，概括塑料“可塑性强”的特性；“雨衣”、“雨伞”、“雨靴”、“塑料管”也分为一组讨论，并提供其它多种用途的耐腐性塑料管和防腐服，丰富、完善学生对塑料“耐腐蚀性”的认识。通过气泡图对“塑料”概念的形成性评价，学生的学习进展和内心思维活动一目了然，教师更有利于因势利导，查漏补遗。
 概念图还可以作为总结性评价的工具，使学生头脑中关于某一类概念的知识结构图示再现。概念图较之传统的试题测试，其优点在于为教师和学生提供的考试不只是考察零散的知识点，它更能反映学生学习活动之间的内在联系，帮助教师和学生可以清晰地了解学生学习的整体状况，从而有效地帮助学生认识自我。
 综上所述，概念图作为形成性评价工具体现了新课程“三维目标”的整合，即强调科学知识与技能、科学探究（科学过程和方法），以及科学情感态度与价值观三个方面的整合，使课程目标由知识本位转向为为学生的发展本位。
 2．拓展概念图，与思维导图相结合。
 概念图虽然在帮助学生梳理认知结构中已有的概念及相互之间的内在关系有着明显的优势，但往往部分学生在课堂有限的时间内不能发现概念之间的联系，分清概念的主次。例如教学三上科学《大树和小草》一课，学生运用维恩图找到大树和小草的相同点，也就是找到了陆生植物的主要特点；在教学《观察水生植物》一课时，学生又运用维恩图找到了水生植物的主要特点。当教学中要求运用维恩图找到水葫芦和狗尾草的共同点时，其实就是运用概念图在学生已有的“陆生植物”和“水生植物”的概念中分析梳理“植物”的基本概念。此时，拓展维恩图，恰当地与思维导图相结合，就能展现完整的概念网络，有助于学生建立正确地思维导向，分清概念的主次关系。（如下图）
  此外，新课程框架结构的单元教学模式，有利于学生在单元学习结束后，结合概念图和思维导图建立完整的单元知识框架体系。对学生而言，这样不仅可以理清自己的学习思路，建立自己所理解的整单元的认知框架体系，还可弄清概念及其之间的内在联系，提高学习效率。对教师而言，则能通过思维导图发现每个学生的单元认知结构，还能通过概念图了解学生对所学概念的理解和认知程度，从而对学生所具有的共性问题作出具体指导和相应的教学方案，反思学生个性问题的差异及意义。
 概念图和思维导图的结合可谓取长补短，不仅能使师生双方都从新的视角对所学知识进行系统梳理、深化拓宽，从而实现知识的活学活用，而且还有助于教师的科研和学生的自学。
 综上所述，概念图在小学科学三年级教学中的实践与应用能有效促进学生良好认知结构的形成，从而帮助教师和学生提高教学效率。概念图的应用也不仅仅局限于科学学习的启蒙教育，它将成为一种有用且有效的建构学习策略贯穿于科学学习终身。运用概念图远远不止上述几种形式，在四到六年级的教学中还会进一步拓展，其在课堂教学中的应用还有很多内容需要我们去探索。
 

参考文献：
1．教育科学出版社 《小学科学教师教学用书》三年级上册 2007.7
2．黎加厚（上海师范大学）齐 伟《关于概念图的对话》
3．南通师范　陈建《概念图在物理教学中的应用》

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