搭建可视化的思维支架

搭建可视化的思维支架

作者：季焕忠

来源：《教育界》2011年第09期

在当前的初中科学复习教学中， 我们应改变传统复习课的教学模式， 利用概念图教学策略为学生搭建思维活动的支架， 让学生在进行知识整合、合作交流的基础上建构一个主题的概念关系图。概念图能清楚地呈现出各概念之间的联系与区别， 使概念学习显性化、可视化， 可以有效促使学生开展有意义学习， 促进学生认知方式的改变。通过概念图来诊断评价学生的学习， 增强学生的理性思维能力， 切实提高科学复习课的效率。现将笔者在实践中的一些做法和感受与同行进行交流。 一、什么是概念图及其教学意义

概念图是上个世纪60 年代康乃尔大学的诺瓦克（J.D.Novak） 博士根据奥苏贝尔（DavidP.Ausubel） 的有意义学习理论提出的一种教学技术。诺瓦克博士认为： “概念图是用来组织和表征知识的工具。它通常将某一主题的有关概念置于圆圈或方框之中， 然后用连线将相关的概念和命题连接， 连线上标明两个概念之间的意义关系。”［1］我们可以主动自觉地在教学活动中利用概念图来帮助教师和学生提高教学质量。概念图有四个基本的组成部分， 它们分别是概念、命题、交叉连线和分级结构。它是由代表概念的节点和表征概念间关系的连线组成， 以视觉再现认知结构、外化概念和命题的一种方法， 又称概念构图

（conceptmapping）、概念地图（conceptmaps） 或概念网（conceptwebbing）。这种以图示表达人们头脑中的概念、思想、理论等的方法， 能把人脑中的隐性知识显性化、可视化， 便于人们思考、交流和表达。

新一轮的基础教育课程改革， 倡导在初中阶段整合传统的物理、化学、生物和地理为一门综合课程——科学。“通过反映自然界同一性的统一的科学概念与原理” 来进行整体设计是科学课程的主要途径之一， 它肯定了概念学习在科学课中的重要地位。因此， 在科学教学中， 应用以概念为核心创建概念图的策略显得尤为重要。另外， 科学课程具有极强的交叉性和综合性， 使得较多习惯于分科教学的教师在科学教学中不易把握科学课程的系统结构， 表现出不适应。概念图此时可以表现出它的优势。研究表明，这种视觉图表（概念图） 容易被学习者快速识别并迅速掌握， 有助于提高学习者对知识系统的整体理解力。因为，从知识表示的角度看， 概念图能够构造一个清晰的知识网络， 便于学习者对整个知识架构的掌握， 有利于直觉思维的形成和促进知识的迁移。

二、应用概念图进行知识整合， 促进学生的有意义学习

国外学者Klausmeir 等（1974） 通过研究发现， 画概念图策略， 有利于新旧知识的整合， 促进学生进行有意义学习： 对某一概念的新例做出概括， 并能辨别出该概念的反例； 通过意义连接， 能找到某一概念的上位概念、下位概念及组合关系的概念； 找出某概念与其他

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概念间的各种对应关系（意义连接）； 解决与某概念相关的实际问题。因此， 为了帮助学生形成完整的认知结构， 往往需要教师引导学生抓住知识的内在联系与要领， 纵览全局， 对所学的知识进行整合， 以形成良好的认知结构。［2］

在教学的过程中经常发现许多学生的科学知识之间缺乏联系、缺乏系统， 知识掌握得不扎实， 解决问题的能力差。所以， 教师应该在教学中采取有效的方法促使学生以理解的方式复习知识， 促使知识结构化、系统化。引导学生主动建构概念图无疑是一种高效复习科学知识的途径。学生通过建立概念间的联系， 可以深入理解知识， 使零散的知识结构化、条理化、系统化。这样有利于学生长期有效地记忆知识， 激发学生学习的主动性、创造性， 使他们感受到学习成功的快乐。同时， 在制作概念图的过程中，学生需要反思自己学习的过程。因此， 概念图还可以作为一种元认知策略， 提高学生的自学能力和自我反思能力。 案例： 复习科学九上物质组成和分类

【探测前概念， 揭示迷思概念】首先布置学生课前看书本回顾相关的知识， 上课时要求学生介绍物质分类的相关概念， 如： 纯净物、混合物、单质、化合物、金属、非金属、有机化合物、无机化合物等； 接着， 课件展示物质组成的概念框架图（图1， 课前以卡片的形式分发给每一位学生）， 再问学生： “你们能将这些概念填写在图1 中适当位置， 并能正确表示各概念层级关系吗？” 学生根据自己的理解完成概念图的填空， 教师巡视， 观察学生的完成情况，选择有代表性的错误记录下来。

【师生交流， 解构迷思概念】展示学生典型错误， 促进学生的有效交流， 尽量让学生来评价学生， 在达成统一的认识基础上， 展示标准图（图2， 课件展示）

【提出新的问题， 继续完善构图】在图2 的基础上， 教师接着问： “无机化合物可分为几类？ 有机化合物根据相对分子质量的大小又可分为哪两类？” 根据学生的回答完善构图。

教师接着提问： “常见的纯净物中各物质的组成情况是怎样的？ 你能逐一加以说明吗？ 请各举一例。” 学生讨论、交流、回答、补充， 在此基础上完成最终的概念图（图4） 在教学中应用概念图， 应当一步步走。学生刚刚接触概念图时面对比较复杂的知识结构， 往往无所适从， 教师可以先制作出模板， 学生按照模板完成内容。对于概念结构较简单的内容， 老师可以提供一系列概念， 让学生自己动手， 根据自己对知识的理解构造概念图。绘制概念图的过程就是促使学生积极动手和思考的过程， 他们能够从整体上掌握基本知识结构和各个知识间的关系， 促进新旧概念的整合， 形成概念网络， 随着知识积累的加深， 网络的编织会更加完整。另外， 概念图的形成是学生经历一次头脑风暴的过程。这既是原有思维的呈现， 更是创造性思维的激发过程。当用概念图把知识展示出来时， 知识结构会变得更加

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清晰， 这时很容易产生新想法。概念图中的交叉连接需要横向思维， 是发现和形成概念间新的关系、产生新知识的重要一环。 三、应用概念图教学的几点思考

1．概念图教学策略的应用有一定局限性。概念图教学策略适合应用于一个概念较为集中的知识领域， 从一个核心概念可以引出相关的一系列概念， 这样的知识领域比较适合这一方法， 如： 物质的分类、运动和力、光合作用等，至于那些浅显的、基本的知识领域的概念一般不必用概念图来表达， 以免把简单的问题复杂化。

2．概念图教学策略适宜在复习时应用。概念图教学策略的利用有一个前提， 就是学生已经初步了解相关的概念，概念图是把这些概念用连接词及箭头联结起来， 以图的形式来表现概念和概念之间的相互关系， 以建立良好的知识结构。如果学生没有这样的知识储备， 就很难绘制概念图。

3．要及时有效反馈。学生间的分析和讨论是修正、完善概念图的必要环节， 教师应及时发现学生在构建概念图过程中出现的错误、遇到的问题等， 及时反馈与指导解决。学生在画概念图的时候要预留适当的自由拓展空间， 以便修正和改进。因为概念图有一个完善的过程， 有了初步的概念图之后， 随着学习的深入， 可以不断地修改。

总之， 在初中科学复习课中， 教师的任务不应是替学生找出各部分知识的现成结构， 而是及时组织、引导学生对前面所学的知识进行归纳整理， 让学生通过自己的理解和加工， 建构出一个个可用的概念图。让学生在绘制、修改和完善概念图的过程中提高思维能力， 改变现有的认知方式， 提高学习兴趣。教师在组织教学时， 以概念图为载体， 为学生的思维活动搭建一个可视化支架， 使教师的教和学生的学良好互动， 提高科学复习课的效率。正如概念图的创始人诺瓦克所说： “要建构一个好的概念图， 学习者必须积极地寻找新概念间以及新与已有知识间的联系，必须为这些知识寻找一个好的层次结构。这些都是意义学习的本质活动。”

【参考文献】

［1］ 杨凌.概念图、思维导图的结合对教与学的辅助性研究.电化教育研究， 2006（6） . ［2］ 斯克良.物理教学中运用概念图导学的思考.新课程研究•教师教育， 2007（7） . ［3］ 薛春兰.化学单元复习课概念图教学模式的建构和实践.中学化学教学参考， 2009（10） .

［4］ 魏林明.在初中化学复习中应用概念图教学策略的实践.中学化学教学参考， 2009（11） .

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