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科研论文

以概念图为链,建构核心概念

作者:浙江教育资源网 来源:浙江教育资源网点击数: 发布时间:2020-03-17 09:53
——概念图教学模式在三年级课堂的应用
 
    内容摘要:核心概念是小学科学课程内容的核心,也是教材的主线。如何帮助刚刚接受科学启蒙教育的三年级学生建构核心概念?笔者在教学实践中引导学生运用概念图来记录和加工整理信息,以概念链的形式形成概念网,并不断地向网络增添新内容,从而逐步建构核心概念。本文以教学实例与教学理论为依据,阐述概念图教学模式在小学科学三年级教学中的实践应用。
关键词小学生;概念图;建构;核心概念
 
    韦钰院士在《科学教育的原则和大概念》中指出:科学教育的目标不是去获得一堆由事实和理论堆砌的知识,而应是实现一个趋向于核心概念进展的过程,这样有助于学生理解与他们生活相关的事件和现象。在这种指导思想下,当前小学科学的课例研究要向概念研究迈进,即研究学生的前科学概念、研究本课要达成的核心概念。下面以教科版小学科学三年级上册教学为例,谈谈以概念图为链,建构核心概念的教学实践探索。
     一、审视单元内容,提炼核心概念
    科学领域的内容分为三层次:第一层次是构成领域内容的核心概念;第二层次是核心概念内容的分解,用具体概念表示;第三层次是体现具体概念内容的现象和实例。教师要审视课程单元内容,识别、确定本单元的学科观念与核心概念,为思维过程指明方向。
    “植物”是学生学习科学课的第一单元,学生们将对生活在周围的不同植物进行观察比较,通过比较陆生植物(大树、小草)和水生植物(金鱼藻、水葫芦)的不同特征,通过观察植物的生长和变化,对植物的共同特征形成初步的认识。由此可见,这些内容都可以成为学生建构核心概念的载体。本单元将提炼出的核心概念是生命体基本特征。
    在“动物”单元中,学生们将通过饲养和观察蜗牛、蚯蚓、蚂蚁和金鱼,认识它们的生存需要,对动物的共同特征形成初步的认识,并在“植物”单元的基础上继续帮助学生建立生命体的核心概念。我们构建的以“生命体”为主题的概念体系图如图1所示:
 
    “我们周围的材料”单元将让学生经历物质世界的探究之旅。学生们将比较木头、金属、塑料、纸、砖、陶瓷等常见材料在硬度、韧性、吸水性和在水中沉浮等方面的异同,认识到不同的材料具有不同的特性,不同的特性决定了它们不同的用途。本单元将提炼出“物质特性”的核心概念。
    “水和空气”单元,将是一段充满挑战的旅程。学生们要想办法来解决、用证据来证明在探究水和空气过程中产生的许多问题,最终,学生们将在事实的基础上,认识到水和空气在重量、体积、形状、占据空间、流动等方面的许多特性(即具体概念),并且建立对固体、液体、气体、物质等核心概念的理解。我们构建的以“物质”为主题的概念体系图如图2所示:
 
    二、利用概念图,渗透核心概念
    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。
    美国康乃尔大学的两位学者诺瓦克和戈文根据自己的经验和实验研究提出概念图教学模式,它以直观形象的方式表达知识结构,有效地呈现思考的过程及知识的关联,引导学生理解具体概念,进行核心概念建构,提升逻辑思维能力,被证明是一种行之有效的教学策略。
     (一)分析教材,列出概念图
    教材中出现的概念图主要有:维恩图、气泡图和网状图。具体如下表:

单元 第几课 概念图类型 内容 在教科书中的位置 目的
第一单元植物 3、大树和
小草
维恩图 大树和小草的比较 总结阶段 整理信息、找出“大树和小草”的相同和不同处
4、水生植物  维恩图 水葫芦和金鱼藻的比较 总结阶段 整理信息、找出水葫芦和金鱼藻的相同和不同之处
第二单元
动物
4、蚯蚓 维恩图 蜗牛和蚯蚓的比较 总结阶段 整理信息、找出蜗牛和蚯蚓的相同和不同之处
6、金鱼 维恩图 蚂蚁和金鱼的比较 总结阶段 整理信息、找出蚂蚁和金鱼的相同和不同之处
第三单元
我们周围的材料
2、哪种材料硬 气泡图 金属的特性 中间环节 记录我们了解的金属的特性
3、比较韧性 气泡图 塑料的特性 中间环节 记录我们了解的塑料的特性
5、材料在水中的沉浮 气泡图 木头的特性 总结阶段 记录我们了解的木头的特性
第四单元
水和空气
1、水 网状图 水的知识 起始阶段 把我们了解的有关水的知识表示在网状图上
2、水和食用油 维恩图 水和食用油的比较 总结阶段 整理信息、找出水和食用油的相同和不同之处
3、谁流得更快一些 维恩图 固体和液体的比较 总结阶段 整理信息、找出固体和液体的相同和不同之处
5、我们周围的空气 气泡图 空气的知识 起始阶段 把我们了解的有关空气的知识表示在气泡图上
维恩图 水和空气的比较 总结阶段 整理信息、找出水和空气的相同和不同之处
6、空气占据空间吗 维恩图 水和空气的比较 总结阶段 继续整理信息、进一步找出水和空气的相同和不同之处
 
    (二)巧用维恩图,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把只属于两个个体的特征分别记在一个圆里,而它们的共同特征则记入两个圆的交叉部分。
    在《动物》单元第4课《蚯蚓》设计了蜗牛和蚯蚓的比较,蜗牛代表的是软体动物,而蚯蚓的身体也是柔软的,但它属于环节动物。两者的形态特征区别明显,学生在比较过程中很容易获取两者间的许多零散知识点。维恩图帮助学生把这些零散的知识点分类集中在一起,梳理形成动物形态的多样、结构的多样等概念,然后从蜗牛和蚯蚓的分类信息中找到信息之间共同的内在联系,感知对“动物基本特征”概念的理解。如以下教学片断:
    师:同学们发现了蚯蚓有哪些特点?
    生(经过补充、删选):蚯蚓的特点有:生活在潮湿土壤里,身体有环节,有环带,柔软,吃落叶等食物,蚯蚓的身体是伸缩前进,会排泄,会繁殖,对外界刺激有反应……
    (教师在维恩图右边的圆圈中出示蚯蚓的特点)
 
    师:还记得蜗牛有哪些特点?
    生(经过补充、删选):蜗牛的特点有:生活在地面潮湿之处,有壳,身体柔软,有触角和眼睛,吃菜叶等食物,蜗牛的腹足如波浪般前进,会排泄,对外界刺激有反应……
    (教师在维恩图左边的圆圈中出示蜗牛的特点)
    师:仔细观察比较一下,蜗牛和蚯蚓有哪些共同之处?
    (教师根据学生梳理,把蜗牛和蚯蚓共有的特点写入维恩图交叉位置,再把两边共有的特点划去。)
 
    找出了蜗牛和蚯蚓的相同点,也就是找到了陆生动物的主要特点。接着学生在第5课观察昆虫的代表—蚂蚁,昆虫是世界上最大的一个类别。第6课的金鱼是水生动物,与蜗牛、蚯蚓、蚂蚁的生活环境截然不同。教学的最后部分仍然采用维恩图的方式比较蚂蚁(陆生动物)和金鱼(水生动物)的相同和不同。
    利用维恩图分类比较,串起各种动物的特点,教师和学生在头脑中构造出了一个清晰的“动物”概念网,体会到动物生命体的内在联系和特征,从而指向“动物”单元的核心概念—生命体的基本特征。
    (三)妙用网状图,内化概念
    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。
     1、气泡图
    气泡图是一种简单的网状图,注重于学生对即时观察的已知信息的整理和反馈。“材料”单元第2课《哪种材料硬》,出现关于金属的特性气泡图内容,这是三年级学生刚接触气泡图的第一课。在学生完成“比较硬度”、“观察用砂纸打磨后的铁的颜色和光泽”、“用铁锤砸扁铜丝”、“比较木条、塑料条和金属条的传热性能”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,记录在气泡图里(如下图)。这样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,促进对整个知识结构的内化。
 
    在第3课《比较韧性》和第5课《材料在水中的沉浮》中,教材继续运用气泡图来完善学生对塑料和木头特性的认识,让学生从对事物的一个特性的关注转移到对多个特性的关注上,进而理解材料与人类生活的关系。这部分内容直接指向希望学生形成的核心概念—物质特性。
     2、网状图
    网状图可以帮助学生围绕中心词作尽可能的联想,由此教师可借此了解学生的前科学概念,为教学确定起点。“水和空气”单元第1课《水》的第一个    教学活动就是让学生运用网状图开展有关水的知识的交流。教师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。学生也将在此过程中对水的知识进行分享、质疑、分类及梳理,提高处理信息的能力。在教学时可安排两个层次的活动环节来形成网状图。如以下教学片断:
    师:关于水,你知道些什么?
    生:可以喝,可以洗手,河里有水……
    师:同学们先开个小组交流会,把有关水的知识记录在气泡图里。
   (小组完成后,全班交流,教师在黑板上的气泡图中记录有关水的知识)

 
    师:同学们知道水的这么多知识,能按水的“存在方式”、“用途”、“和生物的关系”、“水是什么样的”四个方面将水的知识再进行分类吗?
    生:喝水、洗手、做饭是水的用途。
    生:浇花和浇树是因为植物需要水,这应该属于水和生物的关系。
    (师生共同整理形成有关水的知识网状图)
    在第5课《我们周围的空气》中同样借助气泡图的方式来展示学生对空气的原有认识。教师引导学生在完成气泡图时,要注意气泡之间的关联,整理形成网状图的结构(如下图)。
    使用网状图,学生把零散的知识进行合理地概括与分类,初步形成液体和气体的基本特征的认识,体会到水和空气在重量、体积、形状、占据空间、流动等方面的不同特性,从而对液体和气体的核心概念有了初步的理解。
     三、结语
    以科学概念作为教学目标,将促进学生对事实的理解,有助于他们形成重要的科学观念和思想,体现了科学教育改革的新方向。在三年级课堂中运用概念图教学模式,能促进学生形成良好的认知结构,提升学生的思维能力,逐步建构科学核心概念。但由于三年级学生的年龄特点和心理特点,在接受概念图、运用概念图会存在明显差异。因此帮助学生掌握概念图的运用需要教师循序渐进的指导,并针对少数整理分析能力较弱的学生给予支持与帮助。
 
 
参考文献:
[1]2013小学科学课程标准修订稿(课程性质和基本理念).
[2]王伟文.小学科学概念图教学模式初探[J].科学课,2009(02).
[3]芮莉.小学科学课围绕核心概念教学的实践探索[J].北京教育学院学报,2012,7(3):57—60.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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