基于“概念图”教学以促进科学课堂学习的有效性

叶存金

（永嘉县水云学校，浙江 永嘉 325116）

在初中科学教学中，我们经常遇到这样的问题，一些学生易错的概念，在复习时教师尽管再三分析纠正，但学生在解答类似的问题时，雷同的错误依然存在。显然复习教学的有效性受到了质疑。那么，如何提高初中科学复习教学的有效性、提高学生的学习能力呢？ 经过前段时间阅读 《思维导图——大脑使用说明书》、《试论概念图及其对科学教育的启示》、《初中化学概念地图》、《初中物理概念地图》 和 《概念图——化学概念复习的火车头》等一系列书后，我认为利用“概念图”教学策略可改变学生的认知方式，提高复习的有效性。

1 什么是概念图

概念图是诺瓦克博士根据奥苏贝尔的“有意义学习理论”提出的一种教学策略。所谓概念图，简单讲就是一个概念关系图，是用来组织和表征知识的工具[1]。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。如图1 所示。

图1 物质分类的概念图

由图可见，概念图能够建构一个清晰的知识网络，并使得学生通过概念图直观快速地把握一个概念体系，有助于学生理解概念之间的关系，改变只是简单地记住一些孤立的、零散的事实与概念的现状。在建构概念图时，可先罗列与主题有关的核心概念，将列出来的概念排序，把最有包容性的主概念放在图的中心、顶端或前端，逐步用箭头把概念连接起来，并用连接词加注，也可以把说明概念的具体例子写在概念旁来完善整个概念图，概念图是一种有效的复习与教学工具。

在诺瓦克看来，概念图是用视觉再现认知结构、外化概念和命题的一种方法[1]。由于每个人感知事物及其规律的差异，每个人建构的概念图结构也各不相同。所以学习者制作的概念图在很大程度上反映了学习者的认知结构，教师可以据此了解学生知识的掌握情况。从某种意义上说，学习过程就是概念图不断完善的过程，教学者和学习者可以通过不断地建构，寻求达成一致的机会。

2 概念图在初中科学复习中的应用

2.1 利用概念图梳理概念，进行有意义学习

建构主义学习理论认为，只有发挥学生的主观能动性，使用已有的知识经验，亲身经历知识的形成过程，才能够使学生理解知识。绘制概念图能够有效促进这一过程的发生，并且能把这个整合过程形象直观地呈现出来。在绘制、修改完善的过程中，不断分析、比较概念与概念之间的异同和内在联系，比单纯靠记忆来学习概念更能激发学习兴趣，知识提取和运用的正确率也越高。

平时我们的教学都是按照单元课次顺序进行的，由于学生学习的概念还处于孤立、零散阶段，尚未将其联系成网络与体系。在教学中，我们常常遇到的“一错再错”现象；学生做完一道科学题后，问他这道题运用了什么科学知识，它们之间有什么样的联系，有90%左右的同学都回答不知道。究其原因，是学生对相关概念理解不到位造成的，为了帮助学生建立科学概念之间的联系，我以概念图作为教学工具，如在复习八年级科学上册第一章第4 节《物质在水中的分散状况》和第5 节《物质的溶解》的教学中，可以先列出如图2 所示的概念图。

图2

然后要求同学们把各个概念之间的“连接词”填到相应的括号中去，于是就变成了如图3 所示的概念图。

图3

接着，再问学生：“你们看这几个概念之间还有联系吗？”学生通过讨论后发现饱和溶液和不饱和溶液之间的联系，对图上内容作了补充，变成了如图4 所示的新概念图。

图4

概念图的绘制与不断完善过程是学生对概念的外延和内涵的一次再认识过程。由上例可见，应用概念图进行概念树立，已不是新授课的简单重复，而转化成了学生的思考活动。概念图可帮助学生将多个概念（事实）有机地联系起来，使零散的知识形成有结构的知识体系。这种有意义的学习，能够有效地防止学生对知识的死记硬背，从而提升学生对科学知识的理解能力。

2.2 利用概念图作为可视化思维支架，提高原认知水平

概念图作为一种认知工具，可以引导和支持学生的思维活动。学生在整理、复习的时候，在概念图的引导下进行比较、分析、综合等多种思维活动；在绘制概念图的过程中，帮助学生理清思路，提高思维品质，支持知识的建构。如，学生对化学式“CH4”所表示的含义的漏答或错答现象，可指导学生仿照教材上化学式“CO2”的概念图，来建构化学式“CH4”所表示的含义概念图，如图5 所示。

图5 “CH4”的概念图

要将概念图成为学生学习的工具，需要经过模仿阶段和教师的指导。例如，上例中在寻求化学式“CH4”的含义时，要按一定的逻辑或顺序布局，从宏观上看，它表示的是“一种物质”；从微观上看，它表示一种物质的“分子”；从组成上看，它是由“元素”组成；从构成上看，它的分子是由“原子”构成；从物质表示的量来分析，它包含“相对分子量”、“各元素质量比”、“原子个数比”、“元素质量分数”等信息，最后用箭头连线和简洁明了的连接词来表明概念含义的指向，画出概念框图。

概念图作为表征知识工具，可以有效地将思考过程可视化，在画的过程中理清知识形成的思路，有助于陈述性知识向程序性知识的转化，从而提高学生的原认知水平，提高学习的效率。

2.3 利用概念图来诊断，促进自省纠错

概念图可以在教学中用于评测学生对概念的理解程度[2]。在教学任务完成以后，教师将评价主题中的核心概念和相关概念罗列出来，或者让学生列出该主题中的核心概念，并完成概念图。例如，在复习物质的构成这一主题时，我把涉及物质的构成的“分子”、“原子”、“离子”、“元素”、“纯净物”、“混合物”等核心概念进行了罗列（如图6 所示）。

图6

然后，让学生用连接词及箭头把它们连接起来，清楚地呈现出各概念之间的联系。最后，教师出示事先制作的“相对标准”概念图（见图7），对学生概念图中所反映的知识掌握质量进行定性评判，引导学生依照“相对标准”概念图进行自我评价。

如果对概念不理解，概念间关系不清晰，学生是很难将这些概念组织成层次清晰、关联准确的概念图的。只有对相关概念有了较深的认知和理解，学生才能正确地用连接词及箭头把它们连接成一个概念图。所以，利用概念图评价可以准确地反映学生对相关概念的认知和理解程度，是测量学生的理解水平、评价教学效果的理想工具。

图7

3 应用概念图教学的几点思考

3.1 概念图教学策略有一定局限性

在课型方面，比较适合复习课，而新课中的应用则极少；在学科方面，初中科学中的生物和物理知识相对较少，在初中化学方面相对较多；在知识方面，概念图教学策略适合应用于一个概念较为集中的领域，从这个概念能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，如物质的构成、物质的分类等，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。

3.2 概念图教学策略的利用有前提

就是学生已经初步了解了相关的概念，概念图是把这些概念用连接词及箭头连接起来，以图的形式来表现概念与概念之间的相互关系，以建立良好的知识结构。如果学生没有这些概念基础，就无法绘制概念图。

3.3 要及时有效反馈

同学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。

3.4 在制作概念图时，一个概念图只能有一个主题

要从涵盖范围最广的概念出发，根据概念之间的关系以箭头相连，连线旁写连接词。概念图有一个完善的过程，有了初步的概念图以后，随着学习的深入，可以不断地修改。绘制时还应注意字迹要工整清晰，连接词要简洁明了，预留适当的自由拓展空间，以便修正和改进。

4 结束语

总之，在科学学习中用概念图教学策略可以帮助学生了解科学知识的结构，有利于学生对知识的记忆和保持，有助于学生理解核心概念及其网络等知识；还有助于培养学生发散思维能力，检查、发现知识的不足或错误，及时进行补救和调整。绘制、修改和完善概念图有利于提高学生的学习能力，改进学习方法、提高学习兴趣，减轻学生的学习负担。以概念为载体，以概念图构建为平台，可使“教师的教”与“学生的学”和谐统一，以最简明的方式建构最丰富的知识体系，从而促进科学课堂学习的有效性。

［1］伍新春.试论概念图及其对科学教育的启示[J].心理发展与教育,2007(8).

［2］曾刚.初中化学——概念地图[M].2010,3.