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關鍵詞:迷思概念;概念轉變;概念圖;教學策略
一、概念界定
1.迷思概念
迷思概念指學生對于某一特定學科在學習之前或者在學習過程中,通過自身的觀察和體會,對某事件或現象形成自己的理解和認識,而這些理解和認識有別于目前科學家所公認的想法,甚至有可能是非本質的或者完全錯誤的,亦即是指學生對某一科學概念的解釋與教材內容部分不完全相同或不相同。
2.概念轉變
概念轉變是指個體原有的某種知識經驗由于受到與此不一致的新經驗的影響而發生的重大改變。本研究中的概念轉變是指個體原有的知識經驗受到與此不一致的新知識經驗的影響,經過自己不斷的調整、修正從而發生的重大改變。
1.創設問題情景的教學實施策略
問題情景是指在一定的情景中或一定的條件下,教師依據教學內容向學生提出問題,以激發學生的問題意識。在教學過程中創設問題情景,學生通過對需要解答的問題作出相應的思考,以此在學習過程中獲得新的知識與方法。
2.構建化學概念圖教學實施策略
概念圖教學策略就是一種可以充分表達學生頭腦中的知識結構的教學方法。概念圖是由節點和連線構成,節點代表概念,用連線來連接概念。連線的連接詞則說明兩者之間具體是什么樣的關系。
3.合作實驗探究的教學實施策略
實驗探究法是指教師通過對教材精心設計與編制,以進行實驗的方式引導學生按照科學家的科學研究方式和探究思路,對知識進行重新發現并創造屬于自己的新知識的教學方法。
4.化學圖像演示法教學實施策略
圖像演示法本身所具有的簡明直觀、過程清晰、化難為易等特點使圖像法策略在化學平衡的教學過程中顯得尤為重要,因此在化學平衡的教學過程中加強圖像教學,不但可以培養學生作圖、識圖、分析圖像的能力,而且還能引領學生逐步掌握科學合理的學習方法,增強學習信心,提高學習效率。
三、化學平衡迷思概念探查及轉變的實踐研究
1.化學平衡迷思概念的探查研究
自編《化學平衡概念體系迷思概念診斷試題》問卷。本問卷參考已有的化學平衡概念體系迷思概念的研究成果,并通過訪談有經驗的教師,針對學生易混淆、易出現“迷思”的問題編寫而成。問卷的形式為二段式選擇題,第一段要求學生選出答案,第二段再針對第一段所選的答案寫出選擇的理由。此實驗的被試對象為高二年級的3個班級,共128個學生,被試年齡分布為15~16周歲,被調查的學生均已學過化學平衡的相關知識。
2.探查結果
通過對學生關于化學平衡概念體系所存在的迷思概念的問卷調查和訪談我們可以看出:化學平衡概念體系中不管是抽象的定義性概念,還是具體的運用性概念,學生都會出現迷思概念。如,部分學生會認為達到化學平衡時,反應物全部轉化為生成物,反應物的物質的量濃度為零:催化劑只能對正反應起作用,對逆反應沒有影響;認為升溫只能使正反應速率增大,對逆反應速率不影響或者使逆反應速率減小等。
3.轉變學生迷思概念的教學實踐研究
本人挑選了兩個普通班在高二上學期期末考試化學成績相差不多的班級進行對比實驗。實驗班采用概念轉變教學策略的教學方式進行教學,而對照班采用常規的教學方式進行教學。
(1)實驗變量分析
自變量:教師在實驗班級采用轉變概念教學策略實施教學,在對照班級不使用轉變教學策略而是進行常規教學。
因變量:本研究的因變量是化學平衡概念的學習成就,通過前后測進行檢驗。
在實驗的過程中,為了保證實驗的信度,實驗班和對照班在開展這一學習活動的階段均未安排其他教學改革實驗,盡可能降低無關變量的影響。
控制變量及處理:實驗前通過前測確保兩個班級的學習成績、年齡、人數保持在相當的水平,同時要保證實驗班級和對照班級都不知道在進行教學實驗。
(2)實踐研究結果
在實驗之前,筆者通過《化學平衡迷思概念前測試題》對實驗班和對照班進行分析,得出結果如下:
表1 實驗班與對照班學生前測T檢驗結果
■
通過表1說明,在進行迷思概念轉變的教學實施之前,實驗班與對照班的平均成績分別為73.65分和72.23分,說明兩個班的化學平均成績非常接近。由于P=0.643>0.05,說明筆者所選取的兩個班化學成績沒有顯著性差異,屬于同質班級,因此可以作為兩個平行的班級進行實驗。經過一個學期的教學實施之后,筆者通過《化學平衡迷思概念后測試題》對實驗組和對照組進行分析,得出結果如下:
表2 實驗班與對照班學生后測T檢驗結果
■
通過表2說明,經過轉變迷思概念的教學實施之后,實驗班和對照班的平均成績分別為77.92分和72.10分,相差達5分之多,說明了轉變迷思概念的教學實施對學生的化學學習產生了影響力。由于P=0.048
四、實驗分析及結論
1.學生存在迷思概念的原因
學生形成迷思概念的原因有兩方面:外在因素和內在因素。外在因素包括:(1)生活經驗和生活語言;(2)社會交往和大眾傳媒;(3)教材的編寫;(4)教學的方法;(5)教師的素養;(6)相關學科的影響等。內在因素包括:(1)學生思維發展水平;(2)學生思維方法;(3)學生學習方式和學習習慣;(4)學生思維品質的特點;(5)興趣愛好、動機等。
2.轉變學生迷思概念的成效
通過實驗前測發現兩個班的成績沒有出現顯著性差異,而在轉變實驗后,通過實驗后測發現兩個班成績出現了顯著性差異,說明概念的轉變有明顯的效果,但是由于其數據顯示,顯著性差異不是特別大。
參考文獻:
[1]熊士榮,肖小明.科學探究學習教學實施的研究[J].教學研究,2008(04).
[2]何輝.化學迷思概念的轉變[D].武漢:華中師范大學,2006.
摘 要
介紹了一種轉變前概念的教學策略。以建構主義學習理論為指導,以電磁學六個方面的含前概念的調查問卷為工具,通過對測控專業學員321名學員的問卷調查,得出學員在電磁學存在的一些典型的前概念。根據調查分析的結果,分析了前概念的成因、特點,并提出了轉變前概念的教學策略。
關鍵詞
前概念 電磁學 教學策略
Abstract A kind of teaching method is proposed. Using the constructivism as the guideline, the questionnaire with preconception of 6 parts of
electromagnetism as tools, by investigating 321 students, 21 pieces of typical preconception are got. By the results of investigation, analyzing
the traits and the reasons, some teaching method for changing the preconception is proposed.
Key words preconception
electromagnetics
teaching method
一、引言
學習者總是以已有的認知結構為基礎來建構對新知識的理解[1],在學習者己有的認知中有些是與科學概念相一致的,有些是與科學概念不一致的,我們就把這些與科學概念不一致的認知稱為“前科學概念”(簡稱前概念)[2]。近年來,隨著認知科學的不斷發展,人們越來越認識到學習者頭腦中的這些前概念會對學習者接受、形成和發展科學概念產生嚴重的阻礙作用。因此,探究學習者頭腦中存在的前概念并根據學員已有的認知結構采取相應的措施進行概念轉變教學,逐漸成為國內外教育心理學界研究的熱點。對于軍隊院校的大專學員(士官)來說更是如此,他們的基礎更加薄弱一些,糾正他們頭腦中存在的前概念,優化其認知結構顯得十分重要。
二、基本概念和研究方法
(一)基本概念。在有關概念及概念轉變的文獻中,研究者使用了很多不同的名詞,其中比較常用的有“前概念(preconception) ”,“錯誤概念(misconception)”、“相異構想(alternative framework ) ”,“概念框架(conception framework )”[3]。
1、前概念?!扒案拍睢庇泻芏喾N稱謂,蘇聯心理學家維果斯基把它稱為如“孩子的概念”、“替代的概念”;前蘇聯“日常概念”、“自發概念”。它是指“未經專門教學,在同其他人進行日常交際和積累個人經驗的過程中掌握的概念”
“教學前概念”是指“在進行教學之前學生就己持有的概念”。杜伊特(R.Duit)將其化分為錯誤概念和前概念兩部分,同時,他認為錯誤概念是指“學生在以前的正式學習中形成的錯誤理解”,其中前概念的含義與前面相同。
2、概念框架?!案拍羁蚣堋笔侵笇W生對自然現象的認識通常并不是個別的孤立的概念,而大都是能形成一種結構并且在自然中得到拓展?,F有研究的結果充分地支持了這一觀點,學生的概念通常并不是“模糊”觀點的集合,而是非常清晰的,盡管從科學角度來看他們的認識范圍十分有限。
(二)研究方法。根據研究目的及具體的研究條件,本研究以問卷調查法為主,并輔以個別訪談法對測控專業學員有關電磁學前概念進行研究。問卷中的試題為單項選擇題,要求學員不僅要選出答案,而且要說明所做出選擇的理由,以期獲取學員產生錯誤推理、錯誤概念的原因等有用信息。
1、研究內容。由于電磁學涉及的內容較為廣泛,在有限的時間內要全面細致研究是不現實的。本研究在閱讀相關研究文獻基礎上,結合電磁學部分的教學內容和要求,具體設置了:電荷、電場線與電場之間的關系、導體的靜電平衡、庫侖定律、電勢與場強之間的關系、真空中的GUSS定理6個方面的內容。
2、研究對象。本研究旨在探查測控專業學員在電磁學中存在的某些前概念??紤]到電磁學的教學時間、學員的具體情況以及論文的進展情況,我們選擇了裝備指揮技術學院士官系2006, 2007(簡稱06, 07)級測控專業的部分學員作為被試對象。其中,06級學員己學完電磁學課程一年,并且進行了后繼學科電動力學相關部分的學習;07級學員剛剛學習電磁學中有關測試部分的內容,還未進行后繼學科電動力學的學習。
3、問卷編訂。參考程守沫、江之永的《普通物理學》,趙凱華、陳熙謀的《電磁學》,陳秉乾、舒幼生、胡望雨的《電磁學專題研究》、張靜江的《電磁學問題一一分析與思考》,蘇鐵力、馬德錄的《電磁學基本概念學習指導》以及四川師范學院電磁學教研室的《電磁學思考題分析與解答》等材料,并參照戴維德(David )等人的電場和磁場概念理解調查問卷(the Conceptual Survey of Electricity and Magnetism)的設計模式,結合長期從事電磁學一線教學的教員的建議,編制了包含20個題目的初始調查問卷。測查題目情況具體如表1所示。主要測查學員在電磁學中存在的前概念。
表1 測查題目及內容分布
測查內容 電荷 電場線與電場關系 導體的靜電平衡 庫侖定律 電勢與場強關系 真空中的GUSS定理
題號 1,10,17 2,7,12 4,9,13, 18 6,11,19 5,14,15,16 3,8,20
三、結果與分析
為進一步分析測控專業學員在電磁學中存在的某些前概念,我們對問卷調查結果進行了統計分析。試卷回收統計情況如表2所示。
表2 試題測試答案統計表
題號 答對率/人數 含前概念回答率/人數 放棄率/人數 題號 答對率/人數 含前概念回答率/人數 放棄率/人數
1 44.5/143 52.6/169 2.9/9 11 42.4/136 50.6/162 3.3/10
2 86.6/278 12.4/56 1.0/3 12 67.7/217 30.6/98 1.7/5
3 79.7/256 17.4/56 2.9/9 13 63.3/203 31.7/102 5.0/16
4 57.6/185 39.5/127 3.0/10 14 51.7/109 45.0/95 3.3/7
5 69.5/223 27.7/89 2.8/9 15 58.7/124 40.3/85 1.0/2
6 44.5/143 52.7/169 2.8/9 16 43.7/92 51.7/109 4.6/10
7 48.6/156 47.0/151 4.4/14 17 52.6/111 44.5/94 2.9/6
8 62.6/201 34.6/111 2.8/9 18 70.5/226 28.6/92 0.9/3
9 67.6/217 30.8/99 1.7/5 19 57.1/183 38.9/125 4.0/13
10 62.5/200 34.2/109 2.3/12 20 64.6/207 32.5/104 2.9/9
1、年級差異。統計結果中發現,對于不同年級得分率有較大差異,具體情況如圖1所示。從圖中我們發現隨著年級的增長,學員的得分率有所提高,這說明從新課教學以及一些其他相關學科的學習,對于一部分前概念的糾正和科學概念的形成是有效的,能夠在一定程度上提高學員成績。
2、概念差異。此外對06、07級6部分測查內容得分率分別進行了統計,統計情況如圖2所示。
圖2 06、07級各部分測查內容平均得分率
從圖2我們可以看出學員在各部分測查內容方面的平均得分也隨年級的增長而提高,這也說明通過后繼學科的學習能在一定程度上減少學員的前概念,提高學員的學習成績。這說明通過新課教學可以有效的糾正學員頭腦中的前概念并且能有效的幫助學員形成正確的物理概念。07和06年級之間存在明顯的差異,這說明后繼學科的學習糾正學員的部分前概念。其中庫侖定律增幅最高,說明這部分內容存在的前概念多。而真空中的GUSS定理增幅最小,這說明這部分內容存在的前概念最小。這主要是因為庫侖定律比較普遍,學員接觸的較多一些,而后者學員在學習中接觸的較少,所以前概念就少一些。學員具體在庫侖定律方面存在的前概念如下表3所示。
表3 在庫侖定律方面存在的典型前概念
序號 前概念內容
1 極小的帶電物體均可看作點電荷
2 根據公式 可知r∞,E∞3 根據公式 可知r0,無意義四、教學策略
由上面的調查分析判斷,電磁學教學的關鍵在于促進學生的概念轉變,學習是否發生是依據概念發展而不是依據新信息的零星積累來判斷的。要確定適當的概念轉變教學策略,應當考慮以下幾個因素:(1)學生原有的概念,促進概念轉變的教學首先需要知道學生在概念轉變中存在那些常見的問題,從而有針對性的設計教學;(2)分析在發展和轉變觀念的過程中對學生智力的要求,這種分析集中于學習者從現有概念向預期結果轉變的過程中需要經歷的智力途徑的性質;(3)考慮可能用來幫助學生從現有概念向科學概念轉變的各種具體教學對策。促進概念轉變的關鍵在于營造一個有利于概念轉變的教學環境,在這一環境中,新舊概念間的矛盾被突出,從而激起學生解決矛盾的愿望,并提供給學生比較充分的解釋、交流的機會。根據新舊概念矛盾的激化程度不同,促進概念轉變的教學策略可以分為以下兩種。
一是充實。充實(Enrichment)指在現存的概念結構中概念的增加或刪除,包括對前概念的區分、合并以及增加層級組織。這一途徑涉及前概念的量的擴展,是一條“進化”的、連續的途徑,發生在學生的原有概念結構同科學概念一致的情況下。這一策略常用的引導學生概念轉變的方式有:從學生前概念的積極方面入手,以兩種概念的一致點為出發點,逐步過渡到科學概念。對學生存在的錯誤觀念,找出一個情景比較相似但較容易理解的事例,在二者之間建立類比關系,為學生從錯誤觀念走向科學概念架起橋梁;另外,我們可以讓學生先動手完成一些簡單的實驗,然后以試驗內容和現象為素材進行討論,澄清錯誤概念。
二是重建。重建(Restructuring)意味著創造新結構,這種新結構的建構是為了解釋老的信息或說明新信息。這是一條“革命性”的、不連續的途徑,它發生在學生的前概念與科學概念不一致或完全沖突的情況下。在這種不連續的情況下,認知沖突起關鍵作用。這一策略常用的引導學生概念轉變的方式是通過學生對某一物理現象的解釋來暴露前概念,在與進一步的物理事實的對比中引起認知沖突,從而幫助學生建立起正確的物理概念。這種教學方式使新舊概念之間的矛盾沖突表面化、集中化,對學生頭腦中原有的知識結構有一個強烈的震撼,然后通過順應重新建立新的認知結構。
5、結論
介紹了一種轉變前概念的教學策略。以電磁學六個方面的含前概念的調查問卷為工具,通過對測控專業學員的問卷調查,得出學員在電磁學存在的一些典型的前概念。根據調查分析的結果,分析了前概念的成因、特點,最后得出了轉變前概念的教學策略。
參考文獻
1.杜軍義.高中學生學習物理的相異構想初探[J].物理教師,2002;(6):1~3
【關鍵詞】初中;化學學習;前科學概念;教學策略
前科學概念是指學生在未經正規科學教育前所擁有的對自然規律的粗淺認識,它受學生日常交際,個人經驗和學科間相互滲透等情況的影響。是當代中學生在正式學習科學知識之前就通過多種途徑獲得的對有關自然現象的認識,它們同時反過來對學生的許多科學活動如觀察、理解、應用知識及解決問題也會產生重要的影響。
研究表明,根據前概念對教學過程及結果的影響,可將其中的相異構想即與科學概念不符的構想分為兩類。一類是通過教學不易轉變的相異構想,另一類是通過教學易轉變的相異構想。其中第一類前概念具有很強的頑固性【1】,要想在教學中轉變學生頭腦中的錯誤的前概念,就必須了解這些概念的來源,有針對性的實施概念轉變教學策略。
一 、研究的目的和方法
本研究采用問卷調查和個別訪談相結合的方法測查了初三學生在正式學習“我們周圍空氣”一章前后對有關概念的理解情況。以弄清哪些概念是容易轉變的,哪些是不易轉變的,以及它們轉變難易的原因,以此對學生化學概念的學習提供幫助。
針對初中化學第二章的概念,編制了學前和學后兩份測試問卷,這兩份問卷所涉及的概念相同,但問法不同,問卷分為兩部分,第一部分為選擇性試題,第二部分為開放性試題。本研究采取隨機抽樣的方式,測查點分布在兩個學校的六個班級,共發放問卷150份,收回有效問卷142份,并根據學生答題情況,針對個別學生進行了個別訪談,針對某些問題向老師進行了求證,通過測查,了解學生前概念的來源,并針對前概念的形成與來源提出了相應的教學對策。
二、調查結果分析
通過對問卷的分析我們發現,學生的前化學概念的形成有多種渠道,而來源不同的前概念,在教學中轉變的難易程度就會有所不同??偫ㄆ饋戆ㄒ韵聨追N情況。
1.來源于日常生活現象的影響
由于缺乏相應的科學知識或受到現有知識儲備的局限,學生往往會被日常生活中某些事物的表面現象所蒙蔽,根據自己的理解和猜測,對一些事物做出主觀判斷,導致了學生某些相異構想的產生。例如:對空氣的成分問題,在學前有63.1%的學生認為空氣中氧氣含量最高,經過個案訪談發現他們這樣回答是因為他們已經了解到氧氣在日常生活中很有用,如可供動植物呼吸,可以搶救病人等。故此,主觀猜測氧氣在空氣中的含量最高。經過學后測試,這種相異構想已基本得以消除,只有 20.8%的學生仍持有原認知。經調查發現,此概念較易轉變的原因,一是因為教師在教學過程中做過強調性的講解,使學生產生了認知沖突,二是由于這個問題與生活實際結合得較嚴密,比較能激發學生對這個問題進行深入認識的興趣,所以此類相異構想較易轉變。
2.來源于對概念認識的不全面
由于受認識水平的限制,學生對化學上某些問題的認識不夠全面,從而造成相異構想的產生。如:對于如何防止鐵生銹的問題,在學前,大部分學生不能做出回答,而學后大部分學生都能回答出可以把鐵放在干燥的地方或隔絕空氣的地方保存以防止生銹。但是當被問及刷漆和鍍保護膜等措施是否可以防止鐵生銹時,他們卻不能回答。這說明通過學習,學生對此類問題具有一定的認識,但是由于他們認識程度的限制,而導致回答不全面。這一類的情況經過學生認識程度的加深,轉變起來是比較容易的。
3.來源于機械學習
對概念的死記硬背導致對知識不能靈活運用,在解釋遇到的生活現象時,學生頭腦中雖然有現成的結論,但是在運用的過程中往往還是按照自己以前的經驗思考問題。比如對于如何區分“純凈物”和“混合物”,在學前有33.8%的學生認為冰水混合物是混合物,其判斷依據是以物質是否是混合或是否潔凈為標準。在學后雖然大部分學生對此問題有了正確判斷,但當筆者變換問題方式對該組概念進行考察時,仍有30.1%的學生認為潔凈的河水為純凈物。經過個案訪談發現教師對此是做過詳細講解的,而且這部分學生對純凈物和混合物的定義都能很熟練地背誦或默寫,說明他們并沒有真正理解“純凈物”和“混合物”概念的含義,只是機械地記憶了其要義,而沒有建構起廣泛聯系的知識體系,因此,當在自己所熟悉的問題情景中解決問題時(如教師講過的類似例題),能夠很好地運用概念類比做出正確判斷;但是當問題情景發生改變時,學生就會仍不自覺的運用自己以前的區分標準進行判斷。
再如,學前很少有學生能回答出如何區分物理變化和化學變化的本質;在學后大部分學生都知道應以“是否有新物質生成”作為區分標準,但是在實際運用中卻又出現了許多錯誤。例如:仍有27.6%的學生認為紅磷的紅色是化學性質。
以上幾種情況都是由于學生對概念死記硬背,機械記憶,沒有將其內化到自己的認知結構中,沒有能建構合理的概念網絡,從而無法正確把握概念的內涵及外延,自然也就不能正確運用到問題解決過程中,這類情況的相異構想是不易轉變的。
4.來源于舊知識的影響
舊有知識即學生從報紙或書刊上獲得的某些知識。這些知識在當時的環境中可以解釋某些問題,但是這些知識往往過于籠統,不夠深入。當學生運用舊知識經驗無法解釋一些現象與事實時,往往會加入一些自己的推理和臆測,即想當然地運用自己的“理論”進行解釋,容易形成片面的理解[2]。例如:學前測試發現,大多學生都知道氧氣能支持燃燒,受此影響,一部分學生在被要求對“如果把一支帶火星的木條深入瓶中,木條不能復燃”的原因做出解釋時,給出的解釋是“瓶中無氧氣”。這說明由于學生舊有知識的不深入性,導致了學生在利用其解決所遇到問題時的片面理解。這種相異構想是比較容易消除或轉變的,只要教師在學生舊有知識的基礎上加以深化,就可有效消除舊有知識的影響。如上述問題的學后測試表明,經過學習,學生已經知道這種情況可能是由于瓶中氧氣不足而引起的,而不能絕對地認為是沒有氧氣存在。經過訪問和調查得知,關于氧氣的制取和性質教師是做過實驗的,而且老師對每一種可能出現的情況都做出了相應的講解。所以學生對此理解得較為透徹,從而消除了舊有知識的影響。
三、調查結果對教學的啟示
建構主義認為,學習者所建構的知識是將他們的已有知識與新知識結合,其中包括已有知識的修改和知識機構的重組。早期認識主義學習理論的重要代表人 勒溫 認為:學習就是認知結構的轉換過程。皮亞杰則進一步探討了認知結構轉變的問題,認為個體的學習是同化和順應的認知建構過程與平衡—不平衡—新的平衡的認知發展過程的統一[2]。同化即個體把外部刺激所獲得的信息整合到原有認知結構的過程,順應即原有認知結構發生質的變化,形成新的認知過程。主體通過同化和順應與外界環境的相互作用達到平衡狀態,但這種平衡是暫時的,一旦原認知與新認知產生沖突,就會出現不平衡。概念轉變正是在此基礎上提出的一種基于前概念研究成果的教學理論,在教學中如何把學生不完整或不正確的前概念轉變為科學認識,使學生的原有認知結構得以全面系統的修正,從而順利地進行知識機構的重組,達到新的平衡是教師在教學實踐中首先應該考慮解決的問題。尤其是學生頭腦中潛在的那些較難轉化的前概念。
基于對調查結果的分析,筆者認為可以采用以下幾種策略來促進學生的概念轉換。
1.創設教學情景,引發認知沖突,激發學生的學習興趣
心理學研究表明:人不能長期容忍認知的不平衡,即原有的認知與現有認知之間存在的矛盾沖突。人都有填補認知空缺,解決認知沖突的本能,一旦引發這種認知沖突,就會引起學生認知心理的不平衡,就能激起學生的求知欲和好奇心,使學生產生解決這種認知沖突獲得心理平衡的動機【3】。因此在化學教學過程中,教師應該首先探知并充分利用學生的前概念,采取多種教學手段使前概念與科學概念之間產生類比,創設適當的教學情景,引發學生的認知沖突,從而激發起學生的學習興趣,使學生積極主動的去解決這種沖突。如就空氣中各組分氣體的含量,我們不妨先讓學生回憶所知道的氣體的名字和用途,這時學生的腦海中就會浮現出在生物課上學的氧氣,氮氣,二氧化碳等氣體以及它們的用途,教師緊接著再問大家認為那種氣體在空氣中的含量最高?然后就學生的回答做出分析,把正確的答案及解釋講給學生,這樣設置一系列的問題,引發了認知沖突,促進了概念轉變,使學生記憶得更深刻。
(1)聯系實際,引發認知沖突,促進概念轉變
我們賴以生存的物質世界,時時處處都與化學緊密相關。而學生的一些相異構想又來源于對日常生活現象的主觀臆測,因此,教師在授課過程中,不妨多聯系日常生活中所用到的化學知識,使教學更加貼近生活。這樣可以豐富教學內容,使學生將直接經驗與間接經驗結合起來,擴大概念的外延,增強對概念的全面認識,從而改變頭腦中的相異構想,促進前概念的轉變。如教師在提到鐵與氧氣反應的問題時,就可以適當的涉及一些有關生活中防止鐵生銹的常識性問題,這樣不僅可以使學生全面認識金屬的氧化原理,從而豐富其金屬防銹知識,同時還增強了學生解決實際問題的能力,更有利于科學概念的學習。
(2)通過實驗事實,引發認知沖突,促進概念轉變
適當增加實驗內容,將一些不容易轉變的相異構想所涉及的教學內容設計成實驗形式,引導學生認真觀察實驗現象,當實驗現象與學生的前概念不符時,學生就會產生認知沖突,從而使學生產生矛盾心理【3】。此時,教師再因勢利導,促進學生認識到自己前概念的片面性,從而放棄前概念,實現認知結構的轉變。如上述木條復燃與氧的含量之間的關系問題,教師就可以巧妙設計不同氧氣含量使木條復燃的系列實驗,通過讓學生觀察實驗現象來引發認知沖突,教師再因勢利導,從而促進學生修改或轉變原有的片面的認知,建構起新的科學概念。
總之,簡單的灌輸式教學方法教給學生的科學概念是不可能讓學生真正理解科學概念并徹底放棄原有概念的。教師只有通過一定的方法激起學生的學習興趣,再結合實驗和運用一定的教學策略,才能促使學生真正的理解科學概念并熟練的應用科學概念去解決實際問題,從而達到教學的目的。
2.幫助學生建構完善的知識體系,促進前概念的轉變
上述由于概念認識的不全面、機械學習或舊知識的影響帶來的相異構想問題,從其根源上講,都可以歸因于學生知識體系的不完善。初中化學內容豐富,知識覆蓋面廣,而且缺少簡單化的規律聯系,使知識點比較零碎,而初中學生的歸納總結能力又比較差,因此造成概念學習上的諸多困難,這就需要教師在授課的過程中不斷的進行歸納總結,把新舊知識聯系起來總結出它們的異同點,講清概念之間的聯系。通過歸納總結,使知識點縱橫聯系,改造學生已有的零碎的知識結構,促進知識完整化,深入化、系統化,使學生對概念的理解更加透徹。只有這樣,才能真正促進概念教學。
參考文獻
[1] 曲慧嫻等,化學學習中的概念轉變研究[J],山東師范大學學報,2004,2。
【關鍵詞】概念轉變;幼兒科學教育;前概念;迷思概念
【中圖分類號】G612
【文獻標識碼】A
【文章編號】1005-6017(2013)02-0044-04
概念發展在兒童的認知發展中具有非常重大的意義,它為兒童的學習尤其是科學領域的學習奠定了基礎。國內外研究者從不同的角度對兒童的概念發展進行了研究,其中,概念轉變理論占據了非常重要的地位。該理論認為兒童可通過對原有概念的轉變和重建來獲得科學概念,因而科學教育要基于幼兒已有的經驗與認識基礎,這為當代幼兒科學教育及其發展提供了科學依據。本文從概念轉變理論的不同視角出發,分析其對當代幼兒科學教育的啟示,以期為我國幼兒科學教育的發展和改革提供科學的理論基礎。
一、概念轉變的內涵
所謂概念轉變,即對原有錯誤概念進行修正和改變。它在個體原有的錯誤概念和科學概念之間架起一座橋梁,通過教學的催化作用促使學習者的內部概念框架和知識系統重組和建構,以保持學習者知識和概念的動態平衡發展。概念轉變蘊含以下觀點:
(一)幼兒的頭腦不是“白板”,他們有自己的“科學理論”
研究表明,即使是很小的嬰兒也已具有對周圍世界的理解能力,擁有自己的“理論系統”,他們用這套理論系統來解釋和保持對周圍事物和現象的看法,幼兒的這種“理論系統”被稱為樸素理論(或天真理論)。我們將幼兒在科學學習之前,根據早期日常生活經驗或是在幼兒園日常教學情境中形成的對事物或現象的正確或不正確的看法和觀念,稱之為“前科學概念”,簡稱為“前概念”。這些樸素的知識系統和概念來自幼兒早期的生活經驗,很多是日常概念和科學概念的糅合,它們在幼兒早期的生活中扮演著重要的角色,即使幼兒在進行科學學習后,也依然會繼續堅持先前的認識和觀點。
然而,由于受到經驗的局限,幼兒的樸素認識是零散的,沒有形成一個內聚性的思想體系,且又缺乏嚴謹、科學的表述,因而通常這些“前概念”都是一些“錯誤概念”。例如,幼兒在生活中常常發現,只要用力推或者拉某個物體,物體便會運動,不對物體施加任何力的話,物體便會保持靜止。實際上,沒有人為地外力作用,只要滿足一定條件物體也會保持運動狀態。當然,幼兒的樸素認知不一定全是錯誤的,有的同樣包含著淺顯的道理,因而臺灣學者使用“迷思”來代替“錯誤”一詞,以肯定幼兒樸素認知和前概念的價值。
(二)幼兒的科學概念不是與生俱來的,而是以經驗和前概念為基礎自主建構的
隨著經驗的積累,幼兒會發現,許多客觀事實和自然現象與他們自身所擁有的概念系統并不相符,甚至是互相矛盾的。根據Chinn和Brewer的研究,兒童在面對新的與原有概念不同的現象時,可能會出現以下幾種反應:第一,忽視、拒絕或排斥新現象;第二,對原有觀念做出修正和調整以使其能夠解釋新現象,或者重新解釋新的現象以使其符合原有概念框架,即對原有概念和理論的堅持;第三,修改自己原有概念框架中的核心觀點,形成新的概念和理論框架,即進行概念轉變。由此可見,幼兒原有的認識和概念在科學概念的建構中起著重要的作用,正是在原先迷思概念的基礎上,才進一步實現了向科學概念的轉變,促進了概念的發展。因此,幼兒的經驗以及由此產生的認知沖突是概念轉變的基礎。
二、概念轉變的不同理論視角
(一)概念轉變的認識論視角
Posener等人(1982)從認識論的視角,提出了經典概念轉變模型(Conceptual Change Model,簡稱CCM)。該理論認為,教師弄清楚學生的概念框架比設計一個不符合學生已有概念框架的教學方法更為重要,因為這樣有助于引發學生對已有概念的不滿意,而學生對先前概念的不滿意將會引起巨大的概念轉變。經典概念轉變模型強調學生自身的認識(Posner et al.1982),其與激進建構主義認識論一致認為,個體的概念及其發展非常重要。如果學習者對已有概念產生了不滿意,而可替代舊概念的新概念是可理解的、合理的以及富有成效的,這時新概念將會應運而生。
基于此,Posener指出了概念轉變的四個條件:(1)不滿意,即發現已有觀念是令人不滿意的;(2)理解,即新觀念是易懂的、連貫的、可理解的;(3)似乎有理,即新觀念是能夠或很有可能選擇的;(4)富有成效,即新觀念優于舊觀念。Posener等人認為,一個合理的概念首先必須是可理解的,一個富有成效的概念必須是可理解的與合理的。根據Hewson的概念狀態理論,學習者所擁有的概念可以分為可理解的、合理的和有效的三個狀態,三者的地位依次遞增,學習者的概念狀態越高,則其發生概念轉變的可能性越大。根據Posener的觀點,如果滿足了概念轉變學習的上述四個條件,學習者的迷思概念就會被科學概念所替代或改變,概念轉變的結果可能是永久性的,也可能是暫時的,還可能是不易察覺的。
(二)概念轉變的本體論視角
有研究運用特定的本體論術語來解釋學習者科學概念的發展和變化,以此來強調學習者對現實物體看法的變化。Carey(1985)指出,兒童的某些概念與成人的概念并不相符合,他認為,童年期會有大量的知識重組,Vosniadou將其稱之為激進的知識重組,并認為核心“框架理論”的修訂同時涉及到認識論和本體論的轉變。Chinn和Brewer(1993)將本體論信念描述為“物質世界的基本范疇和本質屬性”。
Chi(1992)從本體論的角度分析概念的結構,將概念分為物質、過程、心智狀態三個類別。其中,物質是指含有特定屬性的東西,如堅硬的石頭、液體以及有生命的物體等;過程是指事件的發生,可能是幾率問題,也可能是因果關系;心智狀態指的是情意部分,如動機或情緒。從本質上來看,物質、過程、心智狀態是相互獨立的,分屬于三個不同類別的本體論。當需要學習的知識與已有知識之間存在共同的屬性,即屬于同一本體論范疇中,沒有跨越本體論類別,這時發生概念改變的可能性就比較大,如“動物”和“植物”能合并成一個新的上位概念“生物”,但是“動物”就不能變成“植物”,Chi等人(1994)將這種發生在同一本體論類別中的概念轉換,稱為“枝節轉移”(branch jumping);當需要學習的知識與已有知識之間沒有共同的屬性,即屬于不同本體論類別之間的轉換,比如從“物質”類別轉移到“過程”類別,這時發生概念改變就比較困難,Chi等人(1994)將其稱之為“主干轉移”(tree swapping)。從中可以發現,“枝節轉移”較之“主干轉移”更加容易實現,而三個不同本體論類別之間概念的轉換屬于根本的概念改變。Chi指出,學習者在理解和習得科學概念上存在困難,并不是因為這些概念有多么抽象和復雜,而是因為學習者的原有概念與需要學習的概念之間具有不可共量性(incommensurability)。
(三)概念轉變的社會、情感視角
從概念轉變的角度來看,學習者的興趣和動機等情感因素在科學教學中非常必要,他們在促進科學概念的轉變上發揮著重要的作用。Posener的經典概念轉變模型通過指出學習者對先前概念的不滿意來映射這個問題,而且模型中指出概念的可理解性、合理性和有效性等三個特征在某種層面上也包含了情感問題。
Pintrich(1993)等人認為,學習者的自我效能感和控制信念,課堂社會背景,以及個體的目標、意圖、期待和需要等在概念學習中與認知策略一樣重要。同樣,Solomon(1987)和Dykstm等人(1992)認為,群體因素(groupfactors)有利于概念的學習。Pintrich等人通過查閱大量文獻,進一步強調了興趣、個人信念和情境信念對學習者參與學習活動的重要性,并認為那些忽視個體和集體學習中社會因素與情感因素的教師可能會限制學生的概念轉變。Zembylas(2005)指出必須使認知與情感因素協調一致,因為情感因素不僅是認知結果的調節變量,而且它與認知的地位一樣,同樣可以促進概念轉變。Tyson等人(1997)則強調,概念轉變在科學教學中具有很大的價值,而且未來的研究會更加重視情感因素在概念轉變及其理論中的重要作用。
(四)概念轉變的目的論視角
概念轉變理論通常以建構主義的認識論作為基礎,認為學習者必須自己建構知識,并且積極地、有目的地去學習。在這種情況下,“概念轉變不僅僅依賴于辨別矛盾等認知因素,還依賴于元認知、動機性和情感性過程,他們會受到學習者有意識的控制,因而有可能決定概念的轉變”。Pintrieh(2003)等人提出“有目的的概念轉變”,具體表現為:學習以概念轉變為導向,同時在學習過程中包含學習者內部動機、意志控制、元認知意識與監控以及自我調節等非智力因素的參與。
(五)概念轉變的多維視角
Posener在提出經典概念轉變模型后認為,只要學習者滿足概念轉變的四個條件(不滿意、理解、似乎有理與富有成效),他們就會放棄原有舊概念而接受新概念,從而實現概念轉變。事實上,實踐遠沒有理論研究那樣順利。Matthew Sehneps和Philip Sadler(1986)曾就有關四季產生的原因以及月亮的變化階段等問題,采訪哈佛大學的畢業生、教授還有在校中學生,結果發現,這幾類人都對此概念持有錯誤的觀念,而且從他們上學起,這些迷思概念就一直根深蒂固于他們的大腦中。在經過重新學習這些概念后,只有一部分人獲得了更準確的理解,還有許多人仍然保留部分錯誤的信念,有些甚至堅持他們原始的迷思概念。這表明,概念一旦習得,不管是正確的還是錯誤的,都很難改變或清除。這也促使研究者重新認識到了概念轉變的困難,說明概念的轉變不僅需要滿足上述四個條件,還受到其他更多因素的參與和影響。
于是,在科學教育領域中涌現了許多概念轉變的多維視角。Venville和Treagust(1998)綜合了概念轉變的不同理論視角――Posener等人(1982)的概念轉變模型、Vosniadou(1994)的框架理論和心理模型、Chi等人(1994)的本體論觀點以及Pintrieh等人(1993)的動機理論――對某所中學的學生在不同情境下學習基因概念的過程進行了研究。結果發現,雖然每種理論視角都可以從不同角度部分地解釋課堂中的概念轉變,但沒有一個理論能夠完滿地解釋課堂中發生的概念轉變。
三、概念轉變理論對幼兒科學教育的意義
(一)重視幼兒的前概念,引導幼兒實現概念轉變
根據概念轉變理論,在科學教學中要重視幼兒已有的樸素理論和前概念,把握幼兒認知發展的特點和規律,從幼兒現有的經驗水平出發,通過不斷地引導和順應,實現幼兒科學概念的轉變和科學知識的建構。由于幼兒的許多樸素認識和前概念是與科學概念相沖突的,根據Posener提出的四種概念轉變條件,教師不能一味地糾正他們的錯誤概念,而應為幼兒創造面對沖突、探索新概念的機會,讓他們自己去發現已有經驗與現實事實間的矛盾所在。教師不應當急于否定幼兒的錯誤觀點和理論,可以通過為幼兒提供材料的方式鼓勵他們探索、觀察和記錄結果,再引導幼兒與先前的認識作對比。這樣,當幼兒看到一個個不符合其理論的事實時,內心的沖突便產生了,于是他們開始審視和反思原有的認識,并尋求新的解釋和理論,直到他們找到能夠替代原有概念更為合理有效的理論解釋,這時便會發生概念轉變。
對于幼兒如何獲知樸素理論和前概念,教師不僅要善于在與幼兒相處中進行觀察和反思,還可以通過訪談、調查等方法,了解幼兒的發展水平,并以此為教育基點和新知識的生長點,引導幼兒順利進行概念轉變,實現知識的建構。
(二)運用幼兒的前概念,引發幼兒進行主動探究
根據概念轉變理論,科學教學不應是簡單地教授知識和事實,學習者不再被動地接受知識。教學是師幼共同建構概念和知識的過程,而不是傳統意義上的“傳道授業解惑”。在開發幼兒科學課程時,教師不能僅將重點放在幼兒應當學習與掌握的科學知識和概念上,而應通過提供合適材料和資源,引發、支持和促進幼兒主動探究,使幼兒經歷從探究到發現最終達到概念建構和知識重組的一系列學習活動。
在幼兒科學教學過程中,教師首先要根據幼兒的需要制定教學目標、確定教學內容,通過設置問題情境,激發幼兒的學習興趣和動機,并引發幼兒對事物的原有觀點。在活動中,教師還應當積極鼓勵幼兒在通過觀察、操作來驗證自己的觀點,從而引起幼兒的認知沖突。
在實踐中,教師如果要改變幼兒原有的錯誤觀念,實現概念轉變,必須設計清晰、合理的新概念,能夠有效地解釋新理論框架,并能讓幼兒在實際操作與主動探究中了解與感知概念的轉變過程。
(三)鑒別幼兒的迷思概念,采取科學有效的教學策略
研究表明,概念轉變理論為設計幼兒科學教學策略提供了科學依據,而且概念轉變教學通常比傳統教學方法更加有效。1989年,德賴弗(Driver)根據概念轉變理論提出了導向、引發、重組、應用及回顧五階段概念轉變教學模式。該模式以學生原有的概念和觀點為基礎,引導學生在實驗中驗證原有理論在解釋和預測自然現象和客觀事實上的有效性,通過引起認知沖突激發學生重新審視和修正原有理論框架,并鼓勵學生建構符合事實的新概念和知識,從而實現概念轉變。為了瓦解學生原有的迷思概念,Julia Gooding和Bill Metz(2011)認為,教師必須先鑒別這些迷思概念,并給學生提供一個面對這些迷思概念的機會,然后基于科學模型幫助學生重新建構和內化他們的知識。
在幼兒科學教育中,教師在克服幼兒迷思概念時可采取以下策略:第一,預測容易使幼兒產生迷思概念的材料,并對幼兒提出警示;第二,鼓勵幼兒通過與同伴討論實驗現象和結果來檢測、反思和調整其原有概念框架;第三,思考如何用演示法和實驗法來解釋幼兒常見迷思概念;第四,經常引導幼兒復習和反思常見的迷思概念;第五,評價和復評幼兒概念的正確性。除此之外,在科學教育中還可以使用概念沖突、類比、后設認知策略等方法,引導幼兒的概念轉變。
(四)評估幼兒的概念轉變,為建立評價機制提供依據
在科學活動中,無論是以矛盾事件、探索活動,還是其他實驗的形式,教師應當為幼兒提供這種概念轉變的機會,以幫助幼兒重建和內化知識。其中,元認知也發揮著重要的作用,當幼兒面對概念沖突,并對自己的觀點進行反思時,他們可能意識到了矛盾所在,并在尋求證據之后達到新的、更好的科學理解。
一、概念轉變學習在理論與實踐的困境
概念是思維最基本的形式,也是構成知識的最基本成分。許多研究者認為科學學習是科學概念的發展或轉變,而不是一些孤立信息的增加。由此,研究者提出了諸多概念教學模型,其中最具影響力的是波斯納等人從認識論角度提出的概念轉變模型,還有奧斯本等人基于認知心理學視角提出的概念教學模型。
波斯納等人從認識論角度提出概念轉變模型。該理論首先將科學學習過程看作學生原有概念的發展、修正或轉變的過程,并試圖解決以下兩個問題:①原有的概念及其結構的什么特征控制了對新概念的選擇?②學習者頭腦中的概念是在什么樣的條件下被另外一種概念取代?并在此研究基礎上提出了“概念轉變”的四個條件:①人們除非感受到自己的概念不具有功能性,否則不會改變所思考的概念,即學習者必須對原有概念感到不滿意。②學習者必須能理解新的概念。新概念通常不是反直覺,就是不可理解,所以難以形成概念轉變,因此新概念必須是可理解的才能進行概念轉變。③新概念必須是合理的,學生能相信新概念的真實性。④新概念必須有效,是解決某些問題的更好途徑。根據波斯納的觀點,如果滿足以上四個條件,學生就會發生概念轉變。
奧斯本等人提出,促使學生發生概念轉變的教學分四個階段組成:①準備階段:教師要理解科學家、學生以及自己對新概念的觀點,其中對學生前概念的了解是重點;②關鍵階段:創設真實的生活情景,促使學生理解新概念;③質疑階段:鼓勵學生闡明自己的觀點,讓學生相互質疑、辯論、交流、研討;④應用階段:提供各種情景讓學生應用新概念??梢?,這一模型旨在促進學生對概念的信息加工。
這兩個模型吸收了皮亞杰基于兒童行為觀察和言語訪談而提出的意義建構學習觀,注重學生的已有知識和積極參與。但模型各環節似乎更多地從學習目的和學習結果的角度,而不是依據學習發生的內在機制去構建,因此難以真正促使學生發生概念轉變。在科學教學實踐中,人們發現要改變學生的某些科學前概念是非常困難的,原因是兒童的前概念可能是個人的、頑固的、強韌的、穩定的,這些性質會阻礙學生在科學學習過程中概念的轉變。這些都導致了概念轉變學習在理論和實踐中的雙重困境。
二、概念不相容原理的主要觀點
chi(1992)等人改變了概念理論研究的視角,以本體論的觀點分析概念結構,將概念分為物質、過程和關系狀態三類,每一種基本類型有若干的子類別。所謂“物質本體類別”指的是具有特定屬性的范疇,如金屬、生物等;所謂“過程本體類別”指隨時間改變而發生的一種變化范疇,如聲音的傳播、溶解、心肺循環等過程;所謂“關系本體類別”指的是依賴于相互作用而產生的范疇,如力學理論、守恒、食物鏈等等。依照概念轉變跨越的情形,可以分為本體類別內的概念轉變與跨越本體類別間的概念轉變。
1.類別內的概念轉變
所謂類別內的概念轉變,是指概念轉變的發生是在同一本體類別內的概念的轉變,而不是跨越不同的本體內別。換言之,這種轉變知識在同一類別內的概念歸屬轉變,可視為信念上的修正,屬于“輕微的概念轉變”。這種類別內的概念轉變情形,是一種常見的轉變,并不需要改變本體類別,概念的本身并未改變原來的意義,許多學習的情形,基本上都是信念上的修正,它們只需將學習者現有知識里的屬性,改變成其他正確的屬性就可以完成。
2.類別間的概念轉變
類別間的概念轉變是科學概念從一本體類別遷移到另一本體類別,這種類別間的轉移才能稱為根本的概念轉變。在概念的轉變過程中,有三項是必須經歷的步驟:①經由獲得的過程,學習到本體分類方式;②經由獲得的過程,學習到個別概念的意義;③重新指派概念到新的分類方式上。它可能通過三種范式:主動放棄原本對某一個概念的定義,并以新的意義取代;使新、舊概念并存,而新、舊概念視情境而定;通過教學等方式加強新的意義,放棄舊的概念。
造成學生在學習科學時發生困難的最主要原因在于:學生在表征一個概念的類別時,與它在科學上真正所屬的類別,兩者之間存在錯誤的組合,或是不相容的情形;而當這種情況發生時,學生會將新的信息同化到舊有的或是錯誤的類別中,因此學生很難對這個概念產生徹底的理解。舉例來說,在科學概念中,電流的概念,應該屬于過程的類別;但學生由于把電流和水流類別,常將它放置到物質類別里,認為它具有物質的特性,那么對于電流這個概念,可能就會產生“占有空間”“具有體積質量”等屬性。因此,我們??梢姷?,學生對于電流的概念里,就有“它可以儲存在電池里”“電流會用完”等錯誤概念。
三、概念不相容原理對兒童科學概念轉變的啟示
根據概念不相容的觀點,概念轉變的難易與概念的本體屬性有很高的相關性??梢?,學生對某些科學概念的學習存在著很大的困難,并不是因為這些科學概念本身是復雜、抽象或是動態的,而是因為學生的前概念和科學概念屬于不同的本體類別。這一觀點給科學概念轉變教學帶來了新的啟示。
1.小學科學教師要積極學習有關概念轉變教學理論并付諸實踐。當前,努力幫助學生實現必要的概念轉變應被看成一項主要任務,這也就如Mintzes等在《促進理解之科學教學》一書中所指出的:“教師面對的挑戰是:如何尋找不同的經驗來設計問題、實驗以及示范,以要求學生重新思考他們的想法,但又不至于去強調他們現有的想法是‘錯誤的’。教師必須發展或引出更具創意性的策略,針對學生學習的需求。這種教學需要高度的專門學科知識,需要用來設計概念挑戰的技能與經驗。”科學教師必須關注概念轉變的研究,積極學習有關概念轉變教學理論并將概念轉變教學策略運用于科學教學之中。
2.在教學中,教師不僅要診斷出學生的前概念,而且要對前概念和學生預期學習的科學概念作出具體分析,以確定哪些概念屬于物質本體類別,哪些屬于過程或關系本體類別;并分析學生的前概念和預期學習的科學概念之間是不是屬于同一本體類別,這是進行有效概念轉變教學的前提。概念不相容原理表明,學生要進行“跨本體類別”的概念學習是比較困難的,這個學習過程如果讓學生自己去探究、去發現,那就如同現實中的科學發現過程一樣,而科學發現過程往往是“科學共同體”社會建構的過程,其發現的機制與學生的探究發現是不同的,因此對于學生來說是一件非常困難的事。所以,在科學教學中,“自主探究”的教學主題最好限定在“本體類別內”的概念學習,否則將很難實現學生的概念轉變。
關鍵詞:PDEODE策略;弱電解質;電離程度
文章編號:1008-0546(2013)09-0044-03 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
新課程倡導建立新型師生關系,強調學生學習的自主性、探究性和合作性,而改變封閉狀態的重要教學形式之一就是課堂討論。其不僅能激發學生的學習興趣,提高學生參與教學過程的自主性,激活高中化學課堂氛圍,還能培養學生的創新思維能力,養成良好的思維習慣,同時,提升學生與他人交流、合作等方面的素質。高中化學課堂教學中運用PDEODE 策略有利于培養學生的自主、合作和探究的品質。
一、PDEODE 策略簡介紹
PDEODE 策略是Kolari 與Ranne對POE的改良及發展。PDEODE 策略(圖1)提出:“預測(Prediction )—討論(Discussion)—解釋(Explanation)—觀察(Observation)—討論(Discussion)—解釋(Explanation) ”,即學生基于對事實情境或實驗的了解,首先,預測事件結果或實驗現象,闡述理由,然后分組討論,與同伴分享自己的預測結果,在組內達成共識的基礎上再進行小組之間的交流。其次,學生動手實驗、觀察實驗現象、做好相應記錄,透過協作式的比較、分析、批判、對照,對先前的預測與實際觀察到的現象兩者間的差異進行更深層次的探究、討論。最后,由學生自己做出解釋:是什么原因導致了先前的預測結果與實際觀察到的現象之間的不一致。
二、PDEODE 策略在“弱電解質的電離平衡”教學中的運用
筆者通過查詢萬方、知網等數據庫發現,盡管PDEODE 策略已經提醒廣大教師要重視課堂討論,但目前絕大多數尤其是國內的研究還是在學生的預測以及實驗演示上給予了過多的關注,而相對忽視了學生的解釋以及實驗前、后的探討。而恰恰是這不經意的“忽視”,會使學生的迷思概念在轉變的過程中受到一定程度的干擾?;谶@點,筆者以“在高中化學課堂教學中巧用PDEODE策略”為觀察點對以下這節課的課堂教學進行了觀測,并將課后的所思所想與大家分享如下:
1. 課題:《弱電解質的電離平衡(第一課時)》(蘇教版選修四)
2. 教學目標:
(1)理解強、弱電解質在水溶液中電離程度的差別和原因;
(2)在化學平衡的基礎上,初步建立電離平衡的概念;
(3)通過活動和探究,學習科學探究的一般方法,培養提出、探究、解決問題的能力;
(4)通過對強、弱電解質概念的習得,掌握學習概念性知識的常用方法,即:演繹法與歸納法。
3. 教學重難點:強、弱電解質的電離程度;弱電解質電離平衡概念
4. 教學過程:
(引入)以圖片引入,提出問題:為何嬰兒長時間啼哭會發生手足抽搐?為何蚊蟲叮咬后不需要立即就醫,而小胞過會就能痊愈? (激疑,讓學生帶著問題進入課堂學習,讓學習內容寓于生活情境中,讓學生感知,這節課的內容不是紙上談兵,是有現實意義的,可以解決生活中的一些問題)
結合學生的思維導圖,思考:該思維導圖中指出(1)電解質就是酸堿鹽?(2)電解質就是離子化合物?結合剛才的練習,判斷是否合理?(以學生自己的思維導圖作品展開內容,學生覺得比較自然,興趣盎然。并能很好地過渡到接下來教師想提的鹽酸、醋酸)
(活動與探究)現有兩瓶濃度相同的溶液A和B,已知是鹽酸和醋酸溶液,但因失去標簽無法區分,請根據你的經驗設計實驗加以區分。(學生以前后四人為一小組,討論、設計實驗方案并對實驗結果進行預測,由組長代表發言。在這個環節中,學生積極參與課堂,并在代表講述自己小組的實驗方案及預測結果時,激發不同組別學生的思考,增加了生生交流與評價。而值得注意的是,教師需適時提醒學生語言表述的規范性。)
(分組實驗)從剛才同學們討論的方案中,結合每個小組桌上實驗框里的試劑、藥品(鎂條、碳酸氫鈉固體、沒有標簽的濃度相同的鹽酸、醋酸、碳酸鈉溶液、pH試紙、玻璃棒、點滴板等)選擇合適的進行分組實驗,并及時記錄實驗現象,為試劑瓶貼上合適的標簽。(這個環節,學生們動手實驗,很好地體現了團隊合作的意識,同時用實驗來檢驗剛剛的預測,更深的體會化學是一門基于實驗基礎上的學科。值得注意的是,教師為同學們的實驗框中準備的是點滴板,更體現了微型實驗和綠色化學的思想。)
(匯報)實驗結束后,選取同學匯報本小組的實驗內容及現象,并闡述遇到的困惑。其他的小組進行補充完善。(此環節,學生的實驗現象可能有一些差異,在討論中基本可以通過生生互評可以得到解決。同時,學生初步通過實驗感受到鹽酸、醋酸的電離程度強弱。)
(討論)進一步激疑:請根據前面實驗的結論以及信息提示,想一想,還能設計怎樣的實驗來證明同濃度的鹽酸的電離程度>醋酸的電離程度呢?(經過同學們激烈的討論,及相互完善,提出了下一步的實驗方案及預測現象。)
(演示實驗)由最后完善方案的同學演示實驗,觀察現象。(當同學們觀察到的現象與預測相同時都感到很高興,終于與預測相符了,之前的思考是有效的,教師適時的鼓勵和肯定也讓同學們樂于其中。透過這個實驗,學生們對強弱電解質的電離程度有了更加明晰的認識。)
(Flash演示)醋酸、鹽酸的電離過程。(使學生通過動畫的形式對微觀的電離有了更深的印象。)
(完成學案上的自我小結)
(基于前面的逐步認識,學生完成這個環節很輕松。而這個過程也是學生完善知識自我建構的過程。)
(活動與探究)討論后完成:(1)弱電解質的電離是可逆的,請根據化學平衡知識,畫出v~t圖。(2)借助v~t圖,以及已經學習過的化學平衡相關知識,用你自己的語言描述電離平衡及電離平衡具有哪些特征?
(結尾)回到開始的兩幅圖,利用本節課的內容解決課開始時留下的問題。(首尾呼應,學生感受化學的“正能量”?。?/p>
三、教學評價與反思
課后的評課活動中,大多數老師認為:這節課設計精巧、新穎。既結合了思維導圖,又主要運用了PDEODE策略,充分體現了“預測(Prediction)—討論(Discussion)—解釋(Explanation )—觀察(Observation)—討論(Discussion)—解釋(Explanation)”的環節,尤其在課堂討論時非常充分,點評時主要是通過生生互評的方式,教師只是適時地加以提醒、補充、完善。整節課充分體現了新課程所倡導的師生觀。教師調動了學生的積極性、主動性、參與性、合作性。也有部分老師,認為本節課的設計本末倒置,在電離程度上耗費了大量的時間,根本沒有必要,應該把電離平衡概念的建構及影響因素作為主要內容。
人們常說:“教無定法。”由于筆者對本節課的觀察點是“PDEODE策略在高中化學課堂教學中的應用”,雖然這節課或許還有這樣或那樣的不足,但筆者認為“瑕不掩瑜”。PDEODE策略指出:實現概念轉變的前提條件是引發學生的認知沖突,必要保障是學生深層次的參與課堂,重要策略是學生之間主動的合作交流與學習。那若從此三方面來觀測,本節課基本還是符合PDEODE教學策略的施教環節,并能夠體現PDEODE策略的本質——科學探究的思想。另外,若回到文章開頭,是什么緣由促使筆者確定以“在高中化學課堂教學中巧用PDEODE策略”為觀察點來觀測這節課的課堂教學,即觀測本節課的初衷來看,本節課更難能可貴,因為其不僅重視了實驗演示、分組實驗,還給了足夠的空間和時間讓學生進行實驗前、后的討論、解釋,尤其是分組實驗后學生發現有的實驗現象與預測不完全相符時,教師很好地利用了這個資源,進一步激發學生思考。
總而言之,教師在進行教學設計時,毋庸置疑,首先應考慮教學目標,但更為重要的是考慮學習者的特征。應依據學生的具體情況,量體裁衣,選用合適的教學策略。而PDEODE策略則是更多地讓學生成為課堂的主體,更貼近學生,因而, PDEODE策略在一定程度上能夠實現迷思概念的概念轉變;利于引發學生的認知沖突;利于學生深層次參與課堂;利于學生的合作交流學習;利于培養學生的思維習慣,提升思維品質。在我們平時的教學中可以選取合適的內容進行PDEODE策略應用于課堂的嘗試,相信會有不一樣的收獲和感受!
參考文獻
[1] 張培成,諸全頭. “弱電解質的電離”創新教學設計與反思[J]. 化學教育,2011,(7):17-24
關鍵詞 迷思概念 概念轉變 教學策略
學生在進入教室之前,對于即將學習的知識已經有了一定的觀點和經驗(即前概念)。學生的學習必須是在前概念的基礎上建立起新的觀點。如果忽視學生頭腦中前概念的影響,強行采用科學概念“覆蓋”前概念的方式,學生學習的效果比較差。概念轉變很貼切地表達了學生學習的重點是前概念的“轉變”而不是被簡單的“覆蓋”,對概念轉變進行深入的研究有著很現實的意義。
1迷思概念
根據前概念與科學概念一致性程度的不同,前概念可以分為比較正確的前概念與迷思概念,本文主要研究迷思概念的轉變。
迷思概念與科學概念有很大沖突,會阻礙學生理解和掌握科學概念,對于概念的學習起很大的消極作用。迷思概念的轉變與疑難問題較少的學習(如事實和技能的獲得)形成對比,不能像前者一樣通過大量的純粹練習就可以完成。
2概念轉變理論
若干年來,不同文化背景下的研究者們從不同的角度提出了多個概念轉變理論,本文主要研究當代主流的概念轉變理論。
波斯納提出的概念轉變模型認為,概念轉變有兩種類型,一是“同化”,對認知結構進行數量的擴充,豐富已有概念來解釋新現象;二是“順應”,改變認知結構的性質,重建原有圖式以適應新刺激。順應的條件:對原有概念的不滿,新概念的可理解性、合理性、有效性。杜伊特提出了三種認知沖突:學生的預測同事實、實驗相反;學生的觀點與教師不一致;學生之間的不同觀念的碰撞。
從上述理論可以看出,“迷思概念”轉變需要“順應”,轉變的首要條件是引起學生對原有概念的不滿,引發學生認知沖突。在沖突的解決中,學生需要懂得新概念的真正含義,并且看到新概念是真實、合理的,個體把它看作是處理某問題的更好的途徑。
3迷思概念轉變“重建”策略
教師應該首先應該了解學生的迷思概念,然后創設合適的認知沖突,在學生的認知心理上造成不平衡,激起學生的求知欲,最后對沖突進行解決,完成對迷思概念的“重建”。
3.1了解學生認知結構,明確迷思概念
打“虎”先要知“虎”,教師需要在備課前充分了解學生的迷思概念,教師只有明確了學生的迷思概念,才能做到有的放矢。知“虎”有以下幾個途徑:
(1) 直接與學生對話交流或間接通過概念圖、調查表進行考察;
(2)與其他教師相互交流;
(3)根據教師自己的學習與教學經驗進行總結。
3.2營造沖突情境,解構迷思概念
合理的認知沖突會觸發學生對原有概念的不滿,引起學生的學習興趣。營造沖突有以下幾種方法:
(1)利用學生迷思概念與現實實際或實驗的沖突。教師創設適當的情境,學生根據自己的前概念做出自己的預測,并且只愿意相信自己的預測是正確的。隨后教師將現實實際、實驗結果展現在學生面前。若預測與事實結果不同,會給學生一個巨大的震撼,動搖其迷思概念的基礎。
(2)利用學生間的認知沖突,引導學生相互辯論。沒有教師、教材的權威性干擾,學生間有著更為平等自然的氣氛。通過辯論、不同觀點的碰撞,學生間的認知沖突將會表現得淋漓盡致。合作學習優于個體的學習。
3.3解決概念沖突,建構科學概念
在打破原有認知平衡,引發認知沖突之后,教師要抓住機會趁熱打鐵,幫助學生“重建”迷思概念,理解和掌握科學概念,建立“新平衡”。
(1) 采取變式教學。變式即在引導學生建立科學概念的過程中,不斷變更所提供材料的呈現形式,使概念的本質屬性保持不變而非本質屬性不斷變化,利用不同的情境幫助學生明辨是非,舍棄非本質屬性,掌握本質屬性。
(2)加強概念間比較。由于相近概念在學生認知中的相互干擾,學生很容易混淆一些相似性較強的概念,產生很多迷思概念。教師要引導學生辨析相近概念的相同點、不同點,通過比較,抓住概念的本質。
4迷思概念轉變實踐
迷思概念的轉變過程就是認知沖突的引發及解決過程,教師在實際教學中一定要重視認知沖突的創設與解決。下面以彈簧應用為例,依據上述策略簡要進行迷思概念轉變實踐。
如圖1,彈簧兩邊各施加大小為5N的力,則彈簧的示數為多少?很多學生不能正確回答這個問題。
4.1了解學生迷思概念
迷思概念:如圖2,學生錯誤且固執地認為圖2中彈簧示數應為兩邊力代數和10N。另外,學生可以根據之前所學正確回答出圖3中彈簧示數為5N。
4.2營造認知沖突,引起學生興趣
指導學生做出關于圖1的預測。組織學生相互辯論,引發學生間認知沖突。
教師指導,學生利用彈簧完成圖4中的實驗。實驗結果表明:中間彈簧示數為5N而不是10N。實驗結果與大多數學生預測產生沖突,學生產生強烈的好奇心與認知焦慮,迫不及待地想知道原因。
4.3解決概念沖突,構建科學概念
以圖3中的彈簧為研究對象,進行受力分析,如圖5。
發現圖5與圖2中的彈簧在受力上竟然是一樣的!圖2、3本質是一樣的,圖3可以簡化為圖2,因此圖2中彈簧的示數與圖3是完全一樣的。完成對迷思概念的“重建”。
4.4加深理解科學概念
繼續引申,圖6中,求中間彈簧的示數。繼續引導學生進行更高層次的概念轉變。
5結束語
在科學概念的教學工作中,教師必須首先清楚了解學生相關的迷思概念,設立適當的情境,積極營造認知沖突,激發學生學習熱情,在迷思概念與科學概念的碰撞中,解決認知沖突,“重建”迷思概念,建構科學概念。
參考文獻
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一、體育教學策略的內涵述評
體育教學策略是教學策略的下位概念,在弄清楚體育教學策略的內涵之前我們有必要分析教學策略的內涵。
國內外學者對教學策略有很多界定。國外的學者如E?D?加涅認為,教學策略是指“管理策略”和“指導策略”兩方面;保羅?D?埃金等人則強調,教學策略是為完成特定目標所設計的指示性教學技術。我國研究者對教學策略的看法大致有三類:第一,把教學策略理解為教學設計,即為實現某種教學目標而制定的教學實施的綜合性方案;第二,把教學策略作為一種教學思想,認為教學策略有一定的理論性,可以看做是教學觀念或原則,通過教學方法、教學模式和教學手段得以體現;第三,認為教學策略是為達到教學目的所采用的教學方法和方式。上述三種認識,都從不同的角度對教學策略的范疇加以界定,其共同點是:教學策略是為達到教學目的、目標服務的,至于其內涵是什么,皆因各自的研究角度不同,對教學策略所屬范疇的定位仍然存在著一定的分歧。
依據對教學策略的界定,國內學者對體育教學策略的內涵進行了分析。駱秉全認為,體育教學策略是體育教學方法的選擇、調節和監控。并將其分為教與學方法的選擇、調控和監控等部分。邵偉德認為,體育教學策略可理解為順利有效解決體育教學過程所遇障礙和困難的巧妙設計的方法。單炯認為,體育教學策略是由教學程序設計和教學實施方法、手段、組織形式、步驟,以及措施與控制技術、技巧、藝術、謀略等構筑成的優化設計的教學方案,由指導思想、實施程序、行為技術、效用評價等四部分構成。
綜上所述,本研究認為在定義體育教學策略時要根據體育教學自身的特色,根據目標、教學對象來闡述,此外,既然是策略就應該考慮到操作的可行性,沒有哪一個策略是一成不變的,策略可以根據事態的發展進行有效的調整。因此,本研究在其他學者分析的基礎上,將體育教學策略定義為:在學校體育總目標的指導下,為促進學生有效地進行體育學習而對體育教學活動全過程所進行的一種預先謀劃,該謀劃在實施過程中可根據體育教學規律、學生自身特點、各種突發事件進行彈性調整,是一種系統決策的動態過程。
二、體育教學策略的構建述評
目前世界上還未形成一個大家公認的教學策略的構建體系,近20年來,我國教育工作者在對原有不合理的教學思想與行為進行反思批判基礎上,立足于學生認識的主動構建,立足于人的發展,在現代教學觀念指導下,對現代教學策略進行了積極的探索。
1.現代教學策略構建的依據
(1)現代教學策略的構建,追求的目標是:改革課程實施中存在的過于強調接受學習、死記硬背、機械訓練的問題,提倡學生主動參與、樂于探究,培養學生分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。
(2)構建教學策略應遵循的理論依據:根據近幾年來的研究成果,教學策略建立在一定理論基礎上,主要有:①主體性教育理論:體育教學策略的教育學基礎。主體性教育就是,教育者通過啟發、引導受教育者內在的教育需要,創設和諧、寬松、民主的教育環境,有目的、有計劃地組織、規范各種教育活動,從而把他們培養成為自主地、能動地、創造性地認識和實踐活動的社會主體。②自主學習、研究性學習、合作學習是當前以創新精神為核心教育理念下課程改革所強調的三種學習方式。所謂自主學習是指學生自己主宰自己的學習。自主學習具有能動性、獨立性、有效性、相對性的特點。研究性學習是一種以問題為載體、以主動探究為特征的學習方式,是學生在教師的指導下在學習和社會生活中自主地發現問題、探究問題、獲得結論的過程。合作學習就是在教學中運用小組學習方式,使學生共同開展學習活動,以最大限度地促進他們自己以及他人的學習的一種學習方式。
(3)現代教學策略實施的核心問題:學生學習方法的轉變?,F代教學策略的實施,強調現代學習觀的確立,因此,科學教學策略實施過程應體現關注學生的學習策略。
2.體育教學策略的結構
體育教學策略包括對教學過程、內容的安排,教學方法、步驟、組織形式的選擇。體育教學策略的構建就是將體育教學策略各組成要素之間建立相對穩定的聯系方式、組織秩序及其時空關系的內在表現形式。
(1)指導思想,即某一教學策略所依據的理論基礎。它能對具體的教學策略作出理論解釋,是體育教學策略的核心。
(2)教學目標,目標是教學策略的核心要素,對其他教學要素起制約作用。體育教學策略的運用,無論是活動內容還是活動細節、活動方式都是為達成教學目標而存在。
(3)組織程序,策略過程有自身的操作序列,也就是說體育教學策略的實施程序有一定的前后順序,但沒有定式,可以隨著教學條件的變化以及教學的進程及時調整和變換。
(4)操作技術,即體育教師運用教學策略的方法和技巧要保證體育教學策略的有效實施,就必須提出簡明易行的動作要領。
3.體育教學中常見的教學策略
通過文獻分析,不同學者對體育教學策略研究角度或者側重點不同,就存在不同的教學策略分類。在體育教學中常見的教學策略主要有:
(1)根據認知結構建立的策略:搭建橋梁策略;歸納、比較策略;邏輯整理策略。
(2)互動策略,即通過認識互動、信息互動、角色互動來組織人與人之間的交流,增加師與生、生與生相互交流、相互影響、相互促進,最終促進學生的學習。
(3)教學整體研究為中心的策略:課堂教學策略;以教師控制任務為中心的教學策略;以項目為中心的個別或合作教學策略;以教學構成因素為主的策略:內容型策略;形式型策略;方法型策略;綜合性策略。以整個教學過程為主的策略:教學準備策略;教學實施策略;教學評價策略。根據多元智能理論構建的策略:個性化備課策略;自主選擇課程策略;分層、分組教學策略;多樣化測驗和考試評價策略。此外還有合作教學策略、探究教學策略和自主學習策略、心理引導策略等等。
三、關于體育教學策略文獻的分析
通過對中國知網近幾年的文獻進行分類查找和分析,主要問題在于教學策略理論論述過多,教學策略理論在體育實踐應用中沒有很好地結合體育教學自身的特點,大部分策略停留在理論階段,主要是將教學課堂中某一階段進行了策略構建,在文獻論述過程中,缺乏具體課堂實例或者實際分析來論證,構建比較籠統,缺乏整體觀和大局觀。此外,體育教學策略的研究主要涉及的范圍是中小學,對職業院校、高等院校體育教學策略的研究文獻偏少。本人認為,在今后的體育教學策略研究過程中,我們在抓緊體育基礎教學的同時不妨多涉足職業類院校,因為職業院校學生個性鮮明,活潑好動,有職業定向,我們若能有效地構建出職業院校的體育教學策略,對職業院校學生的身心、就業等將會有巨大的推進作用,同時也為體育教學改革提供了更全面的研究依據。
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【關 鍵 詞】 概念圖;小學科學;課堂教學
【作者簡介】 廖小玲,廣東省廣州市荔灣區坑口小學教師。
概念圖技術(concept mapping)的起源可以追溯到20世紀六七十年代Ausubel、Novak和Gowin等人在康奈爾大學所進行的著名研究。因為他們的出色工作,概念圖在當時引起了相當大的關注,帶動了各國研究者的一系列研究工作,大量有關概念圖的研究報告開始出現,概念圖成為科學教育研究和科學教學的一種有用而具有無限價值的工具。經過三十多年的完善和發展,今天概念圖技術已經逐漸成為一種非常有效的科學教育研究和科學教學的工具,也是一種有效促進有意義學習的教學策略。
當前,我國的基礎教育課程改革正在全國范圍內深入展開,課程改革不僅關注教師教學方式、學生學習方式的變革,也強調學生評估方式的變革;不僅對結果進行評估,也對過程進行評估;重視學生的主體地位,強調以學生為中心。而概念圖教學,恰好能滿足這些要求。學生在繪制概念圖的過程中,可以增強他們的積極主動性,使他們監控自己的學習過程,對自己的學習負責;在繪制概念圖的過程中,學生是自己學習的主人;教師通過學生繪制的概念圖,可以持續了解學生知識的理解程度,從而相應地開展進一步的教學;概念圖也可以幫助教師計劃和組織教材,改善教學方式。同時,概念圖也是一種非常有效的教師培訓策略。
因此,概念圖作為一種非常有效的促進學生有意義學習的策略和在真實情境中評估學生知識獲得及變化的工具,在我國的科學課堂研究和教學中具有非常廣泛的潛力和應用前景,概念圖與我國課堂情境的結合將是一個重要而有意義的研究領域。
一、概念圖在小學科學教學中的作用
在小學科學教學中,應用以概念為核心創建概念圖的策略顯得尤為重要。它能避免冗雜的概念堆砌,以框圖的形式將概念以及概念之間的意義關系清晰地呈現給學生,促進有意義學習,提高學習效率。
在小學科學學習過程中,許多學生往往能夠理解某個概念的含義,但在面對真實問題時卻不知如何運用所學知識。造成這種現象的一個重要原因是,他們頭腦中的知識之間缺乏聯系,缺乏系統性,不能形成有序的結構。如果教師引導學生嘗試建立概念圖,用概念圖做課堂筆記、整理筆記和學習過的內容,幫助學生用概念圖貫通整個課程內容,將有利于學生成功把握概念間的相互關系,自如地對自己的學習進行控制。
在小學科學課堂教學中,概念圖對生和教師同樣重要,可以在教學活動中幫助師生的認知活動。正確使用概念圖,能夠增加學習材料之間的共同因素、增強學生對材料的理解程度、提高學生的分析和概括能力、引起學生的遷移心向、提高認知結構的清晰性和穩定性,把知識要點和知識的整合過程用可視化的圖形表現出來,從而有效幫助學生實現知識的正遷移,促進學生的有意義學習,切實提高教學效果。
概念圖作為一種教與學的認知工具,它把知識高度濃縮,將各種概念及其關系以層狀結構形式排列,清晰地揭示了意義建構學習的實質。將概念圖運用于小學科學教學的各個環節,能促進學生良好認知結構的形成,提高教師的教學效益,學生的學習效益。
學生在學習時,可以通過概念圖進行知識關聯,進行發散性思維訓練,不僅有利于記憶掌握所學習的新知識,還培養了團隊合作的意識。
1. 概念圖活動對學生有很高的認同程度。概念圖支持的教學作為一種自主學習活動,有利于培養人的自學能力,發揮人的自主積極性,可以作為終身學習的一種學習技能。
2. 概念圖能直觀、簡潔地將隱性知識顯性化,能以整體的方式來呈現、組織知識。學生在建構科學概念中普遍反映有了概念圖這一工具,對科學概念的理解更加透徹,有助于思維的發散和創造。
3. 概念圖作為一種評價工具,能探查學生的內部認知結構,能對學習的過程或結果進行評價。教師可以較為直接的看出學生的思考過程,并對學生加以指導。
4. 教師應用概念圖進行教學設計、呈現教學內容,提高了教師備課的效率。
5. 概念圖作為一種教的策略,能有效地改變學生的認知方式,大面積提高學生的學習成績,切實地提高教師的教學效果,特別是在科學學科教學中效果十分顯著。
二、概念圖在課堂教學中的應用
(一)運用概念圖診斷學生的前概念,為應用合適的教學策略指明方向
在小學科學教學實踐中,經常會碰到學生在學習課程之前,通過日常生活的各種渠道和自身實踐,對客觀世界中的各種生命現象已經形成了自己的一些看法,并在無形中養成他們獨特的思維方式。我們把這種現象叫學生的前概念,為了克服這種先入為主,憑直覺印象形成的前概念對建立科學概念產生的負面影響,在教學中可以采用引發認知沖突的策略,即揭示新知識、新現象與學生原有認知結構中的前概念的矛盾,從而動搖其前概念,進而通過前概念與科學概念的反復對比,揭示前概念的局限性、表面性,逐步形成科學概念。為此就必須診斷與揭示學生的前概念。概念圖可以幫助教師有效地揭示學生在前概念方面的情況。然后對前概念情況進行分析,了解到隱藏在學生頭腦中的錯誤,才能為“導”指明方向,然后再教學中采取相應的策略糾正學生錯誤的前概念。例如:在三年級學生學習認識小動物這一內容時,就讓學生以“昆蟲”為中心概念然后畫氣泡圖,了解學生在學習前對昆蟲知識的認知情況,例如在五年級《材料》單元中“布”這個內容的教學,通過學生畫的概念圖,可以知道有部分學生對布料的分類不清晰,對布料的用途也不夠清晰,在后面的教學中就這些存在的問題對教學策略進行調整。學生嘗試用概念圖對單元學習內容進行整理。在四年級學習完《電》這個單元后讓學生用概念圖整理單元知識內容,學生基本能通過概念圖把所學的知識點列出來,有10幾個學生還能找到它們之間的聯系或拓展,五年級在學習完《運動和力》后,學生也能把知識點用概念圖列出來,在“設計我們的賽車”這個教學內容中,有一個小組的學生就嘗試用概念圖寫設計計劃了。如果運用概念圖可引導學生整理筆記和學習過的內容,幫助學生用概念圖貫通整個課程內容,可讓學生成功把握概念間的相互關系,自如地對自己的學習進行控制。也為教師的教學設計及課堂教學提供依據。
(二)運用概念圖進行教學設計,為教師的課堂教學理清教學思路,教學設計中運用概念圖,能將原來顯現在教師頭腦中的教學內容、教學理論和教學經驗以可視化的形式表現出來,相當于在虛擬的環境中完成了一次教學過程,教師能更有效地組織教學內容。在課堂教學中,教師可以通過概念圖把知識整合過程清晰地呈現出來,能改變學生的認知方式,使學生看到概念間的關系。學生掌握的是整體的知識框架,更容易了解新舊知識間的聯系和區別,學生通過概念圖記憶的知識也必然比簡單機械記憶更高,他們將更善于解決問題。許多學生在概念學習過程中往往能夠理解某個概念的含義,但是面對真實問題就不知道如何運用自己所學知識,其重要原因之一就是他們頭腦中的科學概念不能形成有序的結構,不善于找出各個概念間的關系,處理問題時就難以“創造性”地運用。如果教師能把概念圖用于教學設計,并在課堂中用作教學策略,而且也要求學生在學習過程中自己去嘗試建立概念圖,他們就能成功地把握概念的意義,也能成功地對自己的學習進行控制。例如:在三年級《水》這一課的學習中就充分利用概念圖進行教學設計把水自身的特性、水的用途、水在自然界存在形態、水的用途、水與生物的關系等用概念圖的形式展示出來,讓學生在頭腦中建構了“水”這個中心概念。
(三)運用概念圖進行課堂講授,提高課堂實效
概念圖作為內容呈現工具,能夠將繁瑣的內容以概念的形式簡單、明了、清晰地傳遞給學習者,可以滿足教師將教學內容以概念為單元逐一呈現給學習者。這種方式不僅能形象呈現內容,而且能讓學生非常直觀地發現知識內容之間的關系,保證了下次繼續學習時的知識的完整性。教師利用概念圖進行課堂講授,其實本身在畫概念圖的過程中就是一個老師備課的過程,在這個過程中,老師通過繪畫概念圖,可以非常清晰地了解到本節課教學內容、各個環節之間的關系、在教學中應該考慮到什么問題等都可以在繪畫概念圖的過程中表現出來。
教師可在課堂上通過展示畫好的概念圖來展示本節課的知識點,學生則通過觀看老師的概念圖,非常形象地看到每一個概念之間的關系,這樣比老師以條目的形式呈現給學生要更加便于學生記憶式的學習。例如在五年級《食物鏈和食物網》、六年級《生物多樣性》、的教學中,教師先把概念圖畫好展示給學生,學生對人類、植物、動物之間相互依存。相互影響的關系就很清楚。
當然教學中也會使用另外一種方式來進行課堂講授――現場畫概念圖。在教學過程中,教師可以根據講課的內容,一邊講授一邊繪畫,使學生非常清楚地看到整個繪畫過程。這一過程,一方面可以使學生了解概念,更加容易理解一些概念或操作之間的關系,達到知識有效遷移;另一方面也可以讓學生感受到教師是如何利用概念圖對知識進行分類及表示的,激發學生對知識的好奇心,產生畫概念圖的興趣。如在三年級學習《我們周圍的空氣》到最后單元整理時,教師就可以運用概念圖對知識進行梳理,在課堂上繪制簡單的概念圖,把空氣的特征,空氣的研究方法、空氣與其他物質的比較清楚地呈現給學生,學生看到教師畫也很有興趣跟著畫。
在課堂教學中也可讓學生可利用概念圖把學生通過頭腦風暴想象出來的東西記錄下來。這是在課堂上對于一些需要學生開動腦筋,而且又沒有固定的答案的時候經常會使用的一種方法。學生對于這種方式也比較喜歡,因為他們有機會表達,而且表達的東西可以通過概念圖的形式記錄下來,甚至可以通過概念圖把同學之間的一些想法連接在一起,使學生更加投入到課堂教學之中。概念圖有助于學生學習能力的提高,從而促進學生發展。
三,概念圖在小學科學課堂教學中存在的問題
概念圖在小學科學的教學中具有一定的可行性和有效性。但由于學生年齡小,動作稍慢,課堂上學生畫概念圖的時間不夠,這些因素對于應用研究都有一些影響;加上教師自己的水平和能力的限制,廣泛性得不到真正落實在教學中實際應用概念圖時,由于學生的年齡、學習程度、學習活動的內容與目的各有不同,概念圖在課堂教學中的應用的廣泛性得不到真正落實。不同學校、不同老師、不同學生,由于人的差異,概念圖的應用必然會受到限制。
所以,應該人為地開創出適合自己學校學情、符合教師自身發展、學生能力的教學。因此教師只有鉆研教材、挖掘教材才能夠明了概念圖可用。
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