在小学科学教学中运用概念图认知工具的实践与思考
天河区龙口西小学曹宁
一、概念图与小学科学
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，然而对于小学生而言，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？我认为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。
二、概念图融入小学科学的实践
小学科学教育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。由于的学生对概念图的使用能力不一样，所以就在我在小学科学教学中的实践与应用谈一谈运用概念图的一些粗浅想法。
（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。
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
（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。）
长在土壤里，需要阳光、水分，植株高大，茎
粗，很硬，有
樟 树
狗尾草
长在土壤里，需要阳光、水分，植株高大，茎粗，很硬，有长在土壤中，需
要阳光、水分，
植株矮小，茎
细、较软，有
樟 树 狗尾草
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“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。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。使用网状图都有助于学生整理加工已知的信息。学生可以记录切实观察、检测到的，也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。
小学科学教科版版四年级（下）第二单元《新的生命》的第二课《各种各样的花》的第二课时。第一课时的时候我们已经完成了花的颜色的统计和对一朵花的观察，并且已经对花的结构有了一定的认识。那么怎么帮助学生梳理学生本节课所学到的知识点，使学生不仅对花的结构有了整体的认识，而且在此过程中弄清楚完全花、不完全花、单性花、两性花这些概念之间究竟有什么具体的意义联系呢？
原先的设计，有大量的概念和对每个概念的解释。我本以为这样学生就会知道如何梳理各概念之间的关系。后在在教学中，学生上交的作品学生会直接使用
图片，直接具体。
我发现学生把这些点进行归纳，穿起来形成了一张有结构的网状图。通过这一项活动教师有机会评估学生在本课学习知识的掌握情况，确定探求新知的起点。
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。学生掌握概念图的运用水平有参差，教师在设计教学环节时，要考虑到每个层次的学生，并针对少数绘图能力较弱的学生应多给予支持与帮助。
在教学实践过程中，前期可以探索运用了“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。
三、对概念图融入科学教学的进一步思考
（1）概念图是创作的工具
画一幅概念图好比经历一次头脑风暴。当一个人把自己的想法顺利地写下来时，想法会变得更加清晰，头脑也会接受新想法。这些新的想法可能与已经写下来的想法有联系，而且会引发新的念头。
（2）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评价的有效工具。教师通过概念图可以了解学习者在解释内容时被误解的概念。学生对概念的理解常常出现不完全或者有缺陷，结果造成了误解。学生画的概念图表达了他们对概念正确的或错误的理解，有助于教师诊断被学生误解的概念，以致影响教学效率的原因。
例如五（下）科学《食物链和食物网》一课的教学活动中，刚开始我的设计是通过给出主
要概念，让学生进行排列
组成概念图。然后通过学
生的概念图，掌握学生的
学习进展和内心思维活动
再因势利导，查漏补遗。
但是在教学中，发现这个概念图有效的反馈学生的学习情况，学生对微生物不理解，有些学生把生物、非生物、微生物同一层次。为了凸显本课的学习要求后来改进为
但是，学生在前期所反映的问题，让我知道了学生对生物、非生物、微生物的关系很模糊。在概念图的教学中，我发现有些学生要能分辨主要概念与次要概念，然而有部分学生在有限的时间内不能发现概念之间的联系，分清主次关系，教师就应针对学生的水平差异调整教学策略，比如可先给出概念图，留有小部分空格让学生填空，等学生逐渐熟练，则完全不给任何提示；也可以设置错误的概念图让学生改错，这样可使学生认真分析整个概念图，思考错误之处，调动学生主动学习和探究的积极性。
（3）概念图是交流和学习的工具
一个人制作的概念图代表了一种组织信息或思想的方法。它是可以被其他人
共享的东西。一组人制作的概念图代表了集体的思想。无论哪一种情况，概念图可用作人们讨论概念和概念之间关系的交流的工具。他们可以设法赞同一个共同的结构，以此作为下一步行动的基础。所以在小学课堂概念图教学会与小组合作学习并存。通过小组的成员相互交流学习，完善各自的知识结构。
建构主义的学习理论认为，要记住知识、并懂得意义，那么，新知识就应当与现有的知识结构整合。概念图的作用是促进这个过程的形成。这是因为概念图可以把整合的过程清晰地呈现出来，并使学习者看到概念之间的关系。
在教学实践中，我挺愿意采用概念图辅助教学的，不仅可以作为教学主轴，展示课前思考的成果，还可以和学生共同建构，调动其积极性，增加课堂成效。同时我也发现少数学生已用概念图来帮助自己其他学科的学习。