借助思維導(dǎo)圖有效開展科學(xué)課堂探究活動

姚偉峰

[摘 要]學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的過程就是學(xué)科核心概念建構(gòu)、探究能力形成的過程。科學(xué)課堂教學(xué)融科學(xué)現(xiàn)象、學(xué)科概念、探究能力于一體，具有獨(dú)特的課程結(jié)構(gòu)體系，組成了無形而又相互支撐的“網(wǎng)絡(luò)”。主要在科學(xué)課堂教學(xué)中，做了利用思維導(dǎo)圖方式開展科學(xué)課堂探究活動，幫助學(xué)生建構(gòu)學(xué)科核心概念、發(fā)展學(xué)生思維能力的實(shí)踐嘗試。

[關(guān)鍵詞]思維導(dǎo)圖 科學(xué)課堂 探究活動

[中圖分類號] G623.6 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1007-9068（2015）33-071

學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識的信息來源可能有所不同，但學(xué)習(xí)都是一個建構(gòu)的過程，都是通過已有概念和前概念之間的相互作用而形成學(xué)科概念，在這種相互作用中，存在著兩種相反的作用方式：同化和順應(yīng)?？茖W(xué)課堂教學(xué)融科學(xué)現(xiàn)象、學(xué)科核心概念、探究能力于一體，具有獨(dú)特的課程結(jié)構(gòu)體系，組成了無形的“知識網(wǎng)絡(luò)”，科學(xué)概念就是這個“知識網(wǎng)絡(luò)”中的節(jié)點(diǎn)。學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)探究時，必須把這樣一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)即知識結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為頭腦中的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。也就是說，學(xué)習(xí)科學(xué)的過程，實(shí)際上就是學(xué)生對科學(xué)知識有效建構(gòu)的過程。

一、思維導(dǎo)圖是促進(jìn)知識建構(gòu)的有效工具

思維導(dǎo)圖將科學(xué)課程中的各個概念及其關(guān)系以層級結(jié)構(gòu)的形式排列，清晰地揭示知識建構(gòu)學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)。教師可以將思維導(dǎo)圖引入科學(xué)課堂教學(xué)活動中，運(yùn)用深入淺出、簡明扼要的形式引導(dǎo)學(xué)生對前概念與科學(xué)概念進(jìn)行交融和整合，以提高學(xué)生應(yīng)用知識的能力。學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖時，教師可以讓學(xué)生主動參與科學(xué)知識與科學(xué)概念的提煉過程，對各階段科學(xué)知識、科學(xué)概念進(jìn)行檢查、修正和完善，以達(dá)到靈活遷移的目標(biāo)。學(xué)生的知識建構(gòu)是通過學(xué)生的自我反省和自我調(diào)節(jié)來完成的。學(xué)生根據(jù)自己對所學(xué)知識的理解及對概念科學(xué)意義的把握而建構(gòu)的思維導(dǎo)圖雖然很多時候是不完整的，而且各不相同，但卻可以如實(shí)地反映每一個學(xué)生頭腦中的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和概念意義的轉(zhuǎn)化。通過學(xué)生構(gòu)建的思維導(dǎo)圖，教師可以了解學(xué)生對科學(xué)概念的理解程度，分析學(xué)生的邏輯思維能力，獲知學(xué)生對學(xué)科概念的內(nèi)涵和外延理解的清晰度和廣闊性，從而得到學(xué)生對知識內(nèi)容和組織形式有價值的信息，及時修正教與學(xué)的活動，給予學(xué)生有效的指導(dǎo)與幫助。

二、思維導(dǎo)圖有利于科學(xué)探究中的概念建構(gòu)

下面以“巖石的變化”教學(xué)過程為例，談?wù)剬W(xué)生在科學(xué)課堂學(xué)習(xí)中，如何利用思維導(dǎo)圖高效地建構(gòu)科學(xué)概念。

1.頭腦風(fēng)暴，在探究中產(chǎn)生思維的碰撞

引導(dǎo)：在自然界中，是什么力量讓巖石發(fā)生變化呢？你們認(rèn)為巖石變化的原因可能會是什么呢？用思維導(dǎo)圖把你們認(rèn)為巖石變化的可能原因表示出來。

活動：學(xué)生利用教師提供的思維導(dǎo)圖原始觸點(diǎn)進(jìn)行繪制，提出自己的假設(shè)。

2.顯現(xiàn)思維痕跡，學(xué)生主動進(jìn)行探究活動

研究一：流水對巖石變化的作用。

提問：你們有辦法模擬流水嗎？怎么設(shè)計實(shí)驗(yàn)研究流水是否對巖石變化產(chǎn)生作用呢？

討論：學(xué)生討論，提出研究問題以及模擬實(shí)驗(yàn)需要的材料、實(shí)驗(yàn)方法。

活動：利用概念圖繪制研究問題，模擬實(shí)驗(yàn)方法。

點(diǎn)撥：怎么說明流水是否讓巖石發(fā)生變化呢？要與沒有研究前的巖石相比較，那么是不是需要先對沒有研究前的巖石進(jìn)行觀察、記錄呢？

活動：學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究證據(jù)收集的方法，記錄巖石的狀態(tài)；進(jìn)行小組合作模擬探究實(shí)驗(yàn)，并觀察現(xiàn)象。

記錄：利用思維導(dǎo)圖的方式進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄。

研討：我們模擬實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象是什么？對于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，你做出的解釋是什么？

交流：學(xué)生全班交流，思維碰撞形成共同認(rèn)知，從而構(gòu)建概念體系。

研究二：冷熱（溫度）對巖石變化的作用。

談話：冷熱作用（溫度變化）會讓巖石發(fā)生變化，你們有辦法利用模擬實(shí)驗(yàn)來研究嗎？

活動：小組提出研究問題，進(jìn)行討論，并利用思維導(dǎo)圖進(jìn)行研究方法的設(shè)計。

點(diǎn)撥：怎樣讓巖石的受熱溫度變高呢？用什么辦法讓受熱的巖石馬上又受冷呢？只讓巖石受熱、受冷一次就可以了嗎？為什么？需要反復(fù)實(shí)驗(yàn)研究幾次？

談話：那我們怎么觀察、記錄才能說明巖石在冷熱作用下是否發(fā)生變化？

活動：學(xué)生提出觀察、記錄方法，用思維導(dǎo)圖做好記錄準(zhǔn)備，再進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)研究，并如實(shí)記錄自己看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

研討：研究冷熱對巖石的作用，你們是怎樣研究的？有什么發(fā)現(xiàn)呢？你們的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)能說明什么問題呢？

思考：學(xué)生利用思維導(dǎo)圖的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄與交流，并作出自己的解釋。

引導(dǎo)：你們研究的巖石有沒有變成像鵝卵石那樣光滑、圓整呢？為什么？

談話：看看科學(xué)家的解釋與我們的研究情況是否相似。

視頻：白天和夜晚的冷熱差別造成巖石變化。

講述：你們的研究與科學(xué)家的解釋是完全一致的，真了不起，都是小小科學(xué)家??！同學(xué)們，剛才你們的研究中讓巖石發(fā)生了一些變化，但是巖石有沒有完全破碎呢？為什么有些巖石變化了卻沒有破碎得很厲害呢？

感悟：冷熱作用讓巖石發(fā)生變化需要長期反復(fù)的過程；自然界的巖石變化需要長年累月、長期變化的過程。

引導(dǎo)：對于你們剛才的實(shí)驗(yàn)研究，你們還有什么想說的嗎？

活動：學(xué)生對實(shí)驗(yàn)研究提出新的問題以及其他假設(shè)因素的后續(xù)研究。

誠然，有效利用思維導(dǎo)圖有利于開展高效的科學(xué)課堂，發(fā)展學(xué)生的思維能力與實(shí)踐創(chuàng)新的能力。

（責(zé)編 鐘偉芳）