将“维恩图”引入小学科学概念学习的研究

将“维恩图”引入小学科学概念学习的研究 将“维恩图”引入小学科学概念学习的研究 ,摘 要,针对小学科学教学过程中以单一枯燥的方式进行概念教学的这一现象，本文首先阐述了维恩图的概念以及将维恩图引入小学科学概念学习的有效性及现状，然后整理了小学科学课本中适用于维恩图展开科学概念学习的课程，并归纳了维恩图适用的内容，从三维目标出发制定了教学策略，最后对维恩图引入小学科学概念学习提出了应该注意的问。 ,关键词,小学科学;维恩图;概念学习 一、维恩图引入小学科学概念学习的有效性及现状分析 (一)维恩图的概念 维恩图由两个互相部分重合的圆组成，每一个圆代一个特定的概念或者观点。概念之间的共同特征(相似点)写在两个圆重叠的区域里，独有的特征(不同点)写在相应圆中重叠区域以外的部分。建立维恩图时，先画两个部分重合的圆，在每一个圆的上方注明它代表的事物，独有的特征写在重叠区域以外，而共同的特征写在重叠区域内。 (二)开展维恩图概念教学的有效性 小学生对冗长的复杂概念、抽象的规律有排斥的心理。教师恰当地运用“维恩图”的作用，把复杂的规律浓缩，可以大大地减轻学生的学习负担和心理压力。《科学课程》对于搜集整理信息提出了明确的要求:“能利用简单表格、图形、统计等方法整理有关资料。”“能选择自己擅长的方式(语言、文字、图表、模型等)表述研究过程和结果。”维恩图兼具抽象与形象的双重性质，能恰到好处地体现数形结合的思想。通过维恩图的展现，学生对于课本中的相关概念、特点、以及相互关系一目了然，便于学生记忆长久，分清异同。 维恩图对小学科学认知活动的支持突出地体现在三个方面: 1、 语言转译 借助于维恩图的数形结合优势，小学科学中的许多概念、关系都变得直观、清晰，大大减弱了学生理解和表述的难度。 例:学生在学习地球表面的地形时，往往会将丘陵和山地两种地形混淆:丘陵是海拔500米以下，高低起伏，坡度较缓，由连绵不断的低矮山丘组成的地形。山地是海拔500米以上，起伏很大,坡度陡峻,沟谷幽深,一般多呈脉状分布。 单纯的依靠文字阅读，学生还是很难区分丘陵和山地在地形特点上的异同，但用维恩图表示，就容易多了。 丘陵 山地 海拔500米海拔500米高低起伏～ 以上～起伏以下～起伏不平坦 陡峭～山顶较缓～山顶 尖 浑圆 2、形象推理 逻辑分析、推理是一种抽象的思维活动，学生掌握起来难度较高。借助于维恩图则使得隐性的逻辑关系显性化，便于学生理顺其中的逻辑关系，把握推理的线索，合理规划推理的步骤。 例如:在小学毕业阶段，对于动物的分类学生很容易出现差错，有了下面这幅维恩图的帮助，动物的分类就变得清晰明朗了。 动物 脊椎动物 无脊椎动物 两栖动物 爬行动物 昆虫 软体动物 3、分类解析 维恩图作为数形结合思想的具体体现，能够对某些科学概念或对象作出直观有效的分类，从而帮助学生理清各概念之间的从属关系或者解决问题。比如，在四年级第四单元《岩石和矿物》中，学生往往混淆岩石、矿物的关系，以及对岩石和矿物具体实例的含糊不清。通过维恩图让学生直观的感受到各元素间的隶属关系简单快速。 岩石 矿物 云母 石英 长石 (三)小学科学概念学习的现状 维恩图虽然是一种选择、分类和比较信息非常有用的工具，但是在小学科学课堂学习中，教师较少地充分利用这一归纳工具来帮助学生记录他们的观察结果，偏重于对实验现象进行讲解记忆，导致学生更多是用学习文科的方式来学习科学，思维能力和总结归纳能力较差，这对以后的科学学习非常的不利。其表现主要有以下的几个方面: 1、 主观上不够重视科学概念的展现方式 现在的小学科学教学侧重于对实验活动的探究和合作，但是对于最基础的概念则缺乏探索和创新，偏重于过去那种死板的课堂灌输方式。因此造成学生也是机械地接受、背诵所学科学概念，对科学概念产生厌倦感，不利于知识和技能的接受，更不能合理地利用。 2、客观上受考试模式影响投入有限 处于小学阶段的学生思维具有具体形象性，偏重感性认识，小学科学在知识安排上注重对实验现象和结论的分析记忆，但是考试内容大多却为记忆内容，所有种种，都重“记忆”而轻“分析”。对于教师和学生来说，考试就是指挥棒，能通过直接灌输、死记硬背的传统方式达到不错的结果何必又花心思去探索一种新的学习方式呢, 3、教学“偏离跑道”现象 就科学学科来说，它是一门以实验为基础的学科。科学研究的对象具有极大的普遍性。它的基本理论渗透在自然科学的许多领域，应用于生产技术的各个部门。“偏离跑道”现象也就是偏离学科认知规律，这是目前小学科学教学过程中普遍存在的一个常见问题。 二、小学科学概念学习中适用维恩图的内容 (一)小学科学概念学习中适用维恩图的课程 对于小学生来说掌握科学概念是一个主动却复杂的过程。作为教师，理当帮助学生构 建良好的知识结构，使学生理解概念之间的关系，帮助学生将所学的概念组织成互相联 系、层次分明、抽象化具体、图文结合的知识网络，而不是让学生简单地死记一些枯燥、 抽象的概念。基于维恩图的特征，并非适用于每节科学课，笔者通过整理，提供一个三 到六年级科学教材中适用维恩图的课程记录表。 年级 单元 课例 内容 目的 第 3、大树和小草 大树和小草的比找出大树和小草的相同和不 一 较 同 单 元 4、观察水生植水葫芦和金鱼藻找出两种水生植物之间的相 物 的比较 同和不同 三 年 7、植物有哪些水生植物和陆生找出水生植物和陆生植物的级 相同特点 植物的比较 相同和不同 上 册 第 4、蚯蚓 蜗牛和蚯蚓的比找出蜗牛和蚯蚓的相同和不 二 较 同 单 6、金鱼 金鱼和蚂蚁比较 找出金鱼和蚂蚁的相同和不元 同 7、动物有哪些蜗牛、蚯蚓、蚂归纳蜗牛、蚂蚁、蚯蚓和金鱼 相同特点 蚁和金鱼的比较 的共同点 第 2、水和食用油 水和食用油的比找出水和食用油的相同和不 四 较 同 单 元 3、谁流得更快固体和液体的比找出固体和液体的相同和不 一些 较 同 4、我们周围的水和空气的比较 找出水和空气的相同和不同 空气 7、空气有重量水和空气的比较 进一步找出水和空气的相同 吗 和不同 三 第一1、植物新生命绿豆种子与花生找出两种种子的相同和不同 年 单元 的开始 的比较 级 第三3、水结冰了 冰和水的比较 找出冰和水的相同和不同 下 单元 册 6、水和水蒸气 水和水蒸气的比找出水和水蒸气的相同和不 较 同 四年第三3、声音的变化 音量和音高的比找出音量和音高的不同 级上单元 较 册 第一3、简单电路 灯泡串联和并联找出灯泡串联和并联的相同 单元 的比较 和不同 第二2、各种各样的油菜花和百合花找出两种花的相同和不同 单元 花 的比较 单性花和不完全找出单性花和不完全花的相 花的比较 同和不同 两性花和完全花找出两性花和完全花的相同 的比较 和不同 4、把种子散播苍耳和野葡萄果找出苍耳和野葡萄果实结构 到远处 实结构的比较 的相同和不同，从而发现易于 被风传播的原因 四 年 莲蓬和椰子结构找出莲蓬和椰子结构的相同级 的比较 和不同，从而发现易于被水传下 播的原因 册 7、动物的繁殖卵生动物和胎生找出卵生动物和胎生动物的 活动 动物的比较 异同 第四2、认识几种常花岗岩和大理岩找出花岗岩和大理岩的异同 单元 见的岩石 的比较 板岩和页岩的比找出板岩和页岩的异同 较 五年第三1、地球表面的山地和丘陵的比找出山地和丘陵的异同 级上单元 地形 较 册 五年第四6、地球在公转自转和公转的比找出自转和公转的运动周期、 级下单元 吗 较 现象 册 六年第一5、动滑轮和定动滑轮和定滑轮找出动滑轮和定滑轮的特点 级上单元 滑轮 的比较 和区别 册 第三4、电磁铁的磁磁铁和电磁铁的找出磁铁和电磁铁的各自特 单元 力 比较 点和共同点 六年第二8、物质变化与物理变化和化学找出物理变化和化学变化的 级下单元 我们 变化 异同 册 第三4、日食和月食 日食和月食 找出日食和月食的异同 单元 (二)维恩图在小学科学概念学习中的应用 1、应用于教师的板书设计和学生的课堂笔记 教师在教学设计和实践中都要涉及板书问题，板书是教师利用文字符号和图表等形式，简明扼要地呈现教学要点的一种教学方式;学生在参与教学过程中做好课堂笔记将有助于有意注意，提高记忆效果，改善学习质量。无论是教师的板书，还是学生的笔记，都应追求概括性、系统性和有效性。因此，教师的板书设计和有效运用以及学生良好的笔记方法，无疑将会提高教学的有效性，而维恩图将是一种较好的设计工具和笔记方法。 2、应用于教师的复习教学和学生的自主复习 复习是提高信息保持的有效方法。按照传统的复习方法，学生往往需要浏览全书，然后有意识地重点记忆某些知识点，发现易错点。这样的复习方式既浪费时间，而且在可也负担繁重的复习阶段下及时复习非常困难。维恩图以其简单、明了的优势成为复习的好方法，利于学生及时有效的展开复习。在科学课中，知识点涵盖面广，复习用维恩图做成的笔记更能节省时间，而且有利于学生的记忆。例如在六年级学习完电磁铁的各种特性后可以将电磁铁的各种特性与磁铁的特性进行比较，通过维恩图形象展现其中的异同点，便于学生有效复习。 电磁铁 磁铁 有磁极、 磁极可以改变, 磁极不会改变, 磁性,都可以 磁力可以改变, 磁力不变, 吸引铁一类 通电时有磁性～磁性一直存在, 物质, 断电后磁性消同极相斥～异 失, 极相吸, 3、应用于教师的问题教学和学生的问题解决 爱因斯坦曾经说过:“想象力比知识更重要。”而维恩图有利于学生对所思考的问题进行全方位、多角度的分析与思考，有助于学生对易于混淆的科学概念进行梳理，发现关键区别点。利用维恩图培养了学生发散性思维能力，同时通过对所学概念的有序整理，促进了知识的系统化，有利于学生构建概念之间的联系和区别，加强了学生对所学知识的全面理解，又著有学生对所学内容进一步内化，从而建立一个有效的知识系统。例如在讲述“两性花”和“完全花”时，为了让学生迅速有效地发现两者之间的异同，可以利用维恩图的直观有效性来解决此问题。 完全花 两性花 不一定都有 有完整的萼片和都有雄蕊 完整的萼片和花瓣 花瓣 和雌蕊 三、维恩图在小学科学概念学习的教学策略 根据课程标准倡导学习的知识目标、技能目标、情感态度价值观目标，维恩图引入小学科学概念学习在这三个目标中各有侧重。 (一)维恩图在情感态度价值观方面的策略 情感目标包括不同层次:从简单的对所选择现象的注意到复杂而又内在一致的性格和态度的形成。 维恩图逐渐地被学生内化和接受后，并被用于科学概念学习的部分内容之中，学生会把不同的学习内容组织成不同的维恩图，并且根据不同的科学知识绘制与之相适应的维恩图形状，表现出积极的学习态度和重视维恩图的价值。这时教师应该及时反馈，给学生提供成功的机会。从学生优点入手，提供各种机会，让学生展示能力、展示成果。多种机会的创设，不仅可以为学生提供表现优势的机会，同时也是为学生提供多层次、多规格发展的机会，有助于每个学生的发展。与此同时也要使学生对自己的，以及小组同班的维恩图有自己的评价。教师可以在教学过程中，把学生制作的维恩图展示在屏幕上，以供学生参考、欣赏和评价。 (二)维恩图在知识方面的理解策略 在理解这个层次内，学生不仅要记住某些知识，而且还要在自己的头脑中改组信息内容，或者用自己觉得更有意义的某种形式来组织、表达信息内容，具有一种简单扩大内容范围的反应。 1、转化 转化在理解这一层次中起着过渡的作用。它是以一种语言或交流形式被意译或翻译为 另一种语言或另一种交流形式。在教学过程中，让学生小组之间展开讨论，运用简洁语言展示自己对某一科学概念的理解，某两个相近科学概念之间的联系和区别。 2、解释 在进行解释时，要求学生必须能够转换维恩图内容中的主要组成部分，并在自己的头脑里重新整理或重新排列，以便于对维恩图的制作意义有一个整体的看法，其中也加入了自己的理解和观念。针对同一个教学内容，每一个学生画出自己的维恩图，在小组内进行切磋、探讨每一个学生的意图。 (三)维恩图在技能方面的制作策略 1、学找关键词:根据所学内容，把握主体思想，能用关键词表达主要内容。 2、确定关键词之间的关系:选定知识范围，接下来便是确定关键词，并把它们一一列出来。然后对这些关键词进行分类、排序，从最一般、最概括的词到最特殊的词依次排序。根据学习论整合协调的原则，即如何对学生认知结构中现有要素重新加以组合的原则。奥苏贝尔认为所有导致整合协调的学习，同样也会导致学生现有知识的进一步分化。因此，整合协调是在意义学习中发生的认知结构逐渐分化的一种形式。 3、发现交叉词汇:交叉词汇是不同概念之间的互相联系，交叉词汇需要学生的横向思维，也是发现和形成概念间新关系，产生新发现的重要一环。 4、初步绘制维恩图:这一阶段主要绘制一节课的部分内容，然后扩展到一节课甚至是一个单元的内容。 四、维恩图引入小学科学概念学习的注意问题 第一，在小学阶段实施维恩图教学策略，要让学生自己有足够的时间制作，教师只是给学生引导方向，不能把具体的教师完成的维恩图展现给学生，这样会限制学生思维的发展。教师不能为了节约教学时间在课堂上把现成的维恩图呈现给学生，这样做的结果限制了学生思维的流畅性和创新性。 第二，实施维恩图教学策略，教师应采取探究式的教学方式，让学生自己思考应该怎么样做，为什么这样做，不应该采取灌输式的教学方式，否则就会限制学生的思维，学生的思路无法得到拓展。因此在填写维恩图的过程中应该是先让学生独自整理填写，再小组讨论，最后全班展示，形成一个较为完整的维恩图。 第三，“施教之功，贵在引导，重在转化，妙在开窍”。教学的本质是教师引导学生实现两个“转化”，一个转化是把人类已知的科学真理“转化”成为学生的知识，另一个“转化”是引导学生把知识转化成能力。教师的教学工作主要是实现两个转化。所以“引导转化”正是教师主导作用的是指。在实施维恩图教学策略时，填写维恩图是实现知识的转化和能力的转化，因为填写维恩图首先是要把知识条理化，即完成知识的转化;其次怎样把书本有关的知识填写到合适的位置，调整相应知识点也是能力的转化。 参考文献: [1]张厚品.韦恩图的起源[J].数学教学，2005，(7)48-49. 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