概念漫畫在低年級科學(xué)探究中的運用

兒童一出生，就在構(gòu)建自己對外部世界的認(rèn)識。在認(rèn)識世界的過程中，他們會形成自己頭腦中的概念和對外部世界的解釋。有些概念或想法來源于兒童與自然現(xiàn)象的接觸中，有一些則是從媒體、同伴或成人那里獲得的。有些概念或想法可能符合科學(xué)事實，也有一些不符合科學(xué)事實。如果學(xué)生頭腦中的那些錯誤的想法沒有被發(fā)現(xiàn)和糾正，它們將會伴隨著學(xué)生一起生長，將來就會在頭腦中根深蒂固，難以更改，對以后的科學(xué)學(xué)習(xí)造成很大的障礙。

對于科學(xué)教師來說，最大的挑戰(zhàn)在于發(fā)現(xiàn)學(xué)生頭腦中的已有想法，并運用合適的方法幫助學(xué)生深入了解或糾正原有的錯誤想法。美國科學(xué)教師協(xié)會編寫的《學(xué)生未被發(fā)現(xiàn)的想法》一書里主要是一些有趣的科學(xué)問題，包括對這些問題的指導(dǎo)和評估，這些問題對于從幼兒園到高中的科學(xué)老師來說，都是十分有用的資源。這些問題被稱作形成性評價的探測器，用以發(fā)掘?qū)W生的前科學(xué)概念。在運用這些評測工具時，要鼓勵學(xué)生以證據(jù)為基礎(chǔ)進行解釋、討論和爭辯，促進他們對概念的理解。這些評測工具還可以與各種課堂教學(xué)技術(shù)相結(jié)合，不僅能評估學(xué)生的科學(xué)概念學(xué)習(xí)，還能促進學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，并給教師提供有效的教學(xué)指導(dǎo)。這些是形成性評價探測器的本質(zhì)。

《兒童科學(xué)》雜志每期開設(shè)有形成性評價探測器專欄，說明在基礎(chǔ)教育中如何有效地運用它來構(gòu)建科學(xué)概念，以及如何運用在科學(xué)課堂中，以提高教學(xué)效果。下面以概念漫畫作為探測手段，介紹它在低幼階段兒童科學(xué)評價中的運用。

我們以“什么時候有下一個滿月”這個問題為例，介紹概念漫畫在幼兒園到二年級階段的科學(xué)學(xué)習(xí)中的運用。

概念漫畫是一種形成性評價工具，可以用來揭示學(xué)生的前科學(xué)概念和他們對概念的理解。概念漫畫最近在美國教學(xué)中很流行，教師們可以根據(jù)自己的情況開發(fā)自己的概念漫畫版本。

“什么時候有下一個滿月”就是一個運用概念漫畫在小學(xué)科學(xué)課堂進行的探究活動（如圖）。這種形式通過一個有趣的視覺刺激來誘發(fā)學(xué)生的想法，同時也為科學(xué)概念的測評提供了一個起點。概念漫畫的特點是能夠為低幼年級的學(xué)生提供一個高效的形成性評價工具，它主要有這些特點：

1.較少文字的視覺格式；

2.角色間相互交流，彼此分享自己不同的觀點；

3.熟悉的場景；

4.在科學(xué)討論中，通過“你在想些什么”提示、鼓勵學(xué)生分享他們的想法和解釋。

在美國《下一代科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中，幼兒園至二年級的“地球與空間”領(lǐng)域，學(xué)科的核心概念包括天空中可以觀察、描述和預(yù)測到的太陽、月球和星星的運動模式。“什么時候有下一個滿月”這一內(nèi)容的設(shè)計就是為了解決核心概念中的“觀察、描述及預(yù)測每月的月相模式”。

下面讓我們一起研究運用概念漫畫如何幫助學(xué)生建構(gòu)這一重要的概念，并讓學(xué)生達(dá)到 《下一代科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中所要求的績效標(biāo)準(zhǔn)——“能夠觀察太陽、月球和星星的運行軌跡，并預(yù)測其變化趨勢。”當(dāng)前，美國各州的科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中也包含類似的要求。

本探究活動是《觀察月球形態(tài)》單元的第一課。如果進行本課教學(xué)的那天正好是滿月，就很理想。首先，教師進行引導(dǎo)，讓學(xué)生繪制各種關(guān)于月相的漫畫，并讓他們與同伴分享，以此了解什么是滿月。然后，讓學(xué)生說說他們同意哪位同學(xué)的觀點，并說出自己的理由。接著，教師引導(dǎo)整個班級進行討論，聆聽一對學(xué)生或一組學(xué)生分享他們最認(rèn)同的觀點以及理由，并記錄下學(xué)生關(guān)于月相的想法，為后續(xù)的教學(xué)做鋪墊。最后，老師讓全班想出一個辦法找出哪個漫畫中對于“什么時候會再次出現(xiàn)滿月”這一問題最有預(yù)見性。

通過學(xué)生的討論，相信教師會對學(xué)生關(guān)于月相的理解程度或錯誤概念有一定的了解。下一步，就是要鼓勵學(xué)生去從事科學(xué)實踐，鼓勵他們親自觀察，然后分析他們的數(shù)據(jù)，修正或完善他們最初的解釋。之后，教師再重新審視學(xué)生最初對月相的理解。考慮到一些學(xué)生可能沒有機會去觀看月相，可以讓一些有機會觀察的學(xué)生在白天或夜晚觀察月相時，使用數(shù)碼產(chǎn)品記錄觀察的結(jié)果和時間，以便分享。當(dāng)學(xué)生在實施“記錄并描述月球形狀每日的變化”這一探究活動的計劃時，他們實際上就實現(xiàn)了《下一代科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中的兩個要求：1.計劃并實施調(diào)查活動；2.分析并解讀數(shù)據(jù)。

形成性評價的一個重要特征在于能夠給學(xué)生及時反饋。學(xué)生計劃和實施他們的觀察活動也就在從事科學(xué)實踐，這個時候教師可以給每個學(xué)生或小組一些反饋，以促進他們的學(xué)習(xí)，使他們在科學(xué)實踐過程中加深對科學(xué)概念的理解。

學(xué)生完成他們的科學(xué)實踐活動后，應(yīng)當(dāng)組織全班同學(xué)一起分析收集的數(shù)據(jù)，然后討論他們現(xiàn)在同意哪位同學(xué)漫畫中的觀點，以及從觀察中得到的證據(jù)是如何支持他所選漫畫的觀點的。接著，學(xué)生重新回顧他們在觀察活動之前所持有的觀點，并說說他們是如何改變了原有想法的，是什么原因、什么證據(jù)幫助他們改變這一想法的。最后，讓學(xué)生自己決定觀察一次月相循環(huán)，看看是否能足以支持班上所得出的結(jié)論——月亮大約每四個星期經(jīng)過一輪月相變化。當(dāng)然，學(xué)生可能會提出其他問題，教師應(yīng)當(dāng)鼓勵他們對這些問題進一步思考，確保學(xué)生能夠通過從調(diào)查中得出的數(shù)據(jù)來預(yù)測變化或解決新的問題，例如：“如果今天月亮形狀是月牙形，那么我們要等多久再次看到月牙？”“如果今天是滿月，那么將要多久我們能看到月牙？”總之，在月相觀察這一科學(xué)實踐中，教師收集到的所有形成性評價數(shù)據(jù)最終匯聚成一個問題：“我的學(xué)生是否能夠達(dá)到《下一代科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于月球內(nèi)容所期待的目標(biāo)？”

概念漫畫是一種特別有效的工具，可以讓學(xué)生的科學(xué)思維可視化，并讓他們帶著原有觀點進行科學(xué)實踐，然后用他們調(diào)查中所獲得的數(shù)據(jù)和從討論中得出的解釋重新審視自己原有的觀點。在整個形成性評價周期中，概念漫畫為學(xué)生學(xué)習(xí)月相提供了一個有趣的方式，它能結(jié)合科學(xué)實踐活動，幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)概念。此外，概念漫畫也為教師了解學(xué)生頭腦中的想法提供了一個很好的途徑，可以了解學(xué)生頭腦中的前科學(xué)概念，知道學(xué)生在探究活動中他們頭腦中的原有想法是否發(fā)生改變，以及這些轉(zhuǎn)變過程是如何發(fā)生的。

在新學(xué)期開始的時候，教師可以考慮開發(fā)自己的一系列概念漫畫或應(yīng)用已經(jīng)發(fā)布的概念漫畫來引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)，組織課堂討論，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維，并讓他們以解決問題為目標(biāo)開展科學(xué)實踐活動。因此，以概念漫畫為基礎(chǔ)的形成性評價，也是基礎(chǔ)教育階段科學(xué)教學(xué)的一個重要工具。

點評

美國新頒布的《下一代科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出以科學(xué)實踐（即科學(xué)探究和工程實踐）為核心，以取代以前的科學(xué)過程技能，這種變化強調(diào)了科學(xué)探究和工程實踐的融合。科學(xué)實踐不僅需要技能，還需要各領(lǐng)域的專門知識，要求認(rèn)知、社會、實際操作等因素的參與。科學(xué)實踐旨在幫助學(xué)生了解科學(xué)知識的發(fā)現(xiàn)和運用過程，在認(rèn)知理論與實踐之間建立聯(lián)系，以構(gòu)建科學(xué)概念。這里的概念不僅包括學(xué)科的核心概念，還包括跨學(xué)科的大概念。學(xué)科的核心概念貫穿基礎(chǔ)教育的所有階段和所有學(xué)科，是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點。核心概念具有以下特征：

1.在多個科學(xué)學(xué)科、工程學(xué)科都非常重要，或在某一學(xué)科是關(guān)鍵性、支柱性的原理；

2.為理解和探究更復(fù)雜的原理和解決問題提供關(guān)鍵工具；

3.與學(xué)生的興趣或生活經(jīng)驗有關(guān)，或與社會及個人關(guān)注的、需要科學(xué)技術(shù)知識才能解決的問題密切相連；

4.可作為講授和學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

符合上述特征的兩個即可作為學(xué)科核心概念。學(xué)生在核心概念學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，上升到跨學(xué)科的大概念，以建立起知識的橫向聯(lián)系，幫助他們構(gòu)建知識的系統(tǒng)性，以利于他們對新學(xué)知識的遷移和運用。橫向跨學(xué)科概念指適用科學(xué)領(lǐng)域所有學(xué)科，在不同學(xué)科之間建立起密切聯(lián)系的概念。在基礎(chǔ)教育階段的科學(xué)領(lǐng)域，學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)掌握的跨學(xué)科的大概念包括：模式、相似性、差異性；原因、結(jié)果；規(guī)模、比例、數(shù)量；系統(tǒng)、系統(tǒng)模型；能量、物質(zhì)；結(jié)構(gòu)、功能；穩(wěn)定、變異。通過這些跨學(xué)科概念的學(xué)習(xí)，學(xué)生將分屬于不同分支學(xué)科的知識融合起來，對世界形成整體的、清晰的、有邏輯性的認(rèn)識。

本文的案例是在美國最新科學(xué)教育思想指導(dǎo)下的科學(xué)教學(xué)。“觀察太陽、月球和星星的運行軌跡，并預(yù)測其變化趨勢”是《下一代科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中“地球與太空科學(xué)”領(lǐng)域的核心概念，要求在低幼年級學(xué)習(xí)。在低幼階段學(xué)習(xí)這個核心概念對學(xué)生來說是有難度的。這位美國教師利用兒童喜愛的漫畫形式來揭示兒童的前科學(xué)概念，并利用它幫助學(xué)生建構(gòu)正確的科學(xué)概念。這個過程既輕松又有趣，非常符合低年級學(xué)生的認(rèn)知特點。

在觀察月相這個科學(xué)實踐活動后，通過圖像采集、數(shù)據(jù)分析，相互討論等環(huán)節(jié)，逐漸讓學(xué)生認(rèn)識到月相的變化規(guī)律，并能夠準(zhǔn)確預(yù)測。這個學(xué)習(xí)或建構(gòu)科學(xué)概念的過程，體現(xiàn)出從個別的差異到普遍的相似性，直到上升為穩(wěn)定的周期性，在潛移默化中，讓學(xué)生獲得了一些跨學(xué)科的大概念。可以說，本教案比較成功地達(dá)到了課程標(biāo)準(zhǔn)所要求的目標(biāo)。

當(dāng)前，我國新一代的小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)即將出臺，小學(xué)科學(xué)要在低年級開設(shè)，這對我國的科學(xué)教育來說是一件好事。科學(xué)教育越早開始越好，因為隨著孩子與自然的接觸，他們很小的時候就會形成一些錯誤的科學(xué)概念。如果這些錯誤概念沒有在早期得到糾正，它們就會隨著孩子一起成長，形成一個龐大的科學(xué)錯誤概念體系。等到孩子長大后，這個體系就可能更加根深蒂固，妨礙他們進一步的科學(xué)學(xué)習(xí)。

我國有十多年沒有在小學(xué)低年級階段開設(shè)科學(xué)課了，對于低年級階段如何開展科學(xué)教學(xué)，可能是將來困擾廣大科學(xué)教師的一個難題。本文介紹的概念漫畫，是低年級學(xué)生喜聞樂見的一種學(xué)習(xí)形式，利用它不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以幫助教師了解學(xué)生的認(rèn)知情況，不失為一種新穎而有效的教學(xué)工具。這對廣大的小學(xué)科學(xué)教師來說，具有一定的借鑒價值。

北京市首都師范大學(xué)

初等教育學(xué)院

人民教育出版社綜合理科室（100081）