“雙減”背景下以圖形提示提升初中科學學習效率的實踐

俞劍鋒

一、 探究起源——教學概述復雜冗長,學生不易理解、不易形成整體知識框架

筆者在20多年的初中科學教學中發(fā)現(xiàn),學生對復雜冗長的概述教學較難理清思路,即使通過大量重復練習,也不能理解與應(yīng)用。初中科學教師對知識點的傳授都不感到陌生,在教學過程中都能體現(xiàn),也能讓學生在授課中得到知識,逐步推動學生學習思維的形成。但是在傳統(tǒng)教學觀念影響下,教師并沒有考慮學生抽象思維是否成熟,能否有效掌握知識點,這樣就影響了學生學習科學知識的深度。學生缺乏科學知識的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),必須通過大量重復練習加以鞏固,這樣不僅加重了學生學習負擔,浪費了大量時間,而且效果也不是很好。筆者結(jié)合多年教學經(jīng)驗總結(jié)了以下幾個主要問題:

(一)教師以書本為主要載體,概述為流程,知識概念教學太抽象化

在傳統(tǒng)的初中科學教學中,教學任務(wù)的布置以及教學活動的設(shè)計、教學課堂的節(jié)奏等都按照教材安排進行,學生通過探究等方式對概念進行掌握,其實很多學生并沒有對知識概念真正理解,因為概念知識太抽象化,不是背誦文字就能加以掌握的。

(二)學生學習任務(wù)以文字記錄為要點,缺乏空間物理思維

在傳統(tǒng)的初中科學教學中,學生上課只是關(guān)注課堂學習,通過筆記落實知識掌握,這樣往往沒有將整堂課作為一個整體,導致對知識的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)認識不充分,尤其思維薄弱的學生在綜合題中不能審清題目、理清思路。

(三)學生學習時間長,注意力不能持續(xù),難以形成知識網(wǎng)絡(luò)框架

在傳統(tǒng)的初中科學教學中,學生對課堂的關(guān)注度是有限的,長時間學習和作業(yè)易產(chǎn)生疲勞,導致聽課注意力不集中,一旦某個重要知識點沒有落實,后續(xù)知識點便無法深刻理解,進而缺乏整體思維不能形成整個知識網(wǎng)絡(luò)框架。

二、 具體實踐——鏈接“雙減”提升效率,圖形是方法

通過長期的教學探索,筆者嘗試整理出了一套以圖形為知識框架的模式,來鏈接抽象思維,進而理清思路,簡化解題路徑,從而達到減負提效的作用。“雙減”要提高效率,圖形是方法,以下便是筆者在實踐中嘗試的幾種圖形:

(一)概念圖——化繁為簡,理清思路,減輕記憶負擔

概念圖:利用一個圖或一組相似的圖,理清一個知識點。

概念知識是學生的一大薄弱點,因為概念知識學生一般都死記硬背,缺乏對深刻含義的理解。為了幫助學生深刻理解概念含義,筆者舉出以下幾個案例,嘗試用概念圖方式來對學生進行思維可視化教學。

案例1:血液循環(huán)路徑

在常規(guī)教學中,先了解心臟結(jié)構(gòu)(圖1),再結(jié)合血管路徑熟記體循環(huán)、肺循環(huán)(圖2)。

圖1 心臟結(jié)構(gòu)

圖2 體循環(huán)與肺循環(huán)

體循環(huán):左心室→主動脈→各級動脈→全身毛細血管→上、下腔靜脈→右心房

肺循環(huán):右心室→肺動脈→肺部毛細血管→肺靜脈→左心房

由于心臟結(jié)構(gòu)和血液循環(huán)路徑煩瑣復雜,學生不容易理清也不容易記憶。我嘗試著把復雜的血液循環(huán)路徑和心臟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為簡單的概念圖(圖3),把整個循環(huán)系統(tǒng)分為兩部分,理清后再重新組合,然后加以應(yīng)用,要求學生看圖說出循環(huán)路徑名稱,并在圖中指出口服藥物以及掛鹽水藥物經(jīng)過路徑并到達治療部位,學生能非常熟練地掌握、記憶、應(yīng)用。

(a)肺循環(huán)

經(jīng)過多年教學嘗試,筆者發(fā)現(xiàn)圖表更容易讓學生記憶并掌握知識,大大提高了學生的理解、記憶和應(yīng)用能力。

在血液循環(huán)學習中存在諸多概念,也可以嘗試應(yīng)用概念圖簡化一些復雜的教學內(nèi)容。

在教學過程中,引導學生梳理相關(guān)概念之間的聯(lián)系,能更好地提高其解題能力,同時在平時的教學過程中,尤其是章節(jié)內(nèi)容綜合復習時,也應(yīng)注重對相關(guān)概念知識進行整理。

案例2:做功的定義

常規(guī)教學中功的定義:一個物體在力的作用下沿力的方向通過一段距離,我們就說這個力對物體做功了。然后看圖判斷,舉例說明是否做功了,比如運動方向和力的方向不一致不做功,一個物體受到力的作用但沒有通過一段距離,也不做功等。圖4是浙教版科學九年級上冊第三章功的定義圖片。

圖4 關(guān)于是否做功的實例

這樣的教學其實是很抽象的,學生很難體會真正做功的含義。我嘗試著用概念圖的方法去講述做功的原理,學生較以往更容易接受和理解。

要講清楚做功的定義,其實只要從任何一個事例當中找到是否有一種能量在力的作用下轉(zhuǎn)化成另外一種能量。以上三圖都有力的作用,都消耗了人或機器的能量,但是否轉(zhuǎn)化成對應(yīng)物體的能量呢?如果沒有轉(zhuǎn)化成物體所增加的能量,那我們說這個力對物體不做功。如果這個物體獲得了增加的能量,那我們說這個人或機器對物體就做功了。見圖5。

圖5 從能量角度理解是否做功

首先確定能量是否轉(zhuǎn)化,再結(jié)合教科書的定義找到力的大小和相應(yīng)的距離,得以判斷、應(yīng)用、計算。

在教學中利用概念圖的形式稍作提示,就可大大提高學生的理解能力。這一概念圖模式,可以應(yīng)用于更廣泛的教學中,具有較強的可操作性。

(二)模型圖——更清晰呈現(xiàn)剖解知識難點,化難為易

模型圖:建立實物模型,理清內(nèi)部結(jié)構(gòu),掌握工作原理。

教學中某些知識點存在較大的難度,學生往往課上學會,課后就忘。依據(jù)教學內(nèi)容可以靈活運用模型圖方法,降低學生理解負擔。

案例3:在泌尿系統(tǒng)常規(guī)教學中,我們把泌尿系統(tǒng)四大器官(圖6(a))腎臟、輸尿管、膀胱、尿道與腎單位形成尿液(圖6(b))是分開描述的,不利于學生形成整體的觀念,無法把腎單位形成尿液與泌尿系統(tǒng)結(jié)合,容易把腎小管與輸尿管混淆。

圖6 泌尿系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能

如果把腎單位加載到腎臟模型圖上(圖6(c)),思維薄弱的學生通過可視化教學,就能形成整體結(jié)構(gòu)。看似小小的變化,卻有事半功倍的作用,更有利于學生理解掌握尿液形成的過程并記憶。

案例4:在初中八年級下第一章第5節(jié)磁生電中,常規(guī)教學是設(shè)計一個探究實驗(圖7),通過縱向比較,概述了電磁感應(yīng)原理。空間思維敏捷的學生理解能力強,掌握得好,但空間思維弱的學生一片茫然,難以掌握。

圖7 磁生電實驗裝置

常規(guī)教學如圖,通過探究實驗找到其規(guī)律:

電磁感應(yīng)原理:在閉合的電路中,部分導體在磁場中做切割磁感線運動會產(chǎn)生感應(yīng)電流。

電磁感應(yīng)原理是一個重點知識,掌握有一定的難度,學生總會出現(xiàn)這樣那樣的錯誤。為了更好地呈現(xiàn),便于理解記憶,我在教學過程中,放棄了教科書上的探究方法,設(shè)置了多個模型圖(圖8),在教學過程中,通過模型圖找不同的游戲方式,找到了許多特點,最后總結(jié),得出結(jié)論。然后通過實驗驗證的方法,證明結(jié)論的真實性。這樣學生更容易理解電磁感應(yīng)原理現(xiàn)象。

圖8 磁生電模型圖

通過模型圖的改進,使得原本抽象的內(nèi)容轉(zhuǎn)變成可視化圖形,學生對知識從純粹的機械記憶,到圖像可視化一目了然式的理解性記憶,避免了因記憶效果不佳而產(chǎn)生煩躁情緒。利用模型圖形式不僅利于學生的理解,更利于培養(yǎng)學生對知識進行系統(tǒng)整理的意識。

(三)流程圖——提供清晰解題思路,減輕學生閱讀疲勞

流程圖:一個知識點變化到下一個知識點,再推導出下一個知識點的過程,也即從小知識點演繹到大知識點,或從大知識點演繹到小知識點的過程。

在常規(guī)教學中,我們總是利用教材內(nèi)容按部就班,一塊一塊的知識講解下來,由于內(nèi)容較多,學生很難知識系統(tǒng)化。筆者在多年教學中發(fā)現(xiàn)如果先給學生一個系統(tǒng)知識,然后一塊一塊地授課,結(jié)果學習效果大增。所以我大膽放棄了一些探究式授課,改為驗證性教學,達到了事半功倍的效果。以初中科學九年級上冊第一章第三節(jié)內(nèi)容為例:

案例5:探究酸的通性

通過探究實驗歸納出酸的五條通性:

本人放棄探究性教學,如圖9所示,先給出酸的五條通性,通過實驗加以驗證,總結(jié)出特點,再進行舉一反三找規(guī)律。

圖9 舉一反三找規(guī)律

采取這樣的一種圖片呈現(xiàn)方式授課,不僅能很好地記憶酸的五條通性,也能很好地促進對實驗驗證和探究的理解。流程圖能明確相關(guān)知識之間的聯(lián)系,知識脈絡(luò)顯現(xiàn)得更為清晰。同時將教材中大段的探究式文字進行有效刪減,也便于學習。通過多年教學加以對照,發(fā)現(xiàn)利用圖形呈現(xiàn)方式學生對酸的通性掌握程度更好。

(四)思維導圖——讓學生學會自主學習、整理知識

思維導圖:由一個概念推導出多個性質(zhì),由一個性質(zhì)推導出用途。

在常規(guī)教學中,通過實驗探究,發(fā)現(xiàn)規(guī)律,推導應(yīng)用,逐條推導,歸納總結(jié),造成注意力不集中的同學不能全面歸納。思維導圖的方式相較于知識框架,能更好地體現(xiàn)知識之間的聯(lián)系,通過關(guān)鍵詞能更快地讓學生找到相關(guān)知識點之間的聯(lián)系,使知識更直觀地體現(xiàn)。

思維導圖模式很多,可讓學生自己動手進行整理,多樣化圖形具有直觀的效果,能更快速地尋找到相關(guān)知識所在的位置。文字標注能進一步細化圖形所要表達的知識內(nèi)涵,簡潔、明了。把學生抽象思維落實到有框架的路徑可循,把零散的知識在復習階段歸納整理,理清知識框架,構(gòu)建知識系統(tǒng)。

三、 評價反思——踐行“雙減”減負學生,提升課堂效率

圖形“思維可視化”的教學,對學生具有促進作用,踐行了“雙減”政策,減輕了學生的負擔,學生的思維也不斷開闊。

(一)教由“圖”變——變被動為主動,增強了課堂互動

教與學是教學行為中互相依存、彼此制約、互相影響、對教學具有支架作用的兩個因素。傳統(tǒng)的科學課堂教學在具體實施時大都是圍繞教師“講”來進行的,學生的“學”從屬于教師的“教”,在這樣的課堂上,圖形“思維可視化”教代替了學,教師的講解代替了學生的探究,圖形可視化教學使課堂上的互動更多了。

在培養(yǎng)和提升學生分析、解決問題的能力前期,學生從模仿教師開始。教師教會了學生建立思維模式,學生就能從容應(yīng)對各種解題技能。

(二)課由“圖”動——變靜態(tài)為動態(tài),提高了教學效率

課堂教學過程不是教師單向的知識傳授和線性參與,而是“師生共學”。俗話說:“得法者事半功倍,不得法者事倍功半。”學生的能力最終體現(xiàn)在解題應(yīng)用上,教學策略應(yīng)從解題入手,調(diào)動學生學習的主動性,讓學生獨立思考,形成自己的解題思維模式。尊重學生的先期學習體驗,避免教師大一統(tǒng)的主宰,避免教學的盲目性和跟隨性,建立教師自己的教學方法,提高課堂效率。為了更好地鍛煉學生,在平時的教學過程中,教師應(yīng)避免一言堂,在課堂中可以讓學生嘗試表達,從而使其充分地暴露思維障礙,同時讓其他學生嘗試評價,讓學生進行歸納總結(jié),這樣也能更好地促進學生對知識的理解,促進學生的發(fā)展。

(三)趣由“圖”生——變枯燥為有趣,激發(fā)了學習熱情

有些學生對美術(shù)繪畫有著極大的熱情,教師可以盡量發(fā)揮學生的專業(yè)特長,鼓勵學生用美術(shù)圖形的方法歸納科學知識,從而激發(fā)學習興趣,使課堂教學獲得良性的發(fā)展。

除了在課堂教學中模仿教師的解題思路呈現(xiàn),教師還可要求學生在平時的作業(yè)過程中,不斷強化這一學習習慣和能力,從而更好地促進學生的學習,促進學生學習能力的培養(yǎng)。只有在平時的練習中不斷地運用和強化,才能更好地培養(yǎng)學生的學習興趣和發(fā)展學生解決問題的能力。

四、 結(jié)語

“圖形提示”教學法實施以來,雖然這樣的教學也取得了一點效果,但是這還遠遠不夠的。在“圖形提示”教學中,我們看到了通過圖形梳理對科學學科的催化和激活作用,把圖形引入科學教學,激活了課堂,簡化了教學。在這樣的教學實踐中,學生的學習興趣和效率得到了很大的提升。踐行教育部提出“雙減”政策,從根本上改變現(xiàn)有的教育生態(tài)模式,減輕學生負擔,提高學習效率,這一切將是筆者繼續(xù)探尋的方向。