小学科学教学中概念图促进科学思维可视化的实践探索

一、引言

小学科学课程中的抽象概念常成为学生理解的难点，而科学思维可视化工具能有效突破这一障碍。概念图作为一种将概念及其关系以图形化呈现的工具，能够清晰展现知识结构，帮助学生建立逻辑联系，是实现科学思维可视化的重要手段。本文结合苏教版小学科学教材案例，探究概念图在科学思维可视化教学中的具体应用。

二、概念图促进科学思维可视化的理论基础

概念图基于奥苏贝尔的有意义学习理论，强调新知识与已有认知结构的联系。在小学科学教学中，学生通过绘制概念图，将零散的科学概念系统化，用连线和标注揭示概念间的层级关系、因果关系，使隐性思维过程外显化。例如，学生在梳理 " 植物的一生 " 相关知识时，通过概念图能直观呈现种子萌发、幼苗生长、开花结果等阶段的逻辑关联，从而深化对生命过程的理解。

三、概念图在苏教版科学教学中的实践案例

（一）案例1 ：《物质的变化》单元概念图构建

在苏教版六年级上册《物质的变化》教学中，教师针对 " 物理变化 " 与 " 化学变化" 的抽象概念，设计以下教学环节：

1. 概念初步感知：展示冰块融化、铁钉生锈、蜡烛燃烧等现象，引导学生观 察并记录变化特点。

2. 概念图绘制：以”物质的变化”为中心概念，要求学生将观察到的现象分类，分别标注在”物理变化”和”化学变化”分支下，并添加”是否产生新物质”的判断依据作为连接线标注。

3. 小组协作优化：通过小组讨论，补充更多生活实例（如食物发霉、水结冰），完善概念图结构，明确两种变化的本质区别。

4. 动态修正：教师引入”混合溶解（如食盐溶解）”的特殊现象，引导学生重新审视概念图，在原有结构中增加”可逆变化”的子概念分支，深化对概念关系的理解。

（二）案例2 ：《简单电路》单元概念图应用

在苏教版五年级上册《简单电路》教学中，教师利用概念图帮助学生构建电路知识体系：

1. 实物搭建引发思考：学生通过连接电池、导线、小灯泡组成简单电路，观察电路通断现象。

2. 概念图框架搭建：以”电路组成”为中心，引导学生将”电源””导线””用电器””开关”作为一级分支，在”用电器”下延伸”灯泡””电动机”等实例，用箭头标注电流方向。

3. 故障分析深化理解：设置”灯泡不亮”的电路故障情境，学生通过修改概

念图，添加”断路””短路”等概念，分析故障原因，将问题解决过程转化为概念图的动态调整过程。

4. 复杂电路拓展：在串联、并联电路学习中，学生在原有概念图基础上，通过新增分支对比两种连接方式的特点，实现知识的结构化迁移。

四、概念图教学实施策略

（一）分层指导，循序渐进

低年级学生以教师示范为主，采用填空式概念图（如提供中心词和部分分支，由学生补充实例）；中高年级逐步过渡到自主绘制。例如在《动物的分类》教学中，低年级学生在教师提供的 " 脊椎动物 - 无脊椎动物 " 框架下填充常见动物名称，高年级学生则独立设计包含" 纲目科属" 层级的分类概念图。

（二）结合探究，动态优化

将概念图绘制贯穿科学探究全过程。以《声音的产生与传播》实验为例：

- 提出问题阶段：用概念图梳理”声音从何而来””如何传播”等疑问；

- 设计实验阶段：在概念图中添加”振动””介质”等变量关系；

- 得出结论阶段：根据实验数据修正概念图，补充”声音传播需要介质”等结论。

（三）多元评价，促进反思

采用" 自我评价 + 同伴互评 + 教师点评" 的多元评价方式。例如在《光的传播》概念图作业中，学生对照 " 概念完整性 "" 关系准确性 "" 逻辑清晰度 " 等评价量表自评，小组内互评修改建议，教师通过批注标注典型问题，引导学生反思思维漏洞。

五、结论

通过概念图的应用，苏教版小学科学教学中抽象的科学概念得以具象化，学生的思维过程得到显性呈现与优化。教师在实践中需根据教学内容灵活调整概念图应用策略，持续培养学生的科学思维能力，让可视化工具真正成为科学学习的有效助力。未来教学中，可进一步探索概念图与数字化工具的结合，提升科学思维可视化的效率与深度。