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關鍵詞:物理課堂;概念教學;抓住本質;注重難點;多做練習
物理概念掌握得好壞對能否學好物理是很關鍵的,物理概念是一切物理公式和原理的基礎,要想進一步掌握物理公式和原理,就必須要弄明白物理概念的真正含義。所以,高中物理教學中對概念的教學就顯得尤為重要。
一、抓住本質,建立概念
教師在教學的過程中,要從生活實際出發引出教學內容,從實物的演練到模型的創造,才能更好地抓住本質建立物理概念。就以“電阻”的概念教學為例,電阻是比較抽象的,平時在生活中,學生是不接觸電阻的。我們可以這樣舉例,一條高速公路即為一根導線,電流就是在路上奔跑的汽車,奔跑的汽車會受到外界空氣的阻力的阻礙。而流動的電流同樣會受到導線對它的阻礙作用,這樣解釋會使學生有較好的理解。
二、注重難點,強化概念
物理概念是反映物質本質的高度概括性語言,因此,有的比較晦澀難懂,或者直接用公式呈現。電容公式C=Q/U公式反應電容量與電容器極板所存的電荷成正比,與電容兩端電壓成反比。這么說沒錯,但要注意的是電容是電器本身的性質,本身是多少就是多少,是不改變的,這樣就要求學生不能簡單地把公式看成數學的式子。需要根據實際來分析,這就需要學生對每個物理量都有較好的理解,不
能任意而為。物理就是從實驗得到的,所以,要重視事實。
三、多做練習,鞏固概念
記憶的過程就是重復的過程,但物理記憶不能死記硬背,要靈活。在教學中,小考與練習時我允許學生有忘記的公式可以看書。這樣不但可以看出學生的真實學習能力,也可以減小學習壓力。在做題的過程中不斷地去重復記憶,使學生在很自然的情況下逐漸地拋棄書本,做到看到題就能想起用哪些公式,其中的物理概念都是什么。每做一道題就是復習其中的概念,這樣的效果是客觀的。
總之,學習物理要結合實物本質,物理源于實踐,學習物理更是不能脫離實際。在教學的過程中,將物理概念進行分類教學,讓學生有一個清晰的學習思路,做到觸類
旁通。
參考文獻:
【關 鍵 詞】概念獲得策略;生物學教學;核心概念建構;自主學習
中圖分類號:G42 文獻標識碼:A 文章編號:1005-5843(2011)06-0147-02
一、問題的提出
概念獲得理論是指概念是構建理論的基石。生物學概念是生物學學科體系的基本單位,是組成生物學學科的知識點。生物學學科知識是由眾多的生物學概念,以及通過它們的相互聯系而建構出來的知識網絡框架。對生物學知識進一步總結形成生物學概念,在概念間建立聯系而形成規律。核心概念的內涵是指概念反映生命規律,概念的外延是包括內涵適用的外部條件,理清概念關鍵是要分清概念的本質,在對感性材料的抽象過程中不要把附帶屬性作為概念的內容,這就需要我們在眾多的生物學概念中提煉出能反映生物學本質的、構成學科框架的概念,因為這樣可以統攝生物學學科的一般概念,可以揭示一般概念之間的聯系,這樣的概念就叫核心概念。
二、生物學核心概念獲得的一般過程
1. 找出事物的表象特點,觀察認識階段。生物學核心概念的形成,最初來源于有關的生物學客觀現象的觀察認識,感性認識是概念形成的基礎,感性認識越細致,越有利于概念的形成,感官認識的積累可以來自生活經驗。例如,在生活中觀察到某一群家畜的種群特點;實驗觀察玉米種子萌發時,根的生長方向受重力的影響;直觀的教學語言,在教學過程中對豌豆七對相對性狀描述等,感性認識也就是獲得生物學事實的過程。
2. 概括總結,抽象理論形成階段。在生物課堂教學中,學生對概念的認可往往是一個逐步加深的過程,一般都是由認知到理解、由低級到高級的完善過程。因此,在教學過程中,感性材料的認識和分析,感性到理性的提升,概念本質的剖析是教師進行概念教學的幾個突破點。畫圖分析,動手制作模型有利于學生加強感性認識,使知識經驗化、直觀化,有助于概念的形成。從感性認識上升到理性認識的過程,是在感性認識的基礎上,通過對客觀事物的本質特征進行抽象,概括而形成的。通過整合,抽取出生物學對象的共同特征,通過概括,把抽取的共同特征推廣到同類事物,形成一定的理論。例如,我們在觀察了池塘中的生物以后,學生可以自發的總結出種群和群落的概念。
3. 深化知識形成體系,核心概念初成階段。概念的深化就是將獲得的概念整合到原有的認知結構中,成為整個概念系統的一部分,是運用概念進行推理、做出判斷,解決問題的過程,是運用知識遷移的重要措施。以知識單元作為建構核心概念的基本單位,一方面,教師可以整體把握章節知識的教學核心,從整體設計出發突出各節內容的聯系性和整體性;另一方面,作為承上啟下的橋梁,將學科的核心概念與課時核心內容的內在邏輯關系聯系起來。審視整體知識章節的內容,建構本章節的核心概念體系,從整體的角度,系統分析教學章節內容的相關性和層次性,建構本章節的核心概念體系。
4. 知識拓寬,核心概念應用階段。教師要認真學習新課程的知識,熟悉學科特點、知識模塊安排,熟悉生物學科的網絡知識體系。教師要不斷轉變教學方法,根據新課改的要求,教會學生怎樣去學,通過課堂精講點播、實驗歸納、模型制作建構,充分調動學生學習的積極性,發揮內驅力,深入了解核心概念的實質,在運用核心概念進行教學時,放手讓學生自己去建構,畫概念圖,列好知識體系,教師在此過程中主要進行合理引導,發揮好教師的導演角色。
三、生物學核心概念教學
1. 建構概念圖,提升概念獲得的準確性。如果我們能夠成功地提煉章節知識的核心概念,并且將它們組合成能夠概括生物知識基本面貌的核心體系,然后圍繞該體系選擇相關內容,淡化與該體系不相關的知識,這樣選擇出來的較少的骨干知識體系,比課程中龐雜的知識網絡具有更強的學科教育功能。教師難以把握考綱的內容和要求,是當前高中生物課面臨的現實問題。核心概念體系的構建將為教師教學提供明確的導航,能夠促進教師對新教材的理解,更準確地掌握教學信息,從而提高課堂教學質量。同時,核心概念好比學科的綱領,能使學生很容易和其它知識融會貫通,把新掌握的知識納入所建立的知識體系之中。當遇到沒有學過的其他知識時, 并且運用學科主題的思維方法, 經過自學而獲得所需的知識, 并能歸納形成完整的知識體系。例如,在講到人體內環境時我們設置了內環境的核心概念體系:
2. 搭建學習支架,改善概念獲得的有效性。核心概念的建構是生物課堂教學成功的保證。教學設計合理的主要表現:搭建的從教學起點到教學目標的各種學習階梯,學生敢于攀登、便于攀登。全班通過學習階梯,達成教學目標的人越多,教學設計就越合理。搭建學習階梯是形成教學設計合理特征的主要策略。搭建學習階梯時,要從其合理性、實用性、有效性等方面綜合考慮。
執教高中生物“遺傳信息的攜帶者――核酸”時,將DNA結構的核心概念作為學習階梯:①DNA的組成單位是什么?它由哪三部分組成?②DNA的組成單位有幾種?怎樣制作它們的紙質模型?③怎樣將制作的脫氧核苷酸紙質模型連接成長鏈?如果一個同學的軀干表示脫氧核糖、向前伸出的左手表示磷酸基團、向右伸出的右手表示堿基,也即一個同學可表示一個脫氧核苷酸。那么,多個同學表示的脫氧核苷酸之間應如何連接?兩組同學表示的脫氧核苷酸鏈之間又該如何連接?搭建的學習階梯要讓學生在動手動腦的活動中,順利地獲取知識和發展能力。
3. 理清主干知識,發揮概念的統領性。核心概念的概括和整理,需要按照知識的內在聯系找出規律,將零碎的知識整體化,條理清晰,相互之間建構起、條理分明、脈絡清晰的有機聯系的整體。這樣一個具有邏輯內聚力的體系在建構過程中,需要挖掘核心概念。細胞的有絲分裂過程是一個連續的、變化的過程,如果我們一味地講四個時間各自的特點,甚至將各自特點還編成上述口訣,讓學生去死記硬背,最終的結果只會使有絲分裂的相關知識支離破碎,缺乏有機聯系,學生大腦中形成的只是幾個靜態的畫面,并不能理解有絲分裂的本質,不能真正地理解生物學事實的原貌,而是迷失在一些零碎知識之中,表面記住了一些名詞和概念而已。
有絲分裂過程主要應該從染色體變化這個核心概念入手,讓學生理解染色體在各個時期的變化狀態和數量,教學中一定要讓學生觀察有絲分裂的分裂過程,從中觀察染色體在整個分裂過程中的動態變化過程,學生只要從植物細胞和動物細胞的分裂過程中歸納和引申,就會發現染色體的變化過程是有規律可循的。遺傳物質都經歷復制和均分兩個過程,經過有絲分裂實現了前后代細胞遺傳物質的穩定,要讓學生明白有絲分裂的過程,也是自然選擇的結果,所以教學中一定要抓住核心概念,防止深陷細節之中,要學會整體把握,形成完整知識網絡。
4. 創設生活情境,增強概念獲得的應用性。科學的領域存在著可以反映事物內在聯系的核心概念,對于學科核心概念的理解可以聯系實際生活,這樣學生學會整體的、全面的看問題,形成科學的認知規律,掌握了有效的學習方法,就會提高學習能力。教學起點聯系生活實際是成功生物課堂教學的基礎。教學起點準確的主要表現:學情分析準確、教學設計面向全體學生。教學起點準確,教學的針對性就強,學生學習的生長點就容易生成,在情感上也容易引起學生的共鳴。
生活化教學是核心概念形成并應用的主要策略。學情包括學生已有的知識水平、學習能力、生活經驗和實踐經歷等。例如,在講浙科版普通高中課程標準實驗教科書生物必修1第3章第5節“光合作用”之前,先了解學生初中時學習了哪些光合作用的內容,現在還知道多少,學生現在對光合作用原理在農業生產上、在蔬菜或花卉栽培中的應用知道哪些,是否參觀過溫室大棚,是否有過養花種草的經歷等,這些內容的獲得有助于學生把握光合作用的核心概念。
總之,新課程采用模塊方式進行教學,有利于學生掌握生物學核心概念。生物學是研究生命現象并探究規律的科學,離不開對事物和現象的描述,并抽象理解,要能從眾多的生物學知識體系中提煉出核心概念,及作為生物教師應有淵博的生物學知識。概念獲得理論指引我們要有善于總結和概括的本領,在教學中幫助學生梳理好生物學核心概念。在教學設計中要注意多思考,多歸納,多提煉,讓學生在情景中理解核心概念的本質,有效地構建學科綱要,培養學學習生物科學的興趣和愛好。
參考文獻:
[1]趙靜.生物教學中的概念圖理論[J].文理導航,2011,(20).
教學藝術概念是人類活動進入教育領域以來一個永遠鮮活的話題。“教學”和“藝術”分屬兩個不同的概念體系,兩者都有自己獨有的內涵和外延。然而在教學科研活動中,卻頻頻出現“教學藝術”這樣的話語表達,這兩者是如何結合并生成這樣一個教學科研中使用頻率較高的概念呢?它們之間的概念同構性程度如何呢?
1.教學的本體涵義
對于教學這個在教育學領域中的重要命題,古今中外許多教育家都有自己的獨特理解。斯卡特金認為:“教學是一種傳授社會經驗的手段,通過教學傳授的是社會活動中各種關系的模式?圖式?總的原則和標準”。他強調教學活動的工具性;布魯納認為:“教學是通過引導學習者對問題或知識體系循序漸進的學習來提高學習者在學習中的理解?轉換和遷移能力。”他強調對學習者能力的培養和教師的“引導”作用。在近代中國,有的學者認為教學是教師教?學生學的統一活動,在這種統一活動過程中,學生掌握一定的知識和技能,同時身心獲得一定的發展,形成一定的思想品德。這種觀點強調了教學是一種雙邊活動而且它的目標最終指向是學生;顧明遠對“教學”的界定則為“教學是以課程內容為中介的師生雙方教和學的共同活動。學校實現教育目的基本途徑,其特點為通過系統知識?技能的傳授與掌握,促進學生身心發展”。此定義強調了教學的雙邊活動性?目的性?教師的促進學生發展性。
綜上所述,由于各人界定概念的立足點不一樣,因而對“教學”概念的界定差異是明顯的,但他們都從不同層面揭示了“教學”概念的本質。而我們認為:教學是教師以教學目標為指引的以教學內容為中介的綜合運用各種教學技術和方法促進學生知識掌握?能力提高和身心發展的活動過程。它包含五個特點:
(1)教學是一個動態的發展過程;
(2)所有的教學活動都應在具體教學目標指引下完成;
(3)所有的教學活動都應以特定的教學內容為依托;
(4)教學的最終目的是指向學生的發展;
(5)教師在教學過程中必須能根據實際創造性地綜合運用各種教學手段。
2.藝術的本體涵義
何謂藝術?亞里士多德認為,藝術就是“模仿”,藝術“模仿”生活。它強調的是藝術來自于生活,生活是藝術的重要源泉,藝術不能等同于或還原為生活過程自身。這種“從生活到藝術”的觀念在相當長的時間一直被當成主流價值認識傳承,而如今人們說“藝術即過程”,是“走向過程的藝術”。這種轉變是從克羅齊開始的,他認為“藝術即直覺”。這種強調藝術只是藝術家直覺的觀點,打開了動搖生活到藝術傳統認識的缺口,從此藝術開始同某種“過程”等同,首先就是從等同于人的意識自身活動過程開始。如弗洛伊德潛意識升華的觀點,詹姆斯意識流流動的觀點,柏格森生命力表現的觀點等等,直到“生活過程本身即藝術”,“過程論”達到頂峰,就成了所謂的“20世紀藝術精神”,解構秩序?消釋中心?析離主體,它已經背離了“過程即藝術”的本身意義。傳統上西方歷來認為藝術是人的觀念客體,它是人的心靈?情感的投射物,它不具有本體意義,這種觀點在當代得到進一步的發展。如今人們認為藝術品不僅是人創造的,而且也是藝術的創造過程,也是創造本體藝術的過程,藝術的存在不僅具有觀念客體屬性,而且更是一個真實的本體存在。施萊格爾就說過:“沒有詩,就沒有存在。”而羅杰加洛蒂甚至說:“藝術不是別的,就是一種生活存在。”它為人提供“詩意地棲居于這片大地”的精神家園。然而,“只有把‘從生活到藝術’與‘生活過程即藝術’結合起來,對藝術的認識才可能是深刻的完整的。”
從詞源學的角度,藝術是指“技藝”?“技能”,英語和法語art均來源于拉丁文ars,類似希臘語中的“技藝”。指的是諸如木工?鐵工?外科手術之類的技藝或專門形式的技能。在德語中的藝術是krunst,它是從具有“知道”?“會做”的意義的“K nnen”一詞發展而來的,指能夠巧妙地解決任何困難課題的特殊熟練技術。在這個層面,藝術一詞等同于英語中的“skill”,而如今我們所使用的藝術一詞是指英語中“art”的涵義,是指“達到了某些要求的創造性工作”。
在我國,藝術概念是指“用語言?動作?線條?色彩?音響等不同手段構成形象以反映社會生活,并表達作家?藝術家的思想感情的一種社會意識形態”。如果對它作進一步細化,藝術這個概念,有廣義和狹義兩種解釋,廣義的藝術,是指包括文學在內的通過塑造藝術形象來具體反映社會生活的一種意識形態。狹義的藝術,是指主要不用語言而以其他手段和方式來塑造藝術形象的意識形態。
綜合上面的闡述,我們在把握藝術這一概念時,必須注意以下三個問題:
(1)藝術不僅是靜態物化作品的存在,而且也是一種動態行為過程的存在;
(2)藝術反映了人的創造性力量,是人的本質力量的外化;
(3)藝術必須借助具體可感的形象或行為來體現。
3.教學和藝術的概念同構
通過對教學和藝術概念的分析可知,教學和藝術具有相當高的共通性和契合性。
(1)教學和藝術在本質上都是一種動態的存在過程;
(2)教學和藝術的最終目的都是指向人;
(3)教學過程和藝術創作過程都是人本質力量的外化,都具有創造性的特質;
(4)教學和藝術的價值實現都必須借助具體可感的形象和行為。
由于教學和藝術在過程?目的?物質?形式等概念層面的共通性和契合性,所以教學和藝術在概念結合上具有相當高的同構性特點。因此,教學是一種特殊的藝術,教學要追求一種藝術化的存在形式。但由于教學對象?教學內容?教學目的等教學本體的特殊性要求,教學和藝術的本體差異是非常明顯的。這也為我們促使教學和藝術的概念結合提供了契機,我們必須研究在教學領域中的特殊藝術,因而教學藝術概念的生成就具有了它特殊的邏輯發展要求,教學藝術概念也應運而生了。
二?教學藝術的本質解析
1.關于教學藝術本質的不同觀點的評述
人們對教學藝術的本質存在著不同的看法,筆者認為存在的主要流派可劃分成如下幾種。
(1)科學主義的觀點。這種觀點認為教學藝術體現著教師對教學規律的探究和運用能力。美國在四五十年代科學主義教學思想盛行的背景下,對教學藝術的理解普遍持這種觀點。這種觀點為推動對教學規律的認識和教學方法的科學化做了巨大的貢獻,使得教學質量和教學效率大大提高,教學藝術也因此淪為科學主義的附庸,喪失了自己的主體地位。這種觀點如果發展到極致,教師就會淪為一種分析思維的機器,對學生來說,一個被“科學地”培養出的兒童將是一個可憐的怪物。如崔含鼎?梁仕云認為:“現代教學藝術,是把現代心理學?現代行為科學?現代學習科學和現代美學有機地融入教學過程而形成的教與學這一系統工程的辯證化合體”。這種流派的觀點強調教學規律和教學科學方法的本體地位,教學藝術僅僅是派生物而已。但是這種觀點增進了人們對教學藝術的理性認識,有助于人們擺脫將教學藝術神秘化的傾向。
(2)審美主義觀點。唯美主義認為教學藝術不屬于一般教學論范疇,而是一個關于教學的純審美范疇或美學范疇,教學藝術是一種美的藝術創造活動。克萊德E柯倫的《教學的美學》和哈里道的《教學:一種表演藝術》等著述就較為集中地反映了這種觀點。如閻增武認為:“教學藝術是通過誘發和增強學生的審美感提高教學效果的手段,這種手段的運用能使學生在有益身心健康的積極愉快的求知氣氛中,獲得知識的營養和美的享受。”當然,以上學者的觀點強調了審美性在教學藝術中的重要地位,還不是純粹美學主義的觀點,但他們對教學藝術的審美性的重視都達到了相當高的程度,有點泛審美主義的傾向。如果審美主義觀點發展到極致,就會在教學實踐中走向審美的形式主義傾向,走向為藝術而藝術。但它對純粹功利主義觀點有積極的對抗意義。
(3)創造主義觀點。這種觀點將教學藝術看作教師藝術家式的創造勞動,如蘇靈揚認為:“教師之所以稱為藝術家,是因為教師的勞動本身就是創作,而且比藝術家的創作更富有創造性。”“教師創作的對象是生動活潑的人,創作本身不是集中?提煉與典型化,而是培養和發展……所以教師又是藝術家,而且是有更特殊要求的藝術家”。這種流派的觀點在當前國內教育界相當普遍,許多研究者用這種觀點來對抗科學主義觀點,用教師的主體性的能動創造去對抗科學主義純粹理性觀點。但如果這種觀點發展到極致,就會走向主觀主義?神秘主義。
(4)功利主義觀點。人是一個目的動物,人類一直在努力探索人類自身?人類行為的價值和意義,目的性是人的活動區別于動物的顯著標志。“合目的性”是衡量實踐活動的重要標準。功利主義教學藝術論過分強調教學的功利價值,認為凡是能實現教學目的?有用或實用的教學便是教學藝術。如蓋奇認為,如果教學是一門藝術,那么只能是“一門有用或實用的藝術,而不是一門以創造美和喚起審美為目的的藝術”。功利性泛濫,常常會犧牲學生的綜合發展,只注重現實目的性,甚至手段目的化;王晉堂認為:“所謂教學藝術,就是能達到最佳教學效果的一套方法”。當然這種觀點對重視教學目的全面最佳實現具有工具性?方向性的作用。但如果走向純功利主義的視域,將使教學藝術淪為純功利主義的工具,它自身獨有的本體價值必將被掩蓋。
以上四種流派的觀點都從教學藝術的不同層面對教學藝術的本質作了深入的解剖,都具有相當高的理論和實踐意義,但如果走向極端,就會扭曲教學藝術的本質。
2.教學藝術本質的界定
我們認為科學界定教學藝術的本質應注意以下三個緯度:
(1)教學藝術必須是一門藝術,它必須體現一般藝術的一般規律和特點。
(2)教學藝術一定是有關教學的藝術,它必須符合教學活動的特殊要求。
(3)教學藝術一定要克服科學主義?審美主義?創造主義?功利主義的狹隘視域,回歸到本體意義的教學藝術觀上來。
基于以上三個維度的考慮,我們認為:教學藝術就是教師為達到最佳教學效果在遵循教學規律和美學規律的基礎上創造性地運用各種教學方法和創設各種教學情境優化教學實踐活動的能力素養和行為。對這一定義的科學理解,我們認為應把握住以下三個邏輯層次:
①教學藝術是指在教學實踐活動中教師的創造性運用各種教學方法和創設各種教學情境的一種能力素養和外化行為,它是觀念藝術和行為藝術的統一體。
②運用教學藝術的目的是為了達到最佳教學效果,最佳教學效果是一個綜合的目標體系,是教師運用教學藝術的邏輯起點,它是目的和手段的統一體。
③教學藝術在運用過程中必須遵循教學規律和美學規律,它是科學性和審美性的統一體。
三?教學藝術和教學科學的關系
對教學藝術概念進行本體解析必然要涉及它的邏輯外延的問題,其中尤其以它和教學科學的關系問題最為重要。
1.教學藝術和教學科學的區別
(1)教學藝術和教學科學的研究對象不同。教學科學是古往今來許多教育家從大量的教學實踐中總結概括出的一般規律?原則和方法,要體現教學的“真”,要“合規律性”;教學藝術則是對教學規律?原則和方法的創造性運用,體現教師在運用教學方法上的主體性力量,既要“合規律性”,又要合審美性。
(2)教學藝術和教學科學的價值取向不同。教學科學追求教學的規律性的內容,它體現教學認知的真理性;教學藝術追求對教學規律的有效運用,它更體現教學活動的效益性。
(3)教學藝術和教學科學的表現形式不同。教學科學主要運用科學的方法進行教學活動,如說明?推理?論證等,很有程序性和邏輯性;教學藝術主要運用藝術的方法進行教學活動,如觀察?體驗?形象化手段等,形象性?體驗性很強。
(4)教學藝術和教學科學的特點不同。教學科學強調普遍適應性和規律性,為教學提供一般性的相對穩定的模式,是教學活動共性的體現;教學藝術強調特殊規定性和靈活性,為教師優化教學提供展現主體力量的機會,是教學個性的集中體現。
2.教學藝術和教學科學的聯系
(1)教學科學是教學藝術的基礎。教學藝術的運用雖然是教師在教學活動中對各種教學方法和教學情境的創造性運用,是教師主體力量的外化,但他不能天馬行空,任意所至,必須符合教學科學所揭示出來的教學本質和客觀規律,按科學規律進行教學實踐活動,也就是說教學藝術必須以教學科學為依托,不能墜入為教學藝術而藝術的純藝術化的泥潭。
(2)教學藝術是教學科學的升華。教學藝術由于運用主體的差異而程度不同,即使是同樣的教學內容?教學方法,也會在不同教師身上產生天壤之別的運用差異,產生的效果會明顯不同。也正是由于這些教師運用技巧和能力,才使教學科學的價值得到完美的體現。這是一條典型的從理性回歸到感性的更高層次的邏輯升華過程,也是一條使理性知識升華到更高邏輯層次的運動過程,也使教學科學更具活力,真正成功的教學必須要將二者結合起來。
關鍵詞:離散數學;概念教學;APOS理論
離散數學是計算機科學與技術專業的重要專業基礎課程。它不僅是許多專業課程如數字邏輯、數據結構、數據庫原理、操作系統、編譯原理和人工智能等的必備基礎,而且對培養學生抽象思維和邏輯推理能力起著重要作用。
離散數學有眾多抽象的概念,在離散數學的教學中,幾乎每一次課都有新概念的引進。除了直接反映客觀事物的空間形式或數量關系外,許多都是在已有的數學概念的基礎上,經過多層次的抽象概括而形成的。概念是思維的單位,是整個數學知識結構的基礎,是判斷p選擇p推理的重要依據,直接影響到離散數學教學的成敗。從多年的教學實際來看,學生往往出現兩種傾向,其一是有的學生認為基本概念單調乏味,不重視它,不求甚解,導致概念認識和理解模糊;其二是有的學生對基本概念只是死記硬背,而不去弄清楚它們的來龍去脈,將繁多的概念形成一個知識體系。這樣久而久之,嚴重影響對數學基礎知識和基本技能的掌握和運用。從一定意義上說,數學水平的高低,取決于對數學概念掌握的程度。
基于杜賓斯基的APOS理論,我們提出離散數學概念教學應該采取的策略,并使用大量的實例進行說明。
1APOS學習理論
美國的杜賓斯基等人在數學教育研究實踐中,提出了一種APOS理論,即學生學習數學概念,一般要經過四個階段:操作(Action)階段、過程(Process)階段、對象(Object)階段、模型(Scheme)階段[1]。
操作活動階段,是學生理解概念的一個必要條件,通過操作、活動,讓學生親身體驗、感知問題的直觀背景以及與生活現實之間的聯系。
過程階段,是學生對操作、活動進行思考,經歷思維的內化、整合過程,學生在頭腦中,對活動進行描述和反思,抽象出概念所特有的性質。
對象階段,是通過前面的抽象,認識概念的本質,對其賦予形式化的符號定義及符號,使其達到精致化,成為一個具體的對象,在以后的學習中,以此為對象去進行新的活動。
模型階段,需要經過長期的學習活動來逐步完善,起初建立的概念模型包含反映概念的特例、抽象過程、定義以及符號,經過學習建立起與其他概念、規則、圖形等的聯系,在頭腦中形成綜合的心理圖式。
APOS理論揭示了數學概念學習的本質,是具有學科特色的學習理論。
基金項目:湖南農業大學東方科技學院教改課題“離散數學概念教學研究”(52030780)。
作者簡介:陳義明(1969-),男,副教授,碩士,研究方向為機器學習;李舟軍(1963-),男,教授,博士,研究方向為計算機科學理論。
2概念教學策略
對應于APOS理論的四個階段,我們提出了離散數學概念教學應該采取的策略。
2.1通過直觀教學和情景引入,揭示數學概念的來源與背景
由于數學概念本身具有嚴謹性、抽象性和符號化等特征,我們在教學中往往比較重視培養思維的邏輯性和精確性。如果只注意數學概念的傳授,置學生于被動地位,則不利于其創新能力的發展,這也是很多學生覺得離散數學難學的一個重要原因。如果能在教師創設的情景中讓學生親身體驗一遍概念的產生過程,即從需要出發,讓學生大膽地猜想,體驗到數學概念產生是自然的、合理的,而不是人為強加的,有利于學生形成數學直覺,發展數學思維,獲得數學發現的基本素質。
新的數學概念的形成,有的來源于現實世界或解決實際問題的需要,有的是對已有數學概念的進一步抽象概括,有的產生于理論發展的需要。無論是何種情形都有鮮活的背景材料為例證。因此,我們必須通過直觀事例,把握數學概念的本質特征。如在講述歐拉路、歐拉回路和歐拉圖的概念時[2],筆者先介紹了著名的哥尼斯堡七橋問題,學生很感興趣,很想給當時人們提出的問題一個解答。接下來介紹數學家歐拉如何將這樣一個實際問題抽象為一個圖論問題,然后給出那樣的回路不存在的結論。從而非常自然地給出上述的三個概念,當時人們要找的路徑叫做歐拉回路,如果不要求回到出發點,則那樣的路徑叫歐拉路,具有歐拉回路的圖叫做歐拉圖。等價關系、等價類和商集是三個比較難的概念,筆者首先給學生一個等價關系,讓學生畫出它的關系圖,觀察這個關系圖的特點(集合的所有元素被劃分為一些“團”,來自不同團的兩個元素不滿足關系),從而定義這種特殊的關系叫等價關系。接下來引導學生描述每一個“團”,引出等價類的概念。最后讓學生思考如何用等價類描述整個集合,給出商集的概念。整個過程讓學生深深的體會到每一個概念都是在解決問題的過程中提出的,是為解決問題服務的。
教師在教學中還應該運用現代教育技術,去體現數學概念在形成過程中的運動性、變化性、過程性,讓學生通過活動與操作,獲得對數學概念更深入的認識。如我們可以通過動態顯示刪除圖的頂點及關聯的邊的方式,給出點割集的概念。
2.2準確掌握數學概念的內涵和外延
數學概念的內涵就是被概念揭示的對象的本質屬性,而外延則是概念所反映事物的范圍(或集合)[3-4]。
在實際教學中,由于對內涵認識不清,學生往往區分不出概念的本質屬性,把非本質屬性當作內涵。為使學生掌握數學概念的內涵,我們除了從概念外延中挑選正例來說明概念外,還應該選取一些反例來進行對比。反例可以排除與概念無關特征的干擾,作為揭穿錯誤、偽證的強有力的數學方法,反例傳遞了最有利于辨別的信息,對概念認識的深化具有非常重要的作用,這是正面例子做不到的。如在學習關系閉包的概念時,我們除了按照自反閉包、對稱閉包和傳遞閉包的概念給出三種閉包的求解方法以及關系圖和關系矩陣的特征外,還有意刪除閉包中的有序對或者添加不必要的有序對使之成為一個反例,突出閉包概念的本質屬性。
外延與內涵是緊密相連的,外延是隨著數學活動經驗的不斷豐富而逐步深入的,因此,學生理解概念的外延往往比內涵更為困難。在后續內容的教學中,要不失時機的提及一些重要概念的外延,如講圖的連通性的時候,我們分析得到圖頂點集合上的連通關系是一個等價關系,加深對等價關系的理解。
2.3準確掌握數學概念的定義、名稱、符號及正確表述
數學概念的名稱、符號、文字和口頭表述在學習與運用數學概念中的作用,主要體現在兩個方面:第一,數學名稱、符號、文字表述和口頭表述是交流與傳播數學思想的媒介物。第二,數學名稱、符號的簡明性、直觀性等特點有助于啟發學生思維[3]。概念定義是從具體―抽象的升華,是概念學習的高級階段。同時也是通過已有概念與關系建立新概念,揭示事物本質屬性的過程。教學中除了原始概念以直觀描述的方式引進外,其他數學概念均須在不失嚴謹性的前提下,要求學生掌握數學概念的本質屬性和這些屬性結合的規則,以及該概念的名稱、符號及正確表述,對該數學概念形成言語的、符號的、圖形的不同形式的準確表述,并做到它們之間的互釋互譯。這是我們進行嚴密的邏輯推理,構筑離散數學理論體系的必備基礎。
【關 鍵 詞】科學教學;概念教學;認知同化理論
中圖分類號:G42 文獻標識碼:A 文章編號:1005-5843(2012)02-0162-03
概念學習分為概念形成和概念同化兩個方面:概念形成是由學生從同類事物的不同實例中發現共同的本質特征;概念同化是學生利用認知結構中原有的概念學習新概念的方式。奧蘇貝爾根據學生原有知識與新知識之間的關系,提出了三種基本的概念同化模式,即上位學習、下位學習、并列結合學習。[1]因此,教師在進行概念的教學時,根據概念在知識體系中所處的位置、順序和相互關系,依據概念同化的三種模式,選擇合適的方法,使學生學會透過現象看本質,客觀地認識概念的本質屬性,明確概念的內涵和外延,達到理解和掌握概念、由淺入深地運用科學概念去解決一些實際問題。
一、上位學習模式教學
上位學習又稱為“總括學習”,是指新概念相對于學生認知結構中已有概念具有較高的概括水平和較廣的包容面,新概念通過把一系列已有觀念包含于其下而獲得意義,新舊概念產生了一種上位關系。上位概念的外延較大,比較抽象,直接提出概念學生往往不容易理解和接受,借鑒實例或實驗,較直觀地呈現事實,從具體到抽象,形成概念。正如魯賓斯坦所說:“任何思維,不論它是多么抽象多么理論的,都是從分析經驗材料開始,而不可能是從任何其他東西開始的。”
(一)聯系生活實際事例學習概念
功率的概念對初中學生講是比較抽象的,教師可從生活現象引入,挖土機與人在挖土,挖土機的土少而人挖的土反而多?為什么?兩個工人工作相同時間,為什么會出現不同的結果?接著,引導學生比較做功快慢,有兩種方法,一是相同時間比做功多少,二是做相同功比較時間長短。這實質上是幫助學生提取儲存在頭腦中的感性材料,從現象到本質,從感性到理性,建立上位概念。
(二)利用實驗探究學習概念
質量有不隨物體的形狀、狀態、溫度和位置改變而改變的屬性。質量的屬性相對生活中具體例子是上位概念,教師來一次實驗探究讓學生觀察現象得出結論要比直接告訴他們記憶深刻得多。教師測量一個燒杯和一個裝有固態碘(紫黑色)的升華管的總質量;將升華管加熱使里面的固態碘變成氣態碘(紫紅色)后,重新放入燒杯,觀察天平是否平衡,然后引導學生從以上的數據得出結論。物體的質量不隨物體狀態的改變而改變,物體的質量不隨物體溫度的改變而改變。同理,教師先測橡皮泥的原始質量,再將橡皮泥捏成其他形狀后放回,觀察天平是否仍然平衡。得出結論,物體的質量不隨物體形狀的改變而改變。實踐證明,利用實驗探究,從具體到抽象,質量的屬性上位概念順利地得到建立。
(三)從生活經驗邏輯推理學習概念
從生活經驗邏輯推理學習概念,這種方法強調知識的內在邏輯性和知識體系的整體性,對于形成良好的認知結構十分有利,但限于學生的學習能力,這種引入方法在初中階段應用較少。例如,在引入功的公式時,教材上規定:功等于作用在物體上的力和物體在力的方向上通過的距離的乘積。作為教師,該如何幫助學生形成功大小計算的概念呢?教師可以引導學生探究:功大小與哪些因素有關呢?假設將物體A舉高1m做的功為W。教師提出問題:(1)如果力增加一倍,高度不變。(相當于同一物體舉兩次)學生回答:2W;(2)力不變,高度變為兩米。(相當于同一物體舉兩次)學生回答:2W;(3)力增加一倍高度變為兩米。(相當于同一物體舉4次)學生回答:4W。因此,我們可以得出:功和力的大小成正比和距離成正比,即W=Fs。
二、下位學習模式教學
下位學習又稱“類屬學習”,是指將概括程度或包容水平較低的新概念,歸屬到原有認知結構中適當概念之下,從而獲得新概念的意義。教學中可在原有概念下引出新概念,并把新概念納入原有概念體系,反過來對原有上位概念又做了補充和擴展。
(一) 運用例舉法內化呈現概念
氫氧化鈉、氫氧化鈣是堿的下位概念,我們在學習了堿通性以后,再來學習氫氧化鈉、氫氧化鈣的特性。教師在講述完氫氧化鈉、氫氧化鈣的特性后,教師可以說,氫氧化鈉、氫氧化鈣屬于堿,當然具有堿的通性。又如,教師在引出重力、壓力、摩擦力、浮力概念后,可以讓學生討論、分析力的三要素。通過學生討論,畫圖,無形中豐富了學生對力的感性認識,對于抽象的力概念,更形象化、直觀化,使之便于理解。所以,多層面、多角度地呈現概念,為概念的順利得出和概括創造條件。
(二)運用簡化的模式圖實現概念同化
如細胞分裂和細胞生長、分化都是細胞特點的下位概念,三者屬并列關系。教師如果單純地通過文字進行講解,學生難以理解概念。教師在教學中,利用簡化的模式圖,將抽象概念具體化,學生很容易了解細胞的行為特征。如下圖,過程(一)表示細胞通過分裂使數目增多,故細胞分裂是量變的過程,剛分裂出的細胞在形態、結構和生理功能上都相似。過程(二)表示細胞分化的過程,是在分裂的基礎上,細胞在形態、結構和生理功能上形成穩定性差異的過程。[2]
(三)應用生活中的實際事例掌握概念
民間諺語中蘊藏著許多科學的概念知識,在備課過程中有意識地挖掘,在教學過程中恰當地運用,一定能起到激發學生興趣、促進學生概念學習的作用。
“龍生龍,鳳生鳳,老鼠兒子會打洞。”這是生物的遺傳,是生物界普遍存在的現象;“一母生九子,連母十個樣。”這反映了生物的變異現象;“一山不容二虎”――生物的種內斗爭;“飛蛾投火”,這是生物的應激性。“一朝被蛇蛟,三年怕草繩”,這是生物的條件反射;“一方水土育一方人”,這是生物與環境的關系。通過應用生活中的實際事例,把學到的概念在實踐中加以運用,這是幫助學生從抽象到具體,從一般到個別的過程。
三、并列結合學習模式教學
要學習的新概念與原有概念并無上下位關系,但橫向上同其他的概念相互作用有一定聯系,或都是某一概念的下位概念,它們存在于共同的知識體系中。在完成一定知識的教學后,可以使用求同和求異方法對相鄰、相對、并列的概念進行歸納整理,根據它們的相互關系組合成概念體系。
(一)運用類比的方法同化概念
類比具有啟發思路,提供線索,舉一反三,觸類旁通的作用,鑒于初中學生的年齡特點,其思維活動還剛處于從形象到抽象思維的過渡,對于較為抽象的科學知識難以接受。如果教師能在課堂上給某些知識以形象生動的類比,學生接受起來往往能收到事半功倍的效果。相對原子質量是初中科學基本概念教學的一個難點,需要學生有較強的非邏輯思維能力去理解。因此,在教學中可以用一些具體的事例進行形象類比來正確理解。如,現有四種糧食的籽粒,它們每粒種子的實際平均質量是:高梁3×10-5kg、谷子2.5×10-6kg、玉米2.5×10-4kg、小麥4.5×10-5kg,要經常書寫和使用這些數字很不方便,若取一粒高粱種子實際質量的1/12(即2.5×10-6kg)作為標準,其他幾種糧食種子的實際質量與這個標準相比較,就會得出一些便于書寫和使用的簡單比值:高梁12、谷子1、玉米100、小麥18。同樣道理,相對原子質量的標準是碳原子(C―12)質量的1/12,其它原子的質量跟它比較的值,就是這種原子的相對原子質量。通過這種形象的類比,學生對相對原子質量這個比較抽象的概念有了一個形象的認識,為正確理解相對原子質量的概念打下堅實的基礎。
(二)列表對比展示概念差異
對比法就是把一些相近或關系密切的基本概念,從幾個方面進行逐項的對比,從中找出異同點來,以便明確其本質特征。例如,動脈、靜脈、毛細血管三種血管不同,可以從從管壁、彈性、血流速度、功能四個方面加以比較。動脈、靜脈、毛細血管三種血管對比列表如下。
(三) 概念圖構建概念體系
概念圖能較好地展示概念之間的邏輯關系,能讓概念之間隱性的關系顯性化,用概念圖來構建知識網絡,能更好地組織和呈現教學內容,使學生更容易理解各概念之間的關系及其在知識體系中所處地位。[3]如,在動物的生命活動的調節教學中,涉及到很多概念,有些概念屬于并列存在,有些概念屬于上下位關系,關系錯綜復雜,學生不容易理清前后知識點的聯系。它們的關系可以用概念圖表示。
概念圖既可以概括一節課的內容,又可以概括一章或幾章的內容,范圍大小視需要而定,引導學生自己畫圖找概念間的聯系,有助于理清思路,理解概念在知識體系中的位置和作用,提高學習的效率。
(四)維恩圖彰顯概念關系
筆者發現,對概念的理解不到位,特別是對概念之間的關系理解不到位,這是學生在概念學習中的最大困難。許多概念之間有包含與被包含,或者出現交集的情況,這種內容相關的概念可以用借助數學集合關系,用直觀的幾何圖形。比如,用大小的圓圈,以及圓圈之間的從屬或有部分交集的關系來表示幾個概念之間的關系。例如,種內斗爭和種間斗爭是并列關系,都是生存斗爭概念的下位概念,它們構成了生存斗爭的兩種形式。競爭是屬于種間斗爭的下位概念,而不是種內斗爭的范疇。生存斗爭的維恩圖可以概括為右圖所示。
借助數學集合直觀的圖形,讓學生在在運用中得到鞏固和概念的深化。教師可以在完成章節知識的教學后,對那些相鄰、相對、并列或從屬的概念進行類比、歸納,根據它們的邏輯關系,用一定圖式組成一定序列,形成概念體系。把學生感知“孤立”、“散裝”的概念納入相應的概念體系之中,讓學生獲得一個條理清晰的知識網絡,既能幫助學生理解新概念,又能進一步鞏固深化已學概念。
(五)循環圖突出概念聯系
在血液循環的教學中,體循環和肺循環是血液循環概念的下位概念,它們構成了血液循環的兩階段,并且都包含了營養物質和氣體兩方面的交換。體循環是細胞消耗營養物質,將氧氣轉化為二氧化碳;同時動脈血變成靜脈血;在肺循環的過程中,血液將CO2排除,增加了氧氣,把靜脈血變成動脈血。體循環和肺循環同時存在,在物質上互相依存,在氣體交換上具有的連續性。血液循環的整個過程用循環圖表示更清晰,學生容易掌握血液的變化情況。
總之,奧蘇貝爾提出的這三種概念同化模式并不是孤立存在,而是統一在一起的。教師在采用上位學習模式教學,有時還要用到下位學習模式,甚至并列結合學習模式。所以,教師在概念教學時,應靈活應用,同時,對一些重要的科學概念,學生只有在多次循環中才加以深刻的理解和掌握。為此,在教學中要根據學生的特點,從實際出發把握教材,深入研究每個概念的深度和廣度,才能更好地完成科學概念教學。
注 釋:
[1]施良方.學習論[M].北京:人民教育出版社,1994,220-249.
【關鍵詞】生物學 核心概念 核心概念教學 新課程
生物學是一門研究生命現象及其活動規律的自然科學,它以一系列核心概念作為分析、推理、判斷和綜合等邏輯思維過程的依據來揭示本學科的基本規律。生物學概念不僅是生物學科的基礎,而且是生物學領域最基本的語言表達單位。新課程改革的一個核心就是“注重學生在現實生活的背景中學習生物學,倡導學生在解決實際問題的過程中深入理解生物學的核心概念”。可見提高科學素養不是追求對科學事實和信息量的更多占有,而是要求對核心概念和科學思想的深刻領悟。更重要的是培養學生接觸到新的“原理、規律和方法”時能借助生物學概念能進行自我闡明的能力。因此,學生能否牢固地、準確地建立起反映生物學思想的基本的生物學核心概念體系,應當是中學生物學教學的主要目標。
一、對生物學核心概念的認識
在學科教學中,建構匯集信息片段的知識結構,并將其納入到信息結構之中,這個知識結構的節點就是核心概念。在生物學這門基礎自然科學中,離不開對事物和現象的具體描述和分析。生物學的核心概念,是指代表生物世界中同類的“事”、“物”及“規律”。我們要從眾多的生物學概念中提煉出能反映學科本質的、構成學科骨架的概念,因為這樣的概念可以統攝學科的一般概念,可以揭示一般概念之間的聯系,具有統整學科知識的功能,這樣的概念就叫核心概念。我們在課堂上抓住生物學的核心概念進行教學,教學中前后一致、將生物學思想主線貫穿始終,致使學生對生物學現象本質的認識深入,提高學生解決生物學實際問題的能力,這對學生的終身發展是極其有利的。
二、為什么要進行生物學核心概念的教學
第一,生物學核心概念有助于提升學生的科學素養。
考試評價已經悄悄地由事實性知識的記憶轉向對核心概念的理解。近幾十年來,特別是DNA分子雙螺旋結構破譯以來,生物學的研究進入到分子生物學水平,生物科學知識呈現出爆炸性的增長,面對如此繁多的知識,如果仍然要求學生記憶生物學事實,哪怕是一些經典的生物學事實,恐怕也很難做到。最基本的概念、原理、規律等一般不發生巨大的變化,創設新的情境,要求學生應用概念、原理、規律等來分析解決問題,以此來評價學生的學習,已成為評價學生學業的主流方向了。
第二,生物學事實往往是相互孤立的,難以建立合理的聯系,組成一個合理的結構,因此對生物學事實的考查往往是檢查學習者是否記住,是否記得清楚。而生物學概念主要是在運用中得到鞏固,概念的運用是把已經概括化的一般屬性應用到特定場合。
第三,生物學核心概念具有統攝思維功能。核心概念的提煉和梳理需要按照知識的內在聯系和規律性,將零散的整體化、條理化,建構起脈絡清晰、條理分明、相互之間有機聯系的體系。
第四,生物學核心概念具有很強的遷移教育功能。概念的過程也是概念的具體化過程。一般而言,概念的應用有兩種途徑:一是引證具體實例來說明概念的內涵和外延;二是運用概念來解決實際問題。
三、如何進行核心概念的教學
1、以教學單元作為建構核心概念體系的基本單位
教學單元是一個相對完整的教學內容體系,它由若干節具有內在聯系的具體內容組成,它們之間形成了一個有機整體,因此教學單元是學生知識結構形成和發展的基本單位。
2、充分應用生物科學發展史建構核心概念體系
生物學概念的發展史中,不僅記載著生命科學知識的形成過程,而且蘊涵著科學家的創造思維方式。所以學習生物學概念的發展史,不僅有利于更好地理解、掌握生物學概念,而且有利于學生形成科學的觀念,提高生物學科學素養、提高學生的探究能力、培養學生的“三維目標”、實現學生科學素養和人文精神的和諧統一。
3、通過模型法建構核心概念體系
“模型”是人們按照科學研究的特定目的,在一定的假設條件下,用物質形式或思維形式再現原型客體的某種本質特征。在實踐教學中主要有物理模型、數學模型、概念模型,通過構建模型和直接認知模型來把握生物學概念,是當前課改實踐中的常用科學方法。模型法可以讓抽象問題更易理解和直觀化。
4、通過概念圖方法建構核心概念體系
“知識的構建是通過已有的概念對事物的觀察和認識開始的”。概念圖是一種用節點代表概念,連線表示概念間關系的圖示法。通過建立概念網絡,不斷地向網絡增添新內容,有助于學生激發學習動機,創造新知識,形成有意義的學習過程。
生命科學中的“規律、原理和方法”都是借助于有關生物學概念才得以表述。而概念是人腦對現實的對象和現象的一般特征和本質特征的反映。因此,在生物學教學中學生準確、深刻地理解、掌握概念,不僅是學好生物學的前提,也是發展學生智力和邏輯思維能力的必要條件。因此,生物教師要重視概念教學,運用有效的策略幫助學生正確理解和運用概念,進而運用生物學原理、規律解決生產、生活實踐中的有關生物學問題。
參考文獻:
[1]戢守志等譯.美國國家科學教育標準.北京:科學技術文獻出版社.1999.
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關鍵詞: 概念整合 認知過程 大學英語教學
近年來,國內外學界關于認知語言學家Fauconnier提出的概念整合理論及其應用的研究勢頭迅猛。概念整合是人類基本的認知運作過程,對各領域的意義建構具有較強的認知解釋力。我們正是依靠概念整合來理解意義,創造出豐富多彩的概念世界,對于我們如何學習、如何思維、如何生活發揮著中心作用(王寅,2005:184)。
大學英語是高校教學中的一門重要必修課程,如何改進其教學、全面培養學生英語綜合知識并提高學生綜合運用能力一直是外語學界不斷探索的課題。《大學英語教學大綱》指出:“傳授的知識要由學生加以理解、吸收。”這就意味著在“以學習者為中心”的大學英語課堂教學模式中,學生承擔更為重要的學習責任,強調學生的認知能力,概念整合理論正好能為改進大學英語教學提供比較全面的理論依據和指導。
一、概念整合理論基本原理
概念整合理論(Conceptual Integration Theory,簡稱CIT),又稱作概念合成理論(Conceptual Blending Theory,簡稱CBT)是Fauconnier和Turner共同在Fauconnier 1985年的專著Mental Spaces中提出的心理空間理論基礎之上發展完善而來的。概念整合就是來自不同認知域的一系列的認知活動的融合,通過將不同心理空間的輸入信息進行彼此映射的最優化選擇,提取各自最契合的意義,整合起來而成為一個新概念結構(Fauconnier & Turner,2002)。
Fauconnier和Turner認為人類認知過程是四個心理空間信息概念不斷建構的過程。這四個空間就是概念整合的場所,即類屬空間、兩個輸入空間(input mental space))、一個類屬空間或共有空間(generic space)和1個整合空間或合成空間(blended mental space)。這四個心理空間通過投射鏈彼此連接起來就構成了一個概念整合網絡(conceptual integration network)。
由圖1可知,兩個輸入空間屬于不同的認知域,跨空間映射使輸入空間中的對應結構相互連接。類屬空間包含了兩個輸入空間里共有的圖式結構或者發展其他的共有圖式結構,它與兩個輸入空間分別相互映射。輸入空間中的框架結構有選擇地投射到整合空間,并非所有輸入空間所包含的元素都能投射到整合空間中,因而整合空間可以得到動態解釋,生成豐富的概念。整合空間與類屬空間之間相互聯系:整合空間既包括類屬空間中的類屬結構,又含有特定結構,也就是新的概念——新創結構(Emergent Structure)。新創結構的產生并非輸入空間的直接復制,其形成主要通過三種方式:組合(composition),即將輸入空間中的投射成分組合起來,從而形成不存在于單個輸入空間的新關系;完善(completion),即借助背景框架知識組合結構從輸入空間投射到整合空間;擴展(elaboration),整合空間中的結構可根據自身原理在整合空間中進行認知運作。
二、概念整合理論指導下的大學英語教學
(一)大學英語詞匯教學
英語學習者的閱讀能力、寫作能力等的高低一般與其掌握詞匯量的大小成正比例關系。《大學英語課程教學要求(試行)》也明確規定了各個層次各個階段單詞掌握的數量,詞匯學習成為學習英語很關鍵的一步。大學英語學習者學習英語詞匯的過程不應是簡單的對詞匯字面意義進行解讀的過程,不應通過死記硬背來達到記憶單詞的目標,而可以通過利用概念整合理論框架進行創造性思維活動以提高效率,并加強記憶。
詞匯學習的概念整合過程包含:輸入空間1(新接觸的詞匯)與輸入空間2(已學的詞匯、漢語對應語、語用背景等已有的知識)動態交互,在既有信息基礎之上達到同化的程度,發現共有結構和相似處,即生成類屬空間,利于增加新詞匯的瞬間接受度。同時進行一系列相互識別和比較,產生了矛盾,由此衍生出新創意義,也就是發現新詞匯的獨特用法、特殊內涵等。以英語單詞“feather-weight”為新詞匯作為輸入空間1與部分不同輸入空間2的概念整合過程為例,(1)與feather羽毛,weight體重等已掌握的英語詞匯信息及對羽毛實物的認知為輸入空間2進行選擇性比較分析,能夠很自然地理解“像羽毛一樣輕的”,并隱喻獲得“無關緊要的人”的概念;(2)與熟悉的漢語相似語“輕如鴻毛”為輸入空間2相匹配,兩者有“羽毛”、“重量”共同結構,也可以加快該詞的認知過程,但又要認識到英漢詞匯所蘊含的文化內涵;(3)與heavy-weight,snow-white等結構詞匯為輸入空間2加以建構,不難理解n/adj+n/adj表重量長度顏色復合詞結構。由于概念整合的過程是一個在線的動態認識過程,個體具備的輸入空間2有所不同,合成空間中對來自兩個輸入空間結構和組織的組合、完善、擴展過程的進展程度、獲得的層創結構會有差異,不同人的認知時間長短有所差別,但通過概念整合的一系列過程都豐富了對詞匯認知的深度和廣度。
在日常詞匯教學中教師可以根據概念整合理論分析詞匯的語義構建機制,幫助學生理清詞義之間的關系,掌握英語詞匯構詞規律,引導和鼓勵學生開展積極的認知聯想,建立詞匯的心理空間,發展語義網絡,激活背景圖式知識,形成背景知識框架,更全面地進行英語詞匯的習得,以使人們有效地擴大詞匯量,從而加強閱讀理解能力,提高英語口語表達能力和書面寫作水平。
(二)大學英語聽力教學
不論日常生活交際還是英語教學“聽說讀寫”基本技能訓練和大學英語等級考試中,聽力都居于重要位置。概念整合理論在聽力教學中的引入有助于培養學生聽力理解能力,掌握聽力策略,從而增強聽力理解的效果。
聽力理解過程中,輸入空間1為錄音語篇及試題中出現的與聽力材料有關的選項,輸入空間2為學生閱讀試題選項和聽取實際聽力語料的過程中,在大腦中形成的一個對聽力語篇的預測圖示,將預測圖示與此相關的輸入相互匹配,將兩個輸入空間中的類屬成分投射類屬空間,類屬空間在學生認知的加工下,對接下來語言的輸入造成影響,并發展成包含了原輸入空間所沒有的元素的層創空間。層創空間又成為新一輪概念整合過程的輸入空間的內容之一。此過程在聽力理解過程中不斷地循環,以達到最終獲得層創空間與聽力理解答案之間的一致。
需要注意的是,層創空間是學生在帶有一定創造性和想象性的環境中發展起來的,聽力理解過程中的層創空間與原聽力材料之間經常會存在很大的差異。為形成與聽力目標接近的層創空間,在試題選項和聽取實際聽力語料相對確定的情況下,我們尤其需要關注學生形成的一個對聽力語篇的預測圖示的準確性,強調培養學生利用篇章聽力中的關鍵詞通過概念整合實行跨空間映射的能力,最后建立一個整合的層創空間,并在此心理空間的大背景下聯系聽力試題中涉及的具體問題做相應的解答。
三、結語
以上對概念整合理論這一認知機制的分析,有利于大學英語教學遵循人類的認知規律,其在大學英語聽力、詞匯等教學中的運用,能積極豐富語言認知圖式,提高學生的語言水平和對語言理解的準確性,從而促進大學英語教學上一個新臺階。
認知語言學重視體驗,認為人們對語言的理解和認知根植于經驗和百科知識。由于中西文化存有諸多差異,大學英語學習者對英語中描述的內容難免存在體驗不深刻和百科知識不足的情況,在學習過程中進行概念整合可能會出現意義生成和映射難以連通和激活的情況,在大學英語教學中需要重視補充英美文化和百科知識。同時,在今后的研究中,我們可以進一步開展實證性研究,以對該項研究提供支撐。
參考文獻:
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【關鍵詞】化學概念 物質的量 概念隱喻理論 誘思探究教學法
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2017)03B-0142-03
總所周知,化學 1 是高一剛入學學生的必修課程,在整個高中化學課程體系中占據非常重要的地位,必不可少。化學 1 的學習可以進一步提高學生未來發展所需的科學素養,同時也為學生學習其他化學課程模塊提供基礎。化學 1 的內容具有基礎性和全面性,主要包含三大知識板塊:化學實驗基礎知識、認識化學學科和常見元素及其化合物。其中,在認識化學學科知識中,難點是概念教學,如體現分類觀的“物質的分類”,體現微觀思想和定量思維的“物質的量”系列概念,等等。可以說概念教學是高中課程教學的核心部分,而“物質的量”又是核心概念體系中的核心部分,在整個高中化學知識學習中必不可少。它聯系著宏觀和微觀,聯系著定量和定性,抽象深奧,難以理解。掌握這一基本概念,既有利于學生運用宏觀和微觀相結合的思維方法思考化學問題,又有助于學生定量表征化學反應,促進教學中的相關理論與實際相互融合化以及相關化學知識的系統化,“物質的量”概念教學一直是眾多老師的關注點。
然而,現實教學中教師易忽略概念教學,往往采取以解題教學或者陳述知識教學等代替概念教學。這樣的教學僅僅將學習看成是知識獲取而不看重知識生成性,采用“一個定義,幾項注意”的教學方式,沒有從概念的背景引入上給學生足夠的思維空間,沒有給學生提供充分體會概括本質特征的機會,容易造成學生被動機械性地接受知識。特別在章節起始時,能否從整章知識體系以及相關概念的關聯角度考慮本章節要解決的主要問題和主要思想方法以及基本過程等,這是部分教師容易忽略的教學任務,忽略章節起始的重要作用。再加上“物質的量”概念的抽象與陌生,造成學生對“物質的量”概念的學習產生困惑。所以如何有效進行“物質的量”概念的教學,解決學生思維困境顯得至關重要。
一、概念隱喻理論對教學引入的啟示
面對剛入高中的新生來說,身心與智力水平均處于發展的初級階段。雖有一定的抽象思維能力,但不夠高,很大程度上還屬于感性經驗支持的經驗型者,對知識的理解需從身邊熟悉的、宏觀的、具體的事物角度思考和領會。而“物質的量”是一個陌生而又全新的概念,遠離學生的日常生活,卻又是用于計量學生看不見、摸不著的原子、離子、分子等微觀粒子的物理量,抽象y懂。學生需要較強的或較好的抽象、邏輯思維能力,將研究視野中的宏觀世界與微觀世界聯系起來,才能理解。可見,“物質的量”概念的引入,是學生化學概念學習的一個思維困惑點。此外,對學生而言,以“物質的量”為核心的相關系列概念,如“阿伏加德羅常數”“物質的量濃度”等概念聚集在一起,具有高密度的認知陌生性,這也是對學生認知水平和思維能力的一個挑戰。
概念隱喻理論認為:“人類的抽象概念系統是以感知經驗和具體概念為基礎發展形成的。”Lakof 和 Johnson 認為:“概念隱喻最主要及最基本的功能是從一個基于人類對自身的認識和自然界相互聯系的、已知的、熟悉的具體的源域映射到一個未知的、陌生的、抽象的目的域。簡單地講,概念隱喻最主要的功能就是通過人們所認知的具體經驗知識來理解抽象的概念,從而形成抽象思維。”
如何在學生有限的思維邏輯能力和認識水平下幫助學生接受和理解“物質的量”概念?概念隱喻理論提到科學概念的形成總是與學生所認知的具體經驗知識相聯系,由具體到抽象,由簡單到復雜,它符合學生認知發展規律。“物質的量”概念教學,能否選取學生熟悉的、恰當的、具體的事物作為教學載體,采用類比、集合的方法,來減少學生的陌生感呢?
因此,在本節課的概念教學設計上,筆者在背景的引入上重著筆墨,以學生耳熟能詳的“曹沖稱象”故事作為知識載體,創設問題情境:“你知道古代曹沖稱象的故事嗎?曹沖在稱象時的指導思想是什么?”引發學生思考解決該問題的關鍵在哪里?隨后列舉日常生活中的“一打”“一件”等例子,初步架起定量的概念。緊接著教師再次提出問題“如何稱量 1 粒大米質量?”再讓學生體會解決該問題的關鍵點,就是集合思想,即轉化思維,化小為大、聚微為宏的思想。
教學設計摘錄如下:
情景一:生活中的計量
〖問題〗如果請你快速拿出 200 個曲別針,你會怎么做呢?(再次體會積小成大、聚微為宏的便捷性)
〖教師〗12 只鉛筆是一打,24 瓶啤酒是一件,20 只香煙是一盒,10 盒香煙是一條。(借助日常例子,讓學生體會生活中積小成大、聚微為宏的思想在日常生活中的應用)
情景二:化學實驗中的計量
〖問題〗回顧初中一個化學方程并提問:
2H2 + O2 = 2H2O(點燃)
〖教師〗那么,2g H2,32 g O2,36 g H2O 中各含有多少個分子呢?(從化學情景中再次讓學生體會積小成大、聚微為宏的思想,進而體會引入新概念的必要性)
從日常生活中熟悉的計量出發,提出問題,引導學生思考計量在生活中應用的目的就是“化繁為簡”。進而引導到學生不熟悉的化學試驗中的計量,提出概念引入的必要性。這樣可以使學生從已知的、熟悉的具體的源域映射到一個未知的、陌生的、抽象的目的域,減少陌生感,使學生較容易接受新概念,進而激發學生進一步去探索新知識的興趣,同時架構定量思維與集合思想。
二、“誘思探究”教學法理論對問題設計的啟示
“誘思探究”教學法:“教師結合學生在課堂中的動態生成,在學生對高難度知識進行探索、反思和討論的過程中,捕捉學生思維中的閃光點,適時進行點撥引導,建立一定的思維方向,使學生進行自我攻克和創新突破,從而提高學生的探究熱情,激勵學生的學習斗志,取得更好的課堂效果。”
新課標教學理念要求“以學生為本,以學生終身發展為目的”。那么,對于身心與智力水平還處于初級階段的高一新生而言,關鍵在于教師能否教會學生思考,教會學生能夠用自己已儲備的知識與能力對事物觀察分析、積極主動探索、思考探究并解決未知領域,形成終身學習能力,而非“填鴨式”的教學,對知識死記硬背、生搬硬套。
“誘思探究”教學法理論主要是以“誘”代“講”,開啟學生的思維。當學生在學習實踐中面對困境r,如何思考。教師要不斷地捕獲動態課堂中生成的動態思維點,然后切實點撥,激發學生的思維點,適時推進,引導學生積極整合自己的舊知來分析、解決問題。學生在嘗試解決問題的過程中,需要不斷地克服困難,一步步走進問題的核心,使學生的思維能力與學習能力得到提高。這種教學模式充分體現學生在課堂上的主體地位,發揮學生的能動性,注重學生思維能力的培養,彌補“以講為主”或“精講多練”傳統“填鴨式”教學模式的不足。
(一)架設預設性的思維點(靜態)
“物質的量”這節課就是從學生熟悉的生活(如“曹沖稱象”、水稻以及曲別針等)或舊知識(如初中所學的化學方程式的意義、水分子等)中提煉相關的化學問題,逐步誘導學生利用已有的知識進行分析問題。由最初體會的“積小成大、聚微成宏”的思想,引導到新概念學習之上。
教學設計摘錄如下:
〖引入〗曹沖稱象的故事,曹沖解決這一難題的指導思想是什么?(指導思想是化整為零、變大為小)
〖創設問題情境一〗農業科研人員在研究水稻良種培育時,如果在沒有精密天平(只有托盤天平)的條件下,如何稱量一粒稻谷的質量?(解決這一問題的方法是:積小成大、聚微成宏)
〖創設問題情境二〗如果請你快速拿出 200 個曲別針,你會怎么做呢?(再次體會日常生活中積小成大、聚微成宏的思想)
〖創設問題情境三〗初中如何描述該化學方程式的意義:2H2+O2=2H2O(點燃)?那么,2 g H2,32 g O2 ,36 g H2O 中各含有多少個分子呢?(用積小成大、聚微成宏方法)
〖創設問題情境四〗水是大家非常熟悉的物質,它是由水分子構成的。一滴水(約 0.05 mL)大約有 1.7 萬億億個水分子。怎樣才能科學又快速地確定一滴水中含有多少個水分子呢?(誘發學生思考,聯想生活中的計量例子,用積小成大、聚微成宏的思想解決問題。引入概念)
(二)捕獲課堂中生成性的思維點(動態)
學生在教師架設思維點的過程中,對“集合”有一定的思考,而且在不斷被誘思的過程中,思維處于活躍狀態,傾向去解決問題情境四“一滴水(約 0.05 mL)大約有 1.7 萬億億個水分子”。教師此時要及時捕獲課堂中思維的生長點,在學生已有的集合思想(定量)知識上,引導學生思考并領會物質的量的引入的必要性以及 1 摩爾的量等,激發學生的求知欲。學生不斷思考并解決問題,從而使其對高難度的核心知識進行自行探索、自我思考,進而自我攻克和創新突破。
教學設計摘錄如下:
〖教師追問問題情境四〗要解決這些問題,我們需要架設一座從微觀世界通向宏觀世界的橋梁,那么,怎樣去架設這座橋梁呢?這就是我們這節課要研究討論的主要內容。(激發學生繼續探究的興趣)
……
〖創設問題情境五〗根據資料卡片(國際單位制的基本物理量),如何認識物質的量?(與熟悉的物理量對比,讓學生再次認識這個物理量與時間、質量等類似)
〖教師追問〗物質的量是描述微觀粒子多少的物理量。大家可以預測化學中的微觀粒子多少個作為一個集團合適呢?也就是說 1 摩爾的物質中究竟含有多少個微粒呢?能夠用一個具體的數字來描述嗎?這個數字是如何得到的?(讓學生體會到該概念引入要解決的問題及其必要性)
……
(三)注重思維能力的提升
設置階梯習題,實踐檢驗學生對知識的運用與遷移情況,進一步提升學生思維能力。
教學設計摘錄如下:
實踐練習一
(1)1 mol H2O 中含有 水分子
(2)3 mol CO2 中有 個碳原子, 個氧原子
(3)2 mol NaCl 中有 個鈉離子, 個氯離子
(4)1.204×1024 個氫氣分子的物質的量是 mol
〖問題〗請同學歸納總結物質的量(n)、微粒數(N)、阿伏加德羅常數(NA)三者之間的換算關系。
實踐練
教材【學與問】
實踐練習三
如何知道 1 g 水中含有的水分子數。(最后再次回歸問題,讓學生自己解決該問題,理解此概念和日常生活中的計量的意義類似)
總之,“物質的量”概念雖然比較抽象,但整節課下來,據課堂反饋和課后學生反饋,學生能較容易地接受該概念并能較熟練地應用。本節課充分聯系和利用學生熟悉的具體的經驗,讓學生成功建構這個化學概念,在情景與問題中引導學生思考與探究,使其思維能夠沿著教學內容和自身發展進行展開,讓學生始終在自己的最近發展區前行,激發學生對問題的思考,積極主動對知識進行分析、探索和搭建,形成新的知識體系,以此推動學生能力的不斷提升,為學生終身學習奠定基礎。
【基金項目】南寧市教育科學“十三五”規劃立項課題資助(2016B012)。
概念是指人腦反映客觀事物本質特性的思維形式.人們通過實踐,從客觀事物中排除許多非本質的特性,抽出其特有屬性概括而得到的.概念形成的過程如圖1.
2物理概念教學培養學生思維能力的方法
在傳統的物理概念教學中,教師過分追求學生對概念的記憶和教學速度,不注意學生是否真正理解概念,不注重在概念教學中對學生高級思維能力的培養.在新課改的大背景下,物理概念教學應該運用各種教學手段策略,讓學生真正掌握物理概念,構建完善的物理知識結構,進一步培養學生高級思維能力.
2.1運用前概念轉變培養學生高級思維能力
前概念反映的是學生在科學概念形成前從生活經驗中構建的認知結構,并且它是人腦中頑固的不易被發現的認知結構.在物理概念學習中,學生前概念的存在勢必會對學生理解物理概念造成一定阻礙.在傳統教學中,物理概念往往是被灌輸到學生腦海中的,只要求學生對物理概念做到識記程度.當然學生也就不會對科學概念與自身認知結構中的前概念的不同引起重視.然而當面對復雜問題時,學生又會不自覺地啟用前概念,正確的科學概念并沒有被真正掌握.避免前概念的影響,不如更好地利用前概念轉變來培養學生高級思維能力,讓學生從對物理概念的初步看法轉變為自覺監控物理概念的形成和重構認知結構圖示.
運用前概念轉變培養學生高級思維能力主要有兩個步驟:(1)創設前概念與科學概念認知沖突情境.所謂認知沖突情境是指出現了學生前概念無法解釋的實際事物的新現象,使學生對已有的知識結構體系產生質疑的情境.學生的認知結構必須有學生本身主動建構的,任何前概念轉變也必然是學生主體能動完成的.研究表明學生前概念轉變的關鍵就是利用學生在前概念和科學概念之間的認知沖突.(2)引導學生在前概念向科學概念轉變時進行元認知監控.單單為學生創設了前概念與科學概念認知沖突情境遠還是不夠的,如果在前概念向科學概念轉變過程中學生不能實時進行元認知監控,那么前概念依然無法向科學概念正確轉變.教師應該引導學生對轉變過程進行自覺監控,找出前概念與科學概念之間的正確聯系和區別.
2.2運用概念變式培養學生高級思維能力
一個概念的形成首先要清楚事物的本質屬性,排除非本質屬性,分辨事物的關鍵特點,只有當這些關鍵特點全都相交于同一點時,概念才會真正在頭腦中形成,成為認知結構的一部分.在物理概念教學中,一味直述物理概念對象的本質屬性并不能引起學生學習的發生,學生不能主動把新概念重構入自己的知識結構中.教師應該要通過與學生的互動,運用概念變式策略,把研究對象的關鍵屬性劃定在一個空間范圍內,創設一個變異空間,讓學生自己聚焦這些關鍵屬性,清楚關鍵屬性不同和相同時的區別,明確概念的內涵和外延,自己形成明確的概念并構建認知結構,從簡單識記到網格布局,培養學生的高級思維能力.
概念變式在心理學上來說就是改變看待事物的角度或呈現方式等事物的非本質屬性,并在這個過程中保持事物的本質屬性的穩定,使個體充分認識事物的本質屬性.具體有四種變異方法:(1)對比.把所研究的事物與其他事物相比較,通過對比使事物呈現出其本質屬性.(2)類比.在不同的事物上出現了某些類似或相同的屬性,這些事物便可以歸屬于一類,而這一相同的屬性便是聯系這一類事物的紐帶.學生會通過類比,審辨出他們的共同屬性,把這類事物以這一紐帶相互關聯起來,建立網格化的認知結構.(3)區分.分辨某一事物的某一方面是否是該事物的本質屬性,則從整個事物屬性中把這一方面的要素獨立出來,改變這一屬性,保持該事物其他屬性不變,監控該事物是否因為該屬性的變化而改變.根據結果可分辨出該屬性是否為本質屬性.(4)融合.事物的概念是有其各方面的本質屬性綜合融合起來的,對事物的概念認識也就必須是整體認識該事物的不同要素.
2.3運用概念圖培養學生高級思維能力
概念圖具有三大特征:層次結構特征、交叉結構特征和圖式化特征,正是因為概念圖的這三大特征,在物理概念教學中運用概念圖可以培養學生高級思維能力.概念圖的層次結構特征是指在概念圖中主題概念置于中心位置,以次級概念和更低級概念依次向外擴張.如此在繪制概念圖時,學生勢必會對所學概念進行比較分析,確定哪些概念在中心,哪些概念應該在某個次級概念之下,再綜合排列成一縱向的知識結構體系.概念圖的層次結構特征訓練了學生的發散性思維,加深了學生思維的深度.概念圖的交叉結構特征是指概念與概念之間的相互發生聯系,這種聯系可以是直接的,也可以是間接的,在概念圖中通過連接線和連接詞進行相關聯.概念圖的交叉結構特征訓練學生監控新知識和已有的認知結構中概念的聯系,綜合這種關聯,建構新的知識結構,形成網格布局,擴大知識的廣度和關聯性,尋求新的連接概念的維度.概念圖的圖式化特征是指主題結構以形象生動的可視化圖形展現.概念圖的圖式化特征訓練學生把大腦中認知結構通過概念圖反思,這時概念圖既是思維的支架,也是思維的結果.學生可以通過概念圖對自身認知結構進行監控,也可以運用概念圖進行自我評價,明確自己概念還有哪些地方不清楚,調節學習節奏.