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摘 要：科学前概念是学生在学习前所形成的，对教学活动会产生很大影响。思维导图可以让学生的前概念变得可视化，教师从而能很好地了解每个班级及每个学生的前概念。通过分析学生前概念的情况，教师制订出有效的教学策略。
关键词：科学前概念;思维导图;调查研究
学生在学习某个科学概念之前，大多对这些概念已有了一定的认识或了解，特别是生活中经常接触的物体或者事情。这种已有的认识或了解即为科学前概念。有专家认为：“教师和课程材料没有考虑学生的前概念的情况下，教学是无效的。”“儿童的前概念是相当重要的，是不容忽视的，因为它是新知识建构的基础。”可见，学生在学习之前形成的前概念对教师的教学活动有着很大的影响，但如何更好地了解学生的前概念却是研究者和教师们亟须解决的问题。而思维导图是近几年来在国内崛起的一种有效的图形思维工具。它运用图文并重的技巧，把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来，把主题、关键词与图像、颜色等建立关系。学生使用思维导图能够表达他们对某一概念或某一事物的理解。它的最大特点就是使思维可视化，与传统的挖掘学生前概念的访谈法、问卷法、图示法进行对比，思维导图有着不可替代的优势，它比访谈法更具广泛性，比问卷法更具开放性，比图示法更具简便性。本文将阐述应用思维导图了解学生关于苏教版四年级下册第二单元《养蚕》这一教学内容的前概念情况。
一、调查过程
（一）调查的对象和形式
1.调查对象
选用福建省厦门市金鸡亭小学四年级四个班（A、B、C、D班）共174人为研究对象，各班人数情况如表1。
四个班的学生接触思维导图的时间接近一学年，对思维导图的绘制有一定的基础。
2.调查形式——开放性调查
通过与学生的交谈得知，他们在幼儿园时就曾参与过养蚕的实践活动，说明学生的前概念应该较为丰富。因此，本研究选择了完全放开的思维导图绘制方式，只为学生提供一张A4纸和“蚕”这个中心主题，任由学生在纸上绘制，给学生尽可能发挥的空间，时间为一节课（40分钟）。
（二）调查结果与分析
1.调查结果汇总
在此次调查中参与的学生一共有165人，最终一共收集到158份思维导图，且均有效。
2.调查结果分析
（1）整体分析。课程标准对本单元提出的教学目标有：①描述蚕生长的大致过程;②知道蚕的食物;③知道蚕的外形，同时能与它的生活习性联系起来;④知道蚕适应的生活环境;⑤知道养蚕的方法，如居住环境等;⑥知道蚕的价值及我国养蚕抽丝的历史;⑦珍爱蚕的小生命，愿意参与中长期的科学探究活动。
根据课程标准目标对这158份思维导图进行分析，可以发现有些学生绘制的思维导图的内容与教学目标中的要求有很多相符，而且每条分支非常清晰，如图1，而有些思维导图的内容很少，而且分支凌乱，如图2。
笔者通过对这158份思维导图的统计分析，将所有思维导图分成三种层次，了解到各班学生前概念的丰富程度及前概念的正确性的情况，如表2。
表2显示，四年级学生对蚕的前概念丰富程度好的约占21.5%，中等的约占41.7%，而差的约占36.8%。全年段好的与中等达到63.2%，说明学生对蚕的前概念是较为丰富的。通过对比各班学生前概念的丰富程度可知，A、D班学生前概念的丰富程度多为中等，即这两个班的学生对蚕的前概念还不错，都有一定的认识。A班学生前概念的好与中等比例是本年段最多的。
（2）具体分析。学生通过绘制思维导图，前概念跃然纸上，进一步整理分析学生的思维导图，很好地了解到了学生对蚕的前概念中的集中地带、错误或模糊地带和薄弱地带，具体如下：①前概念的集中地带。整理分析得知学生对蚕的前概念比较集中在食物、价值、蜕皮、形态变化方面（如图3），其中88%的学生的前概念中出现蚕的食物为桑叶，78%的学生的前概念中出现了蚕的价值（得到蚕丝），58%的学生的前概念中出现了蚕在成长的过程中会蜕皮，91%学生的前概念中出现了蚕的形态变化（虽然不是所有学生都能完整地绘制出蚕一生中的五个变化阶段，但基本能绘制出蚕由卵孵出、变成蚕、经过几次蜕皮后结茧变成蚕蛾的这几个过程）。②错误或模糊前概念。虽然学生对蚕有比较丰富的前概念，但我们无法知道这些前概念的来源，可能来源于以往养蚕或者观察其他小动物的经验，可能来源于课外读物，也可能来源于父母、同伴的口头相传。因此在前概念形成的过程中难免出现一些错误或者模糊。以下图片分别显示了学生对蚕知识的不同的错误或模糊前概念。图4显示的错误前概念为蚕的食物，图5显示的错误前概念为蚕卵会由小变大，图6显示的思维导图中，学生都画了蚕的长度，但都是模糊不清的，说明在学生的前概念中对蚕在每个阶段的生长长度较模糊。③前概念薄弱地带。通过对思维导图的整理分析，还能了解到学生对蚕这种动物了解较少的知识，即前概念的薄弱地带。本研究中发现，四个班学生的思维导图中极少出现蚕外形（身体结构）名称，即使出现了也大多是不正确的叫法，如图7。由此可知，有关蚕外形的名称是这四个班级学生有关蚕的前概念的薄弱地带。
二、教学指导建议
根据前概念调查结果可以看出学生对蚕宝宝充满兴趣，但对经历饲养蚕宝宝的一生的过程还缺乏足够的耐心和持之以恒记录的习惯和能力。这为以学生为主体的科学探究提供了依据。
亲历养蚕过程，提升学生耐心、细致、持之以恒的观察、记录的能力，培养关爱小动物的情感是本单元的技能与情感态度目标，也正是学生前概念暴露出的比较薄弱的地方，所以在本单元的教学实施中应该关注以下两点。
1.尊重差异，分层引导，引领全程参与
（1）“扶放”结合。新课改重视以学生为本，对每个学生的思维导图进行分析，能够知道班里哪些学生的前概念比较丰富，哪些学生的前概念比较缺乏，对前概念丰富的学生可采用“放”的教学形式，对缺乏的学生应采用“扶”的教学形式。还可以让前概念情况不同的学生组成小组，相互交流，产生思维的碰撞。通过对不同班级进行分析，发现四个班学生的前概念情况是不一样的，那么对这四个班的教学计划就不能完全相同，应该根据不同班级的情况采取不同的教学计划。 如学生对蚕的食物比较模糊或者有些出现错误，对于这个问题学生的关注度是极高的，所以，要引导学生设计养蚕方案，寻求正确答案。让学生先制订出探究计划，比如设计一部分蚕喂食桑叶，一部分蚕喂食莴苣叶、地瓜叶等进行对比。制订好计划后，进行探究，给出证据以得到探究结果。这样一个过程进行下来，相信学生关于蚕的食物这个概念会更加了解。
（2）“一对一”模式。持之以恒地全程经历蚕宝宝的一生，并观察记录收集蚕宝宝的变化是本单元教学难点。因此，可以根据调查结果，充分发挥前概念丰富且观察记录能力强的学生的作用，让其当小老师带一个观察记录能力弱、缺乏持之以恒的同伴。一方面可以进一步激发他的养蚕兴趣，增强他的责任感。另一方面，较弱的学生因为有同伴的监督、帮助、带领，可以逐步体验到养蚕的乐趣，从而增强学习兴趣和提高观察记录能力。
2.导图结合，评价激励，到达最近发展区
（1）导图结合，建构概念。学生出现错误前概念是无可避免的，学生暴露出来的错误或者模糊的前概念对教师来说是难得的教学资源，因为这样能很好地帮助学生在探究性学习中建构科学概念。了解了学生的错误或者模糊前概念后，不能听之任之，应该针对这些问题展开教学，纠正学生的概念。那在教学中该如何做呢？“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，教师如果只是单纯地进行概念的纠正，学生错误的前概念可能仍然错误，模糊的前概念依旧模糊。探究过程需要孩子亲身经历，但一些概念性知识如蚕宝宝的身体结构特征的认知等需要老师引导学生梳理建构。思维导图是一个帮助学生梳理记忆的工具，教学过程中可以逐步引导学生在思维导图上补充自己对蚕的认识，当然学生的补充可能会缺乏结构性，比较零散，老师可以引导其从食物、身体结构、生活习性等方面加以梳理总结。
（2）跟踪评价，活跃思维。《养蚕》这一单元中，课时安排是分散的，随着蚕的长大程度安排，这就需要学生坚持观察，所以教师可以设计好观察记录单。坚持长期观察成为这个单元比较难完成的目标，教师可以设定对学生有吸引力的奖励，比如完成一篇观察日记奖励一只蚕，这样的奖励对学生具有很强的吸引力，学生才能坚持观察并形成观察报告。分享两篇学生的观察日记：
蚕宝宝用嘴在卵上咬了一个洞，但好像在咬一个石子糖，硬硬的。它使出了九牛二虎之力才把头探出来。接着，身体在卵壳里扭来扭去的。突然，“砰”的一下，两只小脚弹了出来，接着用两只小脚顶住卵，想把身子拔出来，可只拔出来半个身体。它想用脚把剩下的部分拔出来。可出来的部分太“长”够不着，就这样扭来扭去，卵在那里滚来滚去，我真替它着急。但聪明的蚕宝宝想出了一个好主意，把出来部分弯着够到卵。从远看，活脱脱一只海马嘛！但蚕宝宝使出吃桑叶的劲终于出来了！
——四年级2班 胡欣怡
有一次我去看蚕宝宝的时候，发现一只蚕用它的尾足钩住桑叶，慢慢地一拱一拱扭动身体，我看到它头部有一层黄色的皮在往后拉，原来蚕宝宝是在脱皮呀！我一直拍手喊加油，希望它能快点出来。我看到它脱完皮的地方变得又白又亮。它仿佛听到了加油声，脱皮的速度变快了。可是又过了一会儿，它慢悠悠地躺了下来，我想它可能是因为刚刚速度太快，用力太大需要休息。真的被我猜中了，它休息了之后又有精神了，把它脱到尾角的皮脱完，黄黄的皮从它的身上掉下来，这一刻我兴奋不已。我看着蚕宝宝白白的皮肤，在太阳的照耀下，显得闪闪发光。
——四年级3班 曾雯娜
在这个过程中还可以定期组织分享汇报，教师让学生报名参加汇报，并给汇报的学生鼓励，增加学生的成就感。教师也可以自己养蚕，与学生分享自己的成果或者在这个过程中发生的一些趣事。或者组织学生将自己养的蚕带来给同学参观，评比出“养蚕宝宝能手”“观察记录能手”等。
总之，利用思维导图可以更全面了解学生的前概念，找准学生的前概念，充分尊重学生的前概念，从学生的前概念出发，然后采取相应的教学策略，提高课堂教学实效。
参考文献：
[1]王宇飞.运用思维导图提高小学生的思维能力[J].科技信息，2012，（1）.
[2]（英）东尼·博赞.思维导图宝典[M].卜煜婷，陆时文译.北京：化学工业出版社，2014.
（作者单位：福建省厦门市金鸡亭小学）
关键词：科学前概念;思维导图;调查研究
学生在学习某个科学概念之前，大多对这些概念已有了一定的认识或了解，特别是生活中经常接触的物体或者事情。这种已有的认识或了解即为科学前概念。有专家认为：“教师和课程材料没有考虑学生的前概念的情况下，教学是无效的。”“儿童的前概念是相当重要的，是不容忽视的，因为它是新知识建构的基础。”可见，学生在学习之前形成的前概念对教师的教学活动有着很大的影响，但如何更好地了解学生的前概念却是研究者和教师们亟须解决的问题。而思维导图是近几年来在国内崛起的一种有效的图形思维工具。它运用图文并重的技巧，把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来，把主题、关键词与图像、颜色等建立关系。学生使用思维导图能够表达他们对某一概念或某一事物的理解。它的最大特点就是使思维可视化，与传统的挖掘学生前概念的访谈法、问卷法、图示法进行对比，思维导图有着不可替代的优势，它比访谈法更具广泛性，比问卷法更具开放性，比图示法更具简便性。本文将阐述应用思维导图了解学生关于苏教版四年级下册第二单元《养蚕》这一教学内容的前概念情况。
一、调查过程
（一）调查的对象和形式
1.调查对象
选用福建省厦门市金鸡亭小学四年级四个班（A、B、C、D班）共174人为研究对象，各班人数情况如表1。
四个班的学生接触思维导图的时间接近一学年，对思维导图的绘制有一定的基础。
2.调查形式——开放性调查
通过与学生的交谈得知，他们在幼儿园时就曾参与过养蚕的实践活动，说明学生的前概念应该较为丰富。因此，本研究选择了完全放开的思维导图绘制方式，只为学生提供一张A4纸和“蚕”这个中心主题，任由学生在纸上绘制，给学生尽可能发挥的空间，时间为一节课（40分钟）。
（二）调查结果与分析
1.调查结果汇总
在此次调查中参与的学生一共有165人，最终一共收集到158份思维导图，且均有效。
2.调查结果分析
（1）整体分析。课程标准对本单元提出的教学目标有：①描述蚕生长的大致过程;②知道蚕的食物;③知道蚕的外形，同时能与它的生活习性联系起来;④知道蚕适应的生活环境;⑤知道养蚕的方法，如居住环境等;⑥知道蚕的价值及我国养蚕抽丝的历史;⑦珍爱蚕的小生命，愿意参与中长期的科学探究活动。
根据课程标准目标对这158份思维导图进行分析，可以发现有些学生绘制的思维导图的内容与教学目标中的要求有很多相符，而且每条分支非常清晰，如图1，而有些思维导图的内容很少，而且分支凌乱，如图2。
笔者通过对这158份思维导图的统计分析，将所有思维导图分成三种层次，了解到各班学生前概念的丰富程度及前概念的正确性的情况，如表2。
表2显示，四年级学生对蚕的前概念丰富程度好的约占21.5%，中等的约占41.7%，而差的约占36.8%。全年段好的与中等达到63.2%，说明学生对蚕的前概念是较为丰富的。通过对比各班学生前概念的丰富程度可知，A、D班学生前概念的丰富程度多为中等，即这两个班的学生对蚕的前概念还不错，都有一定的认识。A班学生前概念的好与中等比例是本年段最多的。
（2）具体分析。学生通过绘制思维导图，前概念跃然纸上，进一步整理分析学生的思维导图，很好地了解到了学生对蚕的前概念中的集中地带、错误或模糊地带和薄弱地带，具体如下：①前概念的集中地带。整理分析得知学生对蚕的前概念比较集中在食物、价值、蜕皮、形态变化方面（如图3），其中88%的学生的前概念中出现蚕的食物为桑叶，78%的学生的前概念中出现了蚕的价值（得到蚕丝），58%的学生的前概念中出现了蚕在成长的过程中会蜕皮，91%学生的前概念中出现了蚕的形态变化（虽然不是所有学生都能完整地绘制出蚕一生中的五个变化阶段，但基本能绘制出蚕由卵孵出、变成蚕、经过几次蜕皮后结茧变成蚕蛾的这几个过程）。②错误或模糊前概念。虽然学生对蚕有比较丰富的前概念，但我们无法知道这些前概念的来源，可能来源于以往养蚕或者观察其他小动物的经验，可能来源于课外读物，也可能来源于父母、同伴的口头相传。因此在前概念形成的过程中难免出现一些错误或者模糊。以下图片分别显示了学生对蚕知识的不同的错误或模糊前概念。图4显示的错误前概念为蚕的食物，图5显示的错误前概念为蚕卵会由小变大，图6显示的思维导图中，学生都画了蚕的长度，但都是模糊不清的，说明在学生的前概念中对蚕在每个阶段的生长长度较模糊。③前概念薄弱地带。通过对思维导图的整理分析，还能了解到学生对蚕这种动物了解较少的知识，即前概念的薄弱地带。本研究中发现，四个班学生的思维导图中极少出现蚕外形（身体结构）名称，即使出现了也大多是不正确的叫法，如图7。由此可知，有关蚕外形的名称是这四个班级学生有关蚕的前概念的薄弱地带。
二、教学指导建议
根据前概念调查结果可以看出学生对蚕宝宝充满兴趣，但对经历饲养蚕宝宝的一生的过程还缺乏足够的耐心和持之以恒记录的习惯和能力。这为以学生为主体的科学探究提供了依据。
亲历养蚕过程，提升学生耐心、细致、持之以恒的观察、记录的能力，培养关爱小动物的情感是本单元的技能与情感态度目标，也正是学生前概念暴露出的比较薄弱的地方，所以在本单元的教学实施中应该关注以下两点。
1.尊重差异，分层引导，引领全程参与
（1）“扶放”结合。新课改重视以学生为本，对每个学生的思维导图进行分析，能够知道班里哪些学生的前概念比较丰富，哪些学生的前概念比较缺乏，对前概念丰富的学生可采用“放”的教学形式，对缺乏的学生应采用“扶”的教学形式。还可以让前概念情况不同的学生组成小组，相互交流，产生思维的碰撞。通过对不同班级进行分析，发现四个班学生的前概念情况是不一样的，那么对这四个班的教学计划就不能完全相同，应该根据不同班级的情况采取不同的教学计划。 如学生对蚕的食物比较模糊或者有些出现错误，对于这个问题学生的关注度是极高的，所以，要引导学生设计养蚕方案，寻求正确答案。让学生先制订出探究计划，比如设计一部分蚕喂食桑叶，一部分蚕喂食莴苣叶、地瓜叶等进行对比。制订好计划后，进行探究，给出证据以得到探究结果。这样一个过程进行下来，相信学生关于蚕的食物这个概念会更加了解。
（2）“一对一”模式。持之以恒地全程经历蚕宝宝的一生，并观察记录收集蚕宝宝的变化是本单元教学难点。因此，可以根据调查结果，充分发挥前概念丰富且观察记录能力强的学生的作用，让其当小老师带一个观察记录能力弱、缺乏持之以恒的同伴。一方面可以进一步激发他的养蚕兴趣，增强他的责任感。另一方面，较弱的学生因为有同伴的监督、帮助、带领，可以逐步体验到养蚕的乐趣，从而增强学习兴趣和提高观察记录能力。
2.导图结合，评价激励，到达最近发展区
（1）导图结合，建构概念。学生出现错误前概念是无可避免的，学生暴露出来的错误或者模糊的前概念对教师来说是难得的教学资源，因为这样能很好地帮助学生在探究性学习中建构科学概念。了解了学生的错误或者模糊前概念后，不能听之任之，应该针对这些问题展开教学，纠正学生的概念。那在教学中该如何做呢？“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，教师如果只是单纯地进行概念的纠正，学生错误的前概念可能仍然错误，模糊的前概念依旧模糊。探究过程需要孩子亲身经历，但一些概念性知识如蚕宝宝的身体结构特征的认知等需要老师引导学生梳理建构。思维导图是一个帮助学生梳理记忆的工具，教学过程中可以逐步引导学生在思维导图上补充自己对蚕的认识，当然学生的补充可能会缺乏结构性，比较零散，老师可以引导其从食物、身体结构、生活习性等方面加以梳理总结。
（2）跟踪评价，活跃思维。《养蚕》这一单元中，课时安排是分散的，随着蚕的长大程度安排，这就需要学生坚持观察，所以教师可以设计好观察记录单。坚持长期观察成为这个单元比较难完成的目标，教师可以设定对学生有吸引力的奖励，比如完成一篇观察日记奖励一只蚕，这样的奖励对学生具有很强的吸引力，学生才能坚持观察并形成观察报告。分享两篇学生的观察日记：
蚕宝宝用嘴在卵上咬了一个洞，但好像在咬一个石子糖，硬硬的。它使出了九牛二虎之力才把头探出来。接着，身体在卵壳里扭来扭去的。突然，“砰”的一下，两只小脚弹了出来，接着用两只小脚顶住卵，想把身子拔出来，可只拔出来半个身体。它想用脚把剩下的部分拔出来。可出来的部分太“长”够不着，就这样扭来扭去，卵在那里滚来滚去，我真替它着急。但聪明的蚕宝宝想出了一个好主意，把出来部分弯着够到卵。从远看，活脱脱一只海马嘛！但蚕宝宝使出吃桑叶的劲终于出来了！
——四年级2班 胡欣怡
有一次我去看蚕宝宝的时候，发现一只蚕用它的尾足钩住桑叶，慢慢地一拱一拱扭动身体，我看到它头部有一层黄色的皮在往后拉，原来蚕宝宝是在脱皮呀！我一直拍手喊加油，希望它能快点出来。我看到它脱完皮的地方变得又白又亮。它仿佛听到了加油声，脱皮的速度变快了。可是又过了一会儿，它慢悠悠地躺了下来，我想它可能是因为刚刚速度太快，用力太大需要休息。真的被我猜中了，它休息了之后又有精神了，把它脱到尾角的皮脱完，黄黄的皮从它的身上掉下来，这一刻我兴奋不已。我看着蚕宝宝白白的皮肤，在太阳的照耀下，显得闪闪发光。
——四年级3班 曾雯娜
在这个过程中还可以定期组织分享汇报，教师让学生报名参加汇报，并给汇报的学生鼓励，增加学生的成就感。教师也可以自己养蚕，与学生分享自己的成果或者在这个过程中发生的一些趣事。或者组织学生将自己养的蚕带来给同学参观，评比出“养蚕宝宝能手”“观察记录能手”等。
总之，利用思维导图可以更全面了解学生的前概念，找准学生的前概念，充分尊重学生的前概念，从学生的前概念出发，然后采取相应的教学策略，提高课堂教学实效。
参考文献：
[1]王宇飞.运用思维导图提高小学生的思维能力[J].科技信息，2012，（1）.
[2]（英）东尼·博赞.思维导图宝典[M].卜煜婷，陆时文译.北京：化学工业出版社，2014.
（作者单位：福建省厦门市金鸡亭小学）