朱潮海

圖示法是利用文字和圖形等展現(xiàn)研究對(duì)象的特征、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、相互關(guān)系的一種方法。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，學(xué)生用觀察、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查等方法獲取相關(guān)事實(shí)，通過分析與比較、抽象與概括等思維形式，形成相關(guān)科學(xué)概念。圖示是在分析與比較基礎(chǔ)上，通過巧妙的圖表、圖像等工具直觀形象地建立事物之間的關(guān)系，能讓學(xué)生清楚地“看見”自己的所思所想，將內(nèi)隱的思考過程“可視化”，成為支持學(xué)生開展思考的重要載體，是推動(dòng)學(xué)生的思維從低年級(jí)的具體形象思維向高年級(jí)的抽象邏輯思維發(fā)展的有力工具。

用圖示展示前測(cè)

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)生對(duì)概念的學(xué)習(xí)是在原有認(rèn)知基礎(chǔ)上的不斷重構(gòu)過程。因此，教師在教學(xué)時(shí)要關(guān)注學(xué)生的初始概念，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)起點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上開展教學(xué)。采用圖示的方法能暴露學(xué)生對(duì)于研究問題的初始概念，展現(xiàn)學(xué)生的原有思維水平，教學(xué)基于此而發(fā)生。

比如在執(zhí)教“點(diǎn)亮小燈泡”內(nèi)容時(shí)，需要用一根導(dǎo)線和一節(jié)電池點(diǎn)亮小燈泡。學(xué)生在面對(duì)這個(gè)問題時(shí)的想法如何，采用圖示的方法能暴露學(xué)生關(guān)于電流的已有認(rèn)知，圖1展示了學(xué)生對(duì)于電路的前概念，從圖中可以看出學(xué)生認(rèn)為電流像水流一樣從電池流向小燈泡。因此，教師要抓住回路的概念，在學(xué)生動(dòng)手操作畫出簡(jiǎn)易電路圖的基礎(chǔ)上，通過比較分析抽象概括出電路的概念。

用圖示記錄證據(jù)

證據(jù)是證明論題的依據(jù)，是進(jìn)行科學(xué)探究的基石。注重實(shí)證是科學(xué)課的本質(zhì)特征之一。將實(shí)證意識(shí)貫穿科學(xué)教學(xué)，一切尊重事實(shí)，尊重證據(jù)，這是理性思維的體現(xiàn)。記錄證據(jù)的形式有文字、數(shù)據(jù)、圖表、圖示、照片、視頻等。利用圖示的方法收集、記錄證據(jù)，具有形象直觀、便捷易行的優(yōu)點(diǎn)，為學(xué)生運(yùn)用證據(jù)進(jìn)行解釋提供了支持，促進(jìn)他們證據(jù)意識(shí)的發(fā)展。

在執(zhí)教“冰融化了”內(nèi)容時(shí)，學(xué)生需要觀察并記錄冰融化成水的過程中有哪些變化。如何記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢？教師可以設(shè)計(jì)圖示記錄的方式（如圖2），橫線提供了比較標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)冰融化過程中的體積變化，架起定性觀察到定量觀察的橋梁，突破了教學(xué)難點(diǎn)。

在教學(xué)中，學(xué)生根據(jù)觀察到的現(xiàn)象，利用虛線提供的比較標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確地記錄冰融化一半和全部融化后的體積逐漸變小，形象直觀的圖示為論證觀點(diǎn)提供有力的依據(jù)。用圖示的方法記錄證據(jù)，符合小學(xué)生的思維水平，有助于學(xué)生區(qū)分現(xiàn)象和結(jié)論，反思和評(píng)價(jià)證據(jù)的合理性和可靠性。

用圖示處理信息

在科學(xué)探究時(shí)，學(xué)生需要用科學(xué)的詞匯、符號(hào)系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)圖表等方式記錄整理信息，來陳述證據(jù)和結(jié)果。學(xué)生通過圖形可以看出事物的變化規(guī)律，如遞增性或遞減性，是否具有周期性變化規(guī)律等，有利于將各種繁雜的信息形象化，從而提高自身的信息處理能力，促進(jìn)自身科學(xué)形象思維的發(fā)展。

比如，一位教師執(zhí)教“地球——水的星球”內(nèi)容時(shí)，學(xué)生在世界地圖上用數(shù)格子的方法比較地球上海洋和陸地面積大小后，教師提問：“這張世界地圖上，地球表面海洋面積占多少格，陸地面積占多少格？”全班九個(gè)小組交流后匯總得到了九組數(shù)據(jù)，學(xué)生用數(shù)據(jù)說明海洋面積比陸地面積大。隨后，教師出示餅形圖呈現(xiàn)海洋和陸地所占面積（如圖3）。餅形圖與表格中數(shù)據(jù)相比，直觀地呈現(xiàn)了海洋與陸地的面積。

全班九個(gè)小組根據(jù)教材中的世界地圖網(wǎng)格圖數(shù)出陸地和海洋的數(shù)據(jù)后，教師還可以把得出的數(shù)據(jù)取平均值，轉(zhuǎn)化成更直觀的網(wǎng)格數(shù)據(jù)對(duì)比（陸地面積占66格，海洋面積占134格，其比值與真實(shí)海陸面積之比接近，如圖4）。教師引導(dǎo)學(xué)生用圖示的方法處理信息，能幫助他們更好地認(rèn)識(shí)地球上陸地和海洋的分布，形成“地球是一個(gè)水球”的科學(xué)概念。

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，除了上述將科學(xué)語言、數(shù)字轉(zhuǎn)化為餅形圖等統(tǒng)計(jì)圖表，還可以用概念圖、圖示符號(hào)等圖示方式處理信息，陳述證據(jù)和結(jié)果。比如用圖示符號(hào)展示日食和月食的成因，用折線統(tǒng)計(jì)圖處理陽光下物體顏色與吸熱能力的關(guān)系等。

用圖示開展論證

推理與論證是科學(xué)的本質(zhì)特征之一，論證是運(yùn)用論據(jù)證明論題的邏輯過程和方式。在教學(xué)中，教師用圖示的方法記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，還需要將這些現(xiàn)象作為證據(jù)，運(yùn)用分析、比較、推理、概括等方法，做出論證，發(fā)展學(xué)生的邏輯思維能力。

比如在執(zhí)教“神奇的小電動(dòng)機(jī)”內(nèi)容時(shí)，學(xué)生經(jīng)歷了探索小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，卻沒有將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄下來，導(dǎo)致在交流實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)出現(xiàn)表述不清的問題，難以激起他們的共同參與和質(zhì)疑。如何將實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象記錄下來，并成為探討活動(dòng)中形成概念的證據(jù)呢？在一次教學(xué)中，筆者用圖示的方法記錄探索過程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（如圖5），圖示清晰地呈現(xiàn)了探究的過程和實(shí)驗(yàn)中觀察到的各種現(xiàn)象。教師通過引導(dǎo)學(xué)生利用圖示回顧、比較、分析小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的秘密，幫助他們建構(gòu)科學(xué)概念，促進(jìn)他們推理和論證能力的發(fā)展，以下是教學(xué)片段：

師：比較圖中的（1）（2）（3）三個(gè)圖示，你們認(rèn)為小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的秘密是什么？

生：通電的轉(zhuǎn)子是電磁鐵，產(chǎn)生磁性后，與磁鐵相互作用，小電動(dòng)機(jī)才能轉(zhuǎn)動(dòng)起來。

生：我補(bǔ)充一點(diǎn)，兩塊磁鐵必須是異極相對(duì)，小電動(dòng)機(jī)才能轉(zhuǎn)動(dòng)起來，這說明電使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生了磁，利用磁的相互作用轉(zhuǎn)動(dòng)。

師：上面兩位同學(xué)講得很好。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)是轉(zhuǎn)子與磁鐵的相互作用結(jié)果，如果將兩塊磁鐵往外移動(dòng)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度會(huì)怎樣變化？這個(gè)現(xiàn)象說明什么？

生：從圖（4）看出，將兩塊磁鐵往外移動(dòng)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度減慢。比較（3）和（4），進(jìn)一步證明電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原因是轉(zhuǎn)子與外殼磁鐵相互作用，磁體之間作用力減小，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度變慢了。

師：你分析得很有道理。如果改變磁鐵的磁極方向，或者改變轉(zhuǎn)子中電流的方向，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向會(huì)發(fā)生什么變化？這個(gè)變化證明什么？

生：改變外殼磁鐵的磁極方向，或者改變轉(zhuǎn)子中電流的方向，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向發(fā)生變化。比較（3）（5）（6）三個(gè)圖，因?yàn)楦淖冸娏鞣较螂姶盆F的磁極發(fā)生改變，改變磁鐵的磁極方向，都會(huì)使磁鐵之間的相互作用發(fā)生改變，所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向發(fā)生了變化。

生：我同意他的說法。這也進(jìn)一步證明小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的原因是轉(zhuǎn)子通電后產(chǎn)生磁，利用磁的相互作用轉(zhuǎn)動(dòng)。

從上述教學(xué)片段來看，根據(jù)教師的提問，學(xué)生利用圖示，基于實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象，運(yùn)用歸納推理和演繹推理，積極思考，邏輯清晰，論證嚴(yán)謹(jǐn)，不斷求證。因此，借助圖示開展論證，既形成了科學(xué)概念，又鍛煉了思維能力。

用圖示展示概念

圖示是學(xué)生形成概念學(xué)習(xí)科學(xué)的有力工具。它能加工整理信息，梳理各個(gè)概念之間的相互關(guān)系。教師可以運(yùn)用圖示聯(lián)系個(gè)體與整體，優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)，形成概念體系。

比如，執(zhí)教“陽光下物體的影子”內(nèi)容時(shí)，師生展示手影游戲后，教師問：“形成影子要有什么條件？”學(xué)生提出需要光和遮擋物，然后通過師生交流提出“在物體的后面需要一個(gè)屏”。縱觀整個(gè)環(huán)節(jié)，在師生一對(duì)一地交流“認(rèn)識(shí)形成影子的條件”時(shí)，環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)承之間并不順暢。究其原因，教師為學(xué)生提供的影子圖片太少，急于通過一個(gè)活動(dòng)建立科學(xué)概念，學(xué)生由于缺少直觀形象的支持，難以將其抽象形成概念。對(duì)此，教師可以根據(jù)中年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，用圖示法來支持科學(xué)概念的建構(gòu)。首先教師可以提供各種影子的圖片，讓學(xué)生獲得具體豐富的形象;接著學(xué)生通過比較，抽象概括出形成影子的條件，并借用圖示法來分析影子形成的條件（如圖6），將光、遮擋物和屏三者聯(lián)系起來;最后通過造一個(gè)影子的活動(dòng)應(yīng)用科學(xué)概念。

總之，圖示法具有直觀、形象、具體、簡(jiǎn)潔的特點(diǎn)，符合小學(xué)生具體形象思維為主的年齡特征。采用圖示法開展教學(xué)活動(dòng)，有助于發(fā)展學(xué)生科學(xué)形象思維，為他們的科學(xué)學(xué)習(xí)架起思維之路。在教學(xué)中，運(yùn)用圖示法并沒有固定模式，教師的創(chuàng)意是運(yùn)用圖示的原動(dòng)力;同時(shí)，圖示法與實(shí)驗(yàn)法、講述法等教學(xué)方法有機(jī)融合，才能獲得良好的教學(xué)效果，最終提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

浙江省余姚市實(shí)驗(yàn)學(xué)校（315400）？？