概念圖示法：從意會到言傳的嬗變

沈麗萍

思維的發(fā)展是以語言為工具進(jìn)行交流的結(jié)果，概念建構(gòu)的標(biāo)志之一就是能用建構(gòu)的概念去解釋生活中的現(xiàn)象。筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，面對諸多“理解性問題”，經(jīng)常會出現(xiàn)“只可意會不能言傳”的窘境，無法用自己的語言深入分析問題或表達(dá)觀點(diǎn)，或者只知答案而不明其理。

其實(shí)，解釋的過程，正是學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)化梳理的過程。在調(diào)查和日常教學(xué)中不難發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在解釋具體問題時往往是以形象思維為主，或者只是依據(jù)文本的答案，或者只停留在表象的概括階段上。

一、案例呈現(xiàn)

聲音是怎樣產(chǎn)生的（教科版四年級上冊《聲音》單元）。

在課堂小結(jié)時，教師問：“聲音是怎樣產(chǎn)生的？” 學(xué)生都會明確地回答：“聲音是物體振動產(chǎn)生的?！钡绻脫糇雷?，問：桌子怎么會發(fā)出聲音？有學(xué)生可能會說是因?yàn)榍脫舢a(chǎn)生了聲音，他們還是只關(guān)注看得到的表象“擊打”，而并未真正關(guān)注物體自身的變化“振動”，沒有實(shí)現(xiàn)認(rèn)識上的跨越。

二、成因解讀

（一）新舊不符，止于感性認(rèn)識

學(xué)生的感性認(rèn)識影響著對事物的判斷，學(xué)生在活動中發(fā)現(xiàn)桌子的聲音是在“敲打”這個動作發(fā)出后而產(chǎn)生的，僅僅聚焦于聲音是由外力作用下產(chǎn)生的，這種具體的形象思維起著主導(dǎo)作用，不會化“具體”為“抽象”，阻礙了對原理的進(jìn)一步理解。

（二）缺少思辨，困于不可言傳

在將科學(xué)概念和新信息進(jìn)行分析、解釋、推理的過程中，學(xué)生僅僅用文本的結(jié)論一概而論，卻不能清晰地暴露思維走向。

基于以上問題，筆者借本文，主要敘述在教學(xué)中嘗試采用“概念圖示法”，將抽象的科學(xué)概念與直觀的圖像結(jié)合起來，為核心概念的理解架構(gòu)了有效的學(xué)習(xí)“支架”的一些做法。

三、概念圖示法的應(yīng)用

概念圖示法是以圖文結(jié)合的方式來進(jìn)行概念表述和現(xiàn)象解釋的輔助工具，有著直觀的視角，是學(xué)生應(yīng)用科學(xué)概念進(jìn)行表述的媒介，也是一種例示的模型。它可以幫助師生對概念展開有意義和深層次的探究，使一些復(fù)雜的信息和抽象的知識更加清晰和直觀。根據(jù)科學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容及圖示功能主要分為以下幾種：

（一）實(shí)驗(yàn)圖示法

“物質(zhì)世界”板塊的學(xué)習(xí)內(nèi)容可以廣泛應(yīng)用實(shí)驗(yàn)圖示法來促進(jìn)理解，如溶解、物質(zhì)的變化、沉和浮等單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容，它可以幫助學(xué)生快速進(jìn)入實(shí)驗(yàn)情景模式，利用一系列圖示符號把本來不可視的思維呈現(xiàn)出來。

以五年級下冊《沉和浮》單元為例，這一單元的核心概念是有關(guān)物質(zhì)的密度，即物質(zhì)質(zhì)量與體積的比值，影響沉浮的變量涉及物質(zhì)體積大小、重量、液體的密度。由于小學(xué)生的年齡特點(diǎn)，教材沒有直接出現(xiàn)密度概念，而是通過用同體積的重量作比較，幫助學(xué)生建立密度的前科學(xué)概念，并用浮力和重力的關(guān)系解釋沉浮現(xiàn)象。下面筆者就用圖示診斷的方式，幫助學(xué)生降低學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)生應(yīng)用浮力解釋現(xiàn)象的能力。

表象：浮力大小與物體的運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)，上浮的物體受到的浮力大，下沉的物體受到的浮力小。

例題：把同樣大小的木塊和鐵塊浸沒水中，同時松手，木塊上浮，鐵塊下沉， 受到的浮力大。

A.木塊 B.鐵塊 C.一樣大 D.無法確定

解讀：這是學(xué)生中出現(xiàn)的典型錯誤案例，認(rèn)為木塊受到浮力大的占有一定的比例，學(xué)生在解釋時都認(rèn)為“木塊是浮的，所以受到的浮力大”。由此窺見部分學(xué)生對于浮力的理解還是停留在物體沉浮的表面現(xiàn)象上，不能脫離具體表象形成抽象的概念，只能用感性認(rèn)識對事物進(jìn)行解釋，缺乏嚴(yán)格的推理論證，所以很難理解“沉的鐵塊受到的浮力反而比木塊受到的浮力大”。

概念圖示法便以“物體在水中受到的浮力與什么因素有關(guān)？”為核心問題，展開梳理，更為有效地展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和思維的結(jié)果。學(xué)生借助關(guān)鍵詞和核心概念，輔以受力示意圖符號來替代文字，更直觀地呈現(xiàn)力的方向，以及物體在水中的狀態(tài)，幫助學(xué)生厘清解題的思路，在此基礎(chǔ)上作出合理解釋：“鐵塊浸沒在水中的體積大，排開的水量大，受到的浮力大?！保ㄈ鐖D1）學(xué)生的模糊概念在解釋過程中層層深入，清晰呈現(xiàn)了論證的過程，推動著科學(xué)的邏輯思維方法的養(yǎng)成，也培養(yǎng)了學(xué)生思考問題的嚴(yán)密性和全面性。當(dāng)學(xué)生的思維聚焦到浮力大小與排開的水量有關(guān)時，我們便可以以此類推，舉一反三，列舉更多的例子讓學(xué)生解釋，如“鐵塊受到的浮力比木塊大，為什么反而下沉了，你能解釋鐵塊下沉的原因嗎？”從重力和浮力這兩個變量的相互關(guān)系決定物體是否下沉。還有類似的現(xiàn)象“如果把相同體積不同重量的球放入水中，哪個球受到的浮力最小？”等等。

（二）結(jié)構(gòu)圖示法

學(xué)生雖然具有一定的邏輯思維能力，但思維的組織性、條理性還比較欠缺，遇到信息量較多的問題，思維就會紊亂。生命科學(xué)領(lǐng)域涉及的信息量較大，如人體消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、花的結(jié)構(gòu)等。為了幫助學(xué)生更好地了解它們的結(jié)構(gòu)和功能，通過關(guān)鍵字詞輔以圖形的形式，既可以省去大量的文字?jǐn)⑹?，又清晰地梳理出并列或是從屬等關(guān)系，從而建立起可視的思維結(jié)構(gòu)圖，清楚地將自己的理解過程展現(xiàn)出來。

表象：在室內(nèi)，人多擁擠時會感覺氣悶。

例題：冬天，教室若長時間不開窗，很多同學(xué)會感到頭暈，注意力不集中，這是什么原因？

解讀：結(jié)構(gòu)圖示法能有意識地引導(dǎo)學(xué)生建立有序的知識結(jié)構(gòu)，從靜態(tài)的身體形態(tài)到動態(tài)的生命活動，從個體的結(jié)構(gòu)與功能到整體的相互作用。圖示將呼吸過程清晰呈現(xiàn)：外界空氣吸進(jìn)鼻腔—咽—喉—?dú)夤堋夤堋?；氣體交換后廢氣從肺—支氣管—?dú)夤堋怼乔缓舫觯ㄈ鐖D2）。既梳理了呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，也進(jìn)一步理解了呼吸是氣體交換的過程，它承擔(dān)著將氧氣帶入體內(nèi)，將二氧化碳排出體外的重要工作。如果長時間不開窗，空氣不流通，不能及時補(bǔ)充新鮮空氣，人體將吸進(jìn)的氧氣轉(zhuǎn)化成二氧化碳而呼出，所以教室里二氧化碳濃度太高，造成教室內(nèi)缺氧，引起人體大腦供氧不足。

（三）對比圖示法

利用科學(xué)概念解釋生活現(xiàn)象是現(xiàn)有觀念向科學(xué)認(rèn)識的發(fā)展和拓寬，是遷移所學(xué)知識的主要途徑。只停留在文本上的概念，在不同情境、不同時間中會表現(xiàn)出其不穩(wěn)定性的一面。如何真正實(shí)現(xiàn)從“知道”到“理解”的過渡， 運(yùn)用圖示提供關(guān)鍵信息，通過對比大大降低了問題的難度。

表象：在天氣變冷的時候，大家都很自然地想到增加衣服，多穿衣服讓身體感覺暖和。

例題：夏天天氣非常熱，有時由于供電不足會導(dǎo)致商店停電，這時就可以用厚厚的棉被覆蓋在冰柜上，以減緩棒冰融化的速度，請說說其中的道理。

解讀：多穿衣服感覺暖和是因?yàn)椤耙路鼙亍?，學(xué)生的答案很標(biāo)準(zhǔn)也很正確，但厚厚的棉被蓋在冰柜上，真的可以減緩融化速度嗎？一部分學(xué)生對此是持懷疑態(tài)度的。我們需要的不只是答案，而是這種表象背后蘊(yùn)含的科學(xué)原理。圖示能較形象地揭示熱傳遞的過程（如圖3），讓學(xué)生關(guān)注熱可以從一個物體傳遞到另一個物體，并發(fā)現(xiàn)這種傳遞是有方向的。冬天時，我們的體溫比外界空氣的溫度高，衣服起到了阻止冷熱傳遞的作用，穿得越多越厚，阻止冷熱傳遞的效果就越明顯。

同樣的道理，夏天時冰柜外的溫度很高，覆蓋在冰柜上的棉被有效阻擋了外面熱空氣的進(jìn)入。應(yīng)用類比推理從已知對象具有的某種性質(zhì)推出相對應(yīng)的性質(zhì)。如果棉被越厚呢？如果沒有棉被呢？教師邊設(shè)疑邊改變圖示，代表棉被的符號從一層到多層，再完全撤掉（如圖4），有序的解釋便是對于所學(xué)知識最好的應(yīng)用，學(xué)生對于熱傳遞的理解便自然水到渠成。還可以拓展聯(lián)系保溫杯的作用等，在解釋過程中反思修正、逐步完善。

（四）動態(tài)圖示法

隱含在簡潔的概括性的科學(xué)概念下，是豐富的科學(xué)內(nèi)涵和外延。只有讓學(xué)生自己建立起一個新概念的表述方式，對學(xué)生來說，這個概念才是可以理解的。我們需要的不僅僅是文本上的結(jié)論，也不是用簡單的小結(jié)來替代學(xué)生的思維過程。教師要立足認(rèn)知規(guī)律，借圖示的濃縮、靜中析動的作用，使“共性”的呈現(xiàn)可視化。

表象：影子在光的作用下，長短、大小、形狀、方向都會發(fā)生變化。

例題：趙紅與幾名同學(xué)做手影游戲時發(fā)現(xiàn)，手影的大小經(jīng)常在改變，影子的大小與什么因素有關(guān)，請你解釋一下。

解讀：影子的“長短”和“大小”在學(xué)生原有認(rèn)知系統(tǒng)中是一個盲點(diǎn)，它是事物的兩個方面，既有交叉又有區(qū)別。當(dāng)一些知識難以用清晰的語言進(jìn)行描述時，圖文解釋可以讓事物變得通俗易懂，并能清晰地展示事物之間的邏輯關(guān)系。當(dāng)光源和屏幕的位置不變時，光源和遮擋物距離越近影子越大，光源和遮擋物距離越遠(yuǎn)影子越小。學(xué)生知道光是直線傳播的，因?yàn)槭质遣煌腹獾?，所以在后面形成一個暗的區(qū)域，就是影子。借助圖文解釋，學(xué)生更容易理解擋住的范圍越大，形成的影子就越大（如圖5），學(xué)生會在腦海里建構(gòu)形象的解釋模型，從知其然到知其所以然，在紛繁復(fù)雜的表象下找到影子變化的規(guī)律。

由此引申到生活情境“晚上散步，當(dāng)走向路燈時，人的影子為什么越來越短？”進(jìn)一步理解影子的長短變化與光傳播的方向有關(guān)，當(dāng)走近路燈影子越來越短，當(dāng)路燈在你頭頂上的時候，影子在你腳下，影子也最短。

概念圖示法作為一種思維支架，將隱形的知識顯性化、可視化，有助于學(xué)生間的思考和交流。課堂上，少一點(diǎn)教師的娓娓相授，多一點(diǎn)學(xué)生的細(xì)細(xì)道來，讓學(xué)生借助圖示從關(guān)注“對錯”拓寬到關(guān)注“知識加工”或“問題解決”的過程，在具體的問題情境中主動“輸出”，更大程度上讓學(xué)生進(jìn)行理解性的學(xué)習(xí)，學(xué)生才會找到新的生長點(diǎn)。

（浙江省平湖市當(dāng)湖中心小學(xué) 314200）