“圖示記錄”在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

李楠

【摘 要】“圖示記錄”的合理應(yīng)用對幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念、發(fā)展科學(xué)探究能力有著事半功倍的作用。本文結(jié)合小學(xué)科學(xué)教學(xué)實(shí)踐，著重從前概念的暴露、科學(xué)方案的設(shè)計(jì)、科學(xué)現(xiàn)象的記錄、科學(xué)數(shù)據(jù)的處理等四方面著手，總結(jié)了幾種將“圖示記錄”應(yīng)用于小學(xué)科學(xué)教學(xué)實(shí)踐的方法。

【關(guān)鍵詞】圖示;記錄;科學(xué);實(shí)驗(yàn);思維

圖示和文字是目前小學(xué)科學(xué)教學(xué)中最常見的兩種記錄方式。其中，前者在很多時(shí)候比后者更受師生歡迎。因?yàn)椋W(xué)生的年齡尚小，表述能力也尚弱，常難以不失偏頗地用文字將整個(gè)探究活動的所思、所見表述出來。而“圖示記錄”不僅能克服以上這個(gè)難題，還能直觀地呈現(xiàn)學(xué)生的隱形思維，并能幫助學(xué)生從現(xiàn)象或數(shù)據(jù)中抽取事物的本質(zhì)。那么，如何才能巧妙而合理地把“圖示記錄”應(yīng)用于小學(xué)科學(xué)的教學(xué)實(shí)踐呢？筆者認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行操作：

一、畫出前概念

每個(gè)學(xué)生都是帶著自己獨(dú)特的認(rèn)知和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)的。這些認(rèn)知和經(jīng)驗(yàn)就構(gòu)成了學(xué)生的前概念。而影響學(xué)習(xí)的最大要素就是這些前概念。當(dāng)學(xué)生用圖示的形式將自己的預(yù)測內(nèi)容表現(xiàn)出來時(shí)，他們的隱形思維就直觀地顯于紙面了，他們的思維軌跡也會隨之露出廬山真面目。這樣的記錄方法無疑能幫助教師準(zhǔn)確地掌握學(xué)生的前概念，繼而為后續(xù)的探究活動提供強(qiáng)有力的保證。

【案例】在教學(xué)教科版五上《巖石會改變模樣嗎》一課時(shí)，教師為了探測學(xué)生對于“巖石風(fēng)化”概念的原始認(rèn)知水平，特要求學(xué)生在下圖的方框1和方框3中畫出方框2這樣的巖石的“過去態(tài)”和“未來態(tài)”，即用圖示的形式告訴大家：方框2這樣的巖石是由怎樣的巖石變過來的，未來又會變成什么樣？

下面我們就來展示學(xué)生所作的3份比較有代表性的示意圖，具體如圖2所示：

從中可以看出，A生和C生對于“巖石風(fēng)化”現(xiàn)象幾乎是沒有認(rèn)知根基的，而B生對于這一現(xiàn)象卻有相對較好的認(rèn)知基礎(chǔ)。遺憾的是，大部分學(xué)生的前概念都如A生或B生那般，他們認(rèn)為：巖石會隨著時(shí)間的推移逐漸變大，或逐漸變得有棱角。所以，需向?qū)W生提供相關(guān)的足夠多的實(shí)驗(yàn)材料和圖文資料，使其在實(shí)驗(yàn)中，在證據(jù)前，迎來前后思維的碰撞，進(jìn)而扭轉(zhuǎn)錯(cuò)誤的前概念，并建構(gòu)起正確的扎實(shí)的認(rèn)知：巖石在自然界的外力的作用下逐漸變得破碎的現(xiàn)象就叫風(fēng)化，在這個(gè)過程中，巖石的棱角會慢慢消失，進(jìn)而變得圓潤。

二、畫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到教學(xué)的成敗。故有必要讓學(xué)生親歷與掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本流程，進(jìn)而提高他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。但鑒于文字表達(dá)和語言描述能力有限，學(xué)生可能很難將自己的所思所想以實(shí)驗(yàn)方案的形式呈現(xiàn)出來，也難以讓他人理解其設(shè)計(jì)方案的中心思想。所以，需要采用一種更容易讓隱性思維顯性化的介質(zhì)或方法來幫助學(xué)生攻克這一難點(diǎn)。而“圖示記錄”法就能讓學(xué)生腦海中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案直觀地顯于紙面。

【案例】在教學(xué)教科版五上《蚯蚓的選擇》一課時(shí)，當(dāng)學(xué)生共同討論了“蚯蚓需要的環(huán)境因素”后，教師開始引導(dǎo)學(xué)生用文字或圖示的形式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來證明自己的猜測。不少學(xué)生選擇了“圖示記錄”法，比如圖3。

從圖中可以看出，該學(xué)生提出的相關(guān)研究問題是：蚯蚓喜歡干燥還是潮濕的生活環(huán)境？為此，他設(shè)想把10條蚯蚓放在某個(gè)長方形盒子的中間，并準(zhǔn)備在盒子的一端鋪上濕紙巾，另一端鋪上干紙巾，再蓋上蓋子，預(yù)備等5分鐘后，再打開盒子觀察。如果，大部分蚯蚓都爬向了濕紙巾那一端，就說明蚯蚓喜歡潮濕的生活環(huán)境;否則，就說明蚯蚓喜歡干燥的生活環(huán)境。

三、畫出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

小學(xué)科學(xué)教材中的許多概念和規(guī)律是難以通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀地呈現(xiàn)出來的，而小學(xué)生的思維又以具體形象思維和直觀動作思維為主。所以，教師不得不思考這樣一個(gè)問題：怎樣才能借助已有的直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象間接地呈現(xiàn)隱性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)而將隱性的科學(xué)概念和科學(xué)規(guī)律比較直觀地呈現(xiàn)出來呢？“圖示記錄”法就能攻克這一難題。它能幫助學(xué)生將難以直接觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以圖示的形式直觀地呈現(xiàn)出來，進(jìn)而幫助學(xué)生建構(gòu)相關(guān)概念和規(guī)律，并幫助其發(fā)展抽象思維能力。

【案例】在教學(xué)教科版五下《空氣的熱脹冷縮》一課時(shí)，學(xué)生能通過不同溫度下的空錐形瓶口所套的氣球的“癟——脹”程度輕而易舉地發(fā)現(xiàn)：空氣遇熱時(shí)體積會膨脹，遇冷時(shí)體積會縮小，即會熱脹冷縮。但對于空氣這一性質(zhì)背后所隱藏的原因目前卻沒有直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可加以說明。而能夠解釋這一性質(zhì)的隱形的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象又不易被學(xué)生挖掘到。此時(shí)，就需要借助其它途徑來直觀地呈現(xiàn)隱形的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，比如引導(dǎo)學(xué)生用“○”表示空氣中的微粒，再將不同溫度下的空錐形瓶口所套的氣球的空氣變化畫下來，具體如圖4所示。

學(xué)生借助該圖可以輕而易舉地解釋空氣的熱漲冷縮現(xiàn)象：原來，空氣受熱時(shí)之所以會體積膨脹，是因?yàn)榻M成空氣的各微粒之間的距離在溫度上升后增大了;而受冷時(shí)之所以會體積縮小，是因?yàn)橄嚓P(guān)微粒之間的距離在溫度降低后減小了。

四、畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

小學(xué)科學(xué)教學(xué)特別重視定量研究，強(qiáng)調(diào)用數(shù)據(jù)來“說話”。但原始數(shù)據(jù)可能很難直觀地表現(xiàn)出數(shù)據(jù)背后所隱藏的科學(xué)規(guī)律和內(nèi)涵。這就需要參與者對數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砗头治?。遺憾的是，1—6年級學(xué)生的抽象概括能力尚還較弱，一般難以從冗雜的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中提取出有用的信息。故需要引導(dǎo)他們選用一種合適的方法去簡化數(shù)據(jù)。“圖示記錄”法就能幫助學(xué)生把數(shù)據(jù)化繁為簡，并能以一種比較直觀地形式展示數(shù)據(jù)，進(jìn)而幫助學(xué)生理解數(shù)據(jù)背后隱藏的科學(xué)規(guī)律和內(nèi)涵。

【案例】在教學(xué)教科版三下《測量水的溫度》一課時(shí)，需研究“一杯熱水在常溫下的溫度變化規(guī)律”，絕大多數(shù)學(xué)生都在實(shí)驗(yàn)探究過程中取得了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，比如表1。

從表格中，學(xué)生很容易看出：一杯熱水的溫度是在逐漸下降的。但對于水溫下降的規(guī)律卻鮮少有學(xué)生看出來。此時(shí)，如果能把以上數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成折線圖，即借助“圖示記錄”的方法法來簡化數(shù)據(jù)，那學(xué)生就能輕而易舉地看出其中的關(guān)竅。具體可參考圖5。

上面的折線統(tǒng)計(jì)圖讓相關(guān)數(shù)據(jù)的變化規(guī)律顯得更加簡潔明了，使學(xué)生從中可以輕而易舉地找出隱藏在相關(guān)迷霧中的結(jié)論：熱水的降溫過程是先快后慢的，水溫越高，溫度下降得越快。

綜上所述，合理地應(yīng)用“圖示記錄”的確能使小學(xué)科學(xué)教學(xué)化繁為簡、化難為易。教師在具體應(yīng)用時(shí)，一定要時(shí)刻關(guān)注學(xué)生的隱形思維，并引導(dǎo)學(xué)生用“圖示記錄”的方法展示自己的思維軌跡，這樣才能幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念、提升探究能力。當(dāng)然，“圖示記錄”法也并非萬能的，有時(shí)需要結(jié)合文字、表格等形式來呈現(xiàn)相應(yīng)的內(nèi)容。而學(xué)生的繪圖水平也參差不齊，對于復(fù)雜的圖示，不少學(xué)生只能被迫繳械投降，所以，建議教師對這些圖示的內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)。

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