簡筆圖用于科學教育的實踐與思考

眾所周知，老師要想有效地引導學生學習，就需要洞察學生的元認知。但是，元認知是個很抽象的東西，怎么才能觀察到這種隱性的思維呢?視覺思維的研究可以幫助我們來觀察元認知。

當代美國德裔藝術心理學家魯道夫·阿恩海姆明確提出了“視覺思維”這個概念，他認為視知覺具備思維的理性功能，一切思維活動、特別是創造性思維活動都離不開“視覺意象”，并認為“視覺思維借助三種視覺意象進行”:其一是“人們看到的”意象;其二是“我們用心靈之窗所想象的”;其三則是“我們的構繪，隨意畫成的東西或繪畫作品”。簡筆圖、概念圖、思維導圖是與科學教育有關的三種視覺思維的主要表現形式。下面以簡筆圖為例談談其在科學課中的有效運用。

自從開展做中學以來，開始嘗試讓學生用簡筆圖來記錄，我們已經發現，圖不僅能在視覺上讓人一目了然，更重要的是能表現出畫圖者的思考。那么在科學課中教師是如何發揮圖形的以上優勢的呢?我們到具體的課例中去分析一下。這課主要是認識人體的神經系統，在這節課中，最大限度地突破了以教師敘述為主的教學方式，大膽采用“圖形”來引導學生認知神經。取得了很好的教學效果。首先一起了解本課的教學思路:

【神經】

創設情境(摸左手抬右腳，摸右手抬左腳)

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師生對話中發現這個活動需要神經的參與。(人體的哪些部位參與了活動?手的作用是什么?把這個信號給了誰?腦接受了信號又干什么?人體通過什么把信號傳遞給腦、手?)

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關于神經提出想知道的問題(分布、作用、類型、如何傳遞信息)

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研究神經在體內是怎么分布的!

——酒精觸碰身體各處，感受與想象神經的分布情況，并根據感覺和想象畫出神經的分布情況(每個地方都有感覺，所以每塊地方都有神經;腳沒手敏感，想象中間有條粗粗的神經，所以把腳上的神經直接連接到這里;腦這個地方是神經的集合地，從這里發散出很多神經，分布到全身各個地方。

——神經像根根電話線，腦通過神經和人體各部分直接連接。

——活動:膝跳反應，發現腦控制不了腿的跳動。

——出示神經分布圖，再觀察分布圖看看有什么發現?(神經連接在特別粗的神經上，通過它連接到大腦:臉上的神經直接連到腦;腿部神經少。)

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介紹神經如何傳遞信息——畫出開始的游戲中神經是怎樣工作的。

——手、腦、脊髓、腿

——感覺神經、運動神經(神經傳遞信息有兩個不同的方向，哪兩個?)

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身體不同部位的敏感性怎樣?(活動:筆尖刺激肘、手)

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人的反應速度都一樣嗎?(拍手)(高個子遲鈍，有時快、有時慢)

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從槍響到起跑，信號是怎么傳遞的呢?

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怎樣使自己的反應變快?

(一)圖的功能不僅僅是輔助口頭表達，更重要的是把畫者潛意識里的東西挖掘出來。這節課中共有三處使用圖形，第一次畫出神經在身體里是如何分布的。神經雖然在人體內部，但是人們對它是很難有什么感性認識的。對于小孩子來說，更是如此。所以在如此缺乏感性認識的基礎上要來畫它的分布圖是很困難的。教者是怎么讓學生獲得體驗的呢?—酒精觸碰身體各處，感受與想象神經的分布情況，并根據感覺和想象畫出神經的分布情況。顯見，這個體驗活動對孩子們畫神經分布圖起到了關鍵的過渡性作用，這給我們一個很好的啟示:猜想不是胡思亂想，要讓孩子們進行科學的猜想。如果學生缺少經驗，我們就要讓他們先體驗，然后再猜想。這點在看過學生的圖以后將會更確定。

首先，我不得不贊嘆學生的反應之快以及想象之合理。我們看見，他們的想象其實已經很逼近事實。第一位學生的圖完全來源于她的感受，因為每個地方都有感覺，所以神經遍布全身;第二位學生的感受能力更強，他甚至能感覺出腳上沒手上敏感，同時他也調用了自己的原有知識，他知道在身體中央有根粗粗的神經，所以他將腳上的神經連接到了中央神經;第三位學生發揮了想象力，他能想到這么多神經有一個集合地，我覺得這種想法很了不起。排除學生的口頭匯報，我們再來看圖就會發現，除了第二幅圖以外，一、三兩幅圖都把神經像“樹杈”的特點表達了出來;第三幅圖中，還明顯表現出腳上的神經比手上神經少這個特點;三幅圖中都表現出神經與腦之間有聯系……這堂課上，學生對圖進行了簡單的描述，由于學生受表達能力的局限以及情緒的影響，表述并不充分。雖然讓學生來展示圖，但沒有對圖進行深入分析。沒有挖掘出學生潛意識里的想法，對圖的利用還顯得流于表面。圖的功能不僅僅是輔助口頭表達，更重要的是把畫者潛意識里的東西挖掘出來。

老師可以更廣泛地來收集學生的畫，以由簡到繁的順序來展示學生的猜想。這個由簡到繁，不是指圖上線條的多少，而是指學生思考周密度的繁簡，這樣來做，使匯報不單是簡單的展示，更多的是引導學生進行有目的的交流，引導學生的思維經歷由淺入深的一個過程，最大限度地發揮思維的可觀性，來幫助學生審視自己與他人的思維過程和思維結果，更重要的是能提升自己的思維能力。沒有提升的思維是一盤散沙，缺乏邏輯性。缺乏層次性，思維可觀后，學生需要被提升，老師一定要發揮指導作用。要做到這一點，老師必須向預定的教學設計進行挑戰，許多突發的事件需要臨場的機智，但這又是讓老師真正參與到學習活動中去的方法，只有老師與學生共同感悟和思考，學生的真需要才會被重視起來，學習的欲望才能得到真正的滿足。

(二)從學習的效果來說，頭腦中保存了圖片，不容易遺忘。課堂中，學生通過“膝跳反應”體驗到有些活動是不受腦控制的，這個活動和“涂抹酒精”的活動一樣起了個承上啟下的作用。體驗活動之后。老師出示“神經分布圖”(教學掛圖)讓學生仔細觀察，說出自己的發現。

我想起有位老師上《觀察魚》，他發現:讓學生邊觀察邊畫魚，能使學生的注意力更集中，觀察得更仔細。我想，在觀察神經的分布時，我們也可以讓學生邊觀察，邊在原來圖上用不同色的筆畫出新的發現，這不僅突出新的發現(原來不知道的)，也完整了學生對人體神經分布的構圖(關于神經怎樣分布的完整認識)。科學家做過實驗，證明人腦對圖片的辨識能力天生就不錯，從學習的效果來說，頭腦中保存了圖片，那么將一輩子記住;可如果是文字，那么很快就會遺忘。

接下來，老師又回到課開始的游戲。第二次利用這個游戲情境來分析信號是怎樣傳遞的。

我們發現，這次學生畫的仍然是神經，至于信號是怎樣傳遞的，圖中沒有表現出來。我認為這個問題的核心是猜測信號傳遞的線路，線路只要用箭頭來表示。所以依然可以用學生自己的圖，用顏色筆在圖中用箭頭表示信號傳遞的路線。

(三)利用圖形凸顯個性，豐富人性。科學課不單追求實事求是的品質，也希望孩子能在學習中成為一個完整的人。這個完整是指人性的完整，試想，一個孩子老是死氣沉沉，一板一眼，成了個沒趣的人，那是件多可怕的事!孩子們學科學需要更多的趣味性，這個趣不只是看個科學小魔術，因為這種做法保質期太短。

這幅圖可謂一幅成功的科普漫畫，看畫的同時也看見了畫者細膩豐富的內心世界，顯見這個孩子的內心是健康向上的。這又說明了視覺與思維確實密不可分。

我們對簡筆圖的了解與運用正在不斷深入，從了解到它簡化敘述的繁雜性的能力，到發現它顯性思維的能力，還認為它對學生的情感、態度、價值觀有影響力。