把圖像引入課堂

在科學探究活動中，學生一到動手操作環節就表現得熱情十足，而一旦涉及那些“假設、分析、方案策劃”等動腦思考環節，學生就一臉茫然。究其緣由，主要是教師教學方法的缺失及對學生思維節奏把握不當造成的。小學生對科學概念與科學原理的學習，是建立在豐富而具體的科學現象之上的，圖像的運用能為科學課程提供豐富、穩定的資源，這也與小學生的認知特點相吻合，即在一定的圖像思維之上逐步形成科學理性。為此，筆者嘗試了在科學探究活動中借力圖像資源的優勢引領學生進行探究學習。

學生探究學習時，教師以圖像為支架，指導學生將觀察、操作、實驗的結果用科學圖畫、示意圖、結構圖等方式記錄下來，并借助這種圖像資源激發他們積極、深入地思維，從而提升科學探究的實效。在這個過程中，學生對圖像進行創造、整理和分享，實現科學課堂“理”與“趣”的統一。

一、玩轉“科學圖畫”

科學圖畫是指學生在對客觀事物的外形進行描畫中產生的作品。學生與生俱來就有興趣以大自然中的動植物為對象，邊觀察邊繪畫，如畫蝸牛、螞蟻、大樹、花等。通過科學圖畫可以促進學生的探究學習，促使他們更加細致、耐心地觀察客觀事物。

在具體教學中，教師可以參照“圖畫驅動—圖畫創造—圖畫展評—續發探究”的基本步驟展開，即教師用圖像式作業呈現探究任務，以激發學生進行正確、規范、有序的探究活動，從而完成屬于自己的科學圖畫，并在交流展示的基礎上暴露一些認知上的迷茫點、矛盾點、差異點，繼而引發學生新的探究。

案例1：

教學“蠶的生長變化”內容時，教師可以讓學生邊觀察邊畫出蠶的外形（如圖1所示），要求學生盡量細致地把“蠶的身體（分為幾節）、頭部和足的位置、形態、數量等”描畫出來。學生在畫的過程中，就會仔細觀察蠶每一部分的細節，記下每一個小的特點和線條。這樣，學生的觀察活動和畫圖行為相互促進，不僅培養了他們認真、仔細觀察的好習慣，同時也有效地提高了他們的觀察能力。同時，在本單元的后續活動中，教師也可以讓學生對蠶的其他形態（蛹、蛾）進行觀察并畫圖，使學生對蠶的各個形態有更清晰的認識。當學生對蠶有了豐富的、正確的感性認識后，他們會自主地對蠶的不同形態進行比較分析，概括出相同點和不同點，從而對蠶的一生所經歷的不同階段有更深刻的認識。

二、玩轉“示意圖”

示意圖是指學生將看到、想到的一些現象和認識用簡筆畫的形式表達出來。示意圖能以直觀形象的方式對知識信息進行描繪，它的運用比較直觀形象，富有兒童情趣，能更好地服務思維加工。在科學探究活動中廣泛運用示意圖，不僅可以使學生的探究思維更活躍，而且可以促進學生的思維走向深刻。

在具體教學中，教師可以參照“定格圖像—組織圖像—解釋圖像—應用評價”的基本步驟展開。即讓學生在經歷了大量行動探究后，以示意圖的形式記錄自己的所見所聞，并在教師的引領下深入剖析這些圖示資源，通過分類等手段建立一定的“并列、從屬、對比”關系，進而讓學生在思辨中獲得科學概念或認識，同時將這一概念或認識應用于新的情境中，并以此評價學生對該概念（事物）的認知情況，促進學生在交流、變式練習中深化或擴張探究行為、探究思維、探究情感等。

案例2：

《點亮小燈泡》一課，在學生觀察了小燈泡、導線、電池結構后，教師指引學生用一節電池、一根導線把小燈泡點亮，同時要求學生將“亮的電路圖”和“不亮的電路圖”以“圖示”的形式記錄在記錄單上（如圖2所示），而后引導學生圍繞問題展開討論：這些圖像可以分為幾大類？每類圖像體現了哪些共同特征？圖像之間存在著哪些互相矛盾的情況？從圖像中可以獲得怎樣的結論？

用這種借助直觀圖示對比的方法展開討論，對于學生掌握“電池正負極、小燈泡兩個觸點”等專用名詞以及理解“電流從電池正極出發流經導線和小燈泡回到電池負極形成回路”“短路、斷路、通路”等相關概念都有很大的幫助，他們在畫示意圖的過程中加深了對電路類型的認識。

在此基礎上，教師出示圖示練習：判斷下圖中哪些小燈泡會亮，在圖中相應括號里打“√”；哪些連接會產生短路，在圖中相應括號里打“△”（如圖3所示）。在判斷中，學生會遇到第⑤⑥⑦⑧這些讓他們重新困惑的情況，而這就是促進學生對原有解釋產生質疑、引發深度思維的重要資源。面對此情此景，教師示意學生拿出器材一一驗證，結果學生奇跡般發現在這四種電路中，第⑥種情況是通路，第⑦種情況是短路，完全超出了他們的想法。正是這種直觀的判斷激發了學生思維的新矛盾，促進他們理解“短路與通路”的內涵。

三、玩轉“結構圖”

結構圖是指能表示事物間的結構及相互聯系的一種圖像，通常也將其稱為“思維導圖”。結構圖與我們大腦處理事物的方式相吻合，能以直觀形象的方式對信息進行描繪，建構符合大腦認知的整體認知。結構圖的介入，有利于學生的思維走向更發散、更有序、更立體，進而提升學生的科學素養，培養他們科學學習的興趣，幫助他們突破科學探究的難點。

利用“結構圖”進行科學教學，這種方法通常應用于讓學生閱讀“圖文資料”后展開思維探究的教學情境中。在具體教學中，教師可以參照“圖文參閱—結構初構—交流展示—繪本童話”的基本步驟展開。即，學生閱讀了書本中的各類圖文資料后，在教師的指導下將自己對圖文資料的理解畫成結構圖，并在集體交流結構圖的內涵過程中及時修正自己對事物的認識。

案例3：

“巖石”內容的教學中，在學生完成了“探索巖石變化的原因”四個實驗后，教師讓學生討論大自然中的巖石發生變化可能是受到哪些因素的影響。讓學生在參閱書本資料的基礎上用結構圖的形式將自己的思考表述出來。學生在豐富多彩的結構圖中都提及了影響巖石變化的因素有氣溫變化、風吹的影響、植物和動物的生存以及流水的沖擊。不同的是，有的學生將“時間”因素也考慮進去了，認為巖石的變化是一個長期的過程（如圖4所示），甚至需要多年時間。有的學生卻認為這個過程是很短暫的，還有的學生認為這些因素對巖石的影響是有序列的，是按照一定的順序在影響巖石的模樣（如圖5所示）。

結構圖將學生思維中的“真”與“偽”、認識的繼承與發展毫無保留地呈現在大家的面前，最后大家在研討中認識到，大自然中巖石的風化是一個受“氣溫、大氣、水、動植物”綜合作用的過程，它是一個隨著時間變化而不斷變化的過程。在此基礎上，教師還引領學生將這一科學原理用科普童話的形式演繹出來，并配上自己畫的各類插圖，以培養學生的想象能力，促進學生深化認識科學原理，激發學習興趣。

在小學科學教學中，“畫圖法”是常用的教學方法之一。教師指導學生把觀察、實驗、閱讀所得的有效信息用不同方式的“科學圖像”呈現出來，引導學生對“科學圖像”進一步分析、判斷、推理、歸納，能有效激發學生深入探究，促進學生的“意義建構”，提升學生的科學素養。

（本文系浙江省農村青年教師專項研究立項課題“以玩轉圖像為支架的探究教學研究”的階段性成果，課題編號SNQ012。）

浙江省淳安縣姜家鎮中心小學（311722）