教科版《科學》圖表分布及其教學功能實踐

楊淑萍+劉珂+邵帥

小學科學是兒童接受科學教育的啟蒙課程，旨在培養學生的科學素養，發展科學思維和語言能力，獲得科學探究的技能和方法，培養熱愛科學、善于思考、求真務實、互助合作、保護環境和呵護健康的生活態度，并為學生的繼續學習和終身發展奠定基礎[1]。可見，小學科學課程在義務教育階段的重要性和不可或缺性，那么如何踐行科學課程理念、實現科學課程的教育功能、有效地完成教學任務、達到科學素養培養的根本目標，顯然是眾多一線科學教師必須要深思的問題。實踐證明，充分利用教科書中的圖表系統，將隱含的、復雜的科學知識、科學原理、科學規律以及基本事實等直觀地呈現出來，對激發學生學習興趣、改進學習方法、提高學習效率和教學質量都有重要作用。本文以2001年教育科學出版社出版的全日制義務教育3～6年級課程標準實驗教科書《科學》（簡稱：教科版《科學》，共八冊）[2]為研究藍本，主要從教材內圖表系統的宏觀分布、單元配置進行分析，再結合實踐教學中具體的圖表運用，淺析其教育功能，以希為科學課堂教學中圖表系統的深入挖掘、有效應用提供借鑒和參考，更為學生科學核心素養的提升提供新思路。

一、教科版《科學》中圖表的宏觀分布與章節配置

隨著教材的不斷完善和更新，小學科學教材已由早期的側重于文字逐漸呈現出圖文并茂、圖文互補的趨勢，圖表系統已成為與文字系統并重的教材的重要組成之一[3]。以2001年出版的教科版《科學》為例，該版教材最明顯的特征之一就是教材內圖表種類多樣且數量豐富。3～6年級教材內的圖表類型有四種，即：圖片、表格、結構圖和坐標圖（表1），每冊教材分布的平均圖表數為446幅，每頁達2.7幅，由數據不難看出，圖表已成為教材的重要組成部分，是科學知識和技能呈現的重要載體，也是師生教與學的重要內容。

作為小學科學教學的“第二語言”，圖表是知識、過程、能力的載體，有很高的教學價值。教科版《科學》在編寫過程中除了重視圖表的數量、質量外，還注重圖表在各單元中的分配。3～6年級共8冊教材，每冊教材包含4個單元，每單元圖表的平均數為55.8幅，其中五年級教材每單元圖表數高于平均值為66.1幅，而六年級教材每單元圖表數則低于平均值為48.2幅，圖表數量在各年級教材間的差異可能與教材所涉及的教學內容有關。

此外，各年級教材內的圖表類型較為全面，而各單元則結合教學內容配置了相應的圖表類型，如四年級上冊第一單元有圖片、結構圖、坐標圖和表格，而下冊的第一單元僅有圖片和表格兩種類型。圖表在各單元呈現的位置基本相同，大部分在正文、課堂活動實踐，少量呈現在課后作業及資料庫中。顯然，教材試圖通過各單元圖表的合理配置，借助圖表清晰明了、愿讀易記的特點，達到幫助學生理解科學知識、掌握科學過程、崇尚科學精神的目的。

可見，小學科學教材呈現了豐富的圖表系統，那么在科學教育的啟蒙階段，如何充分利用、挖掘教材中圖表的教學功能，幫助學生“認識科學，掌握有關的科學知識，培養學生學科學、愛科學、崇尚科學的精神”，結合教學實踐及其研究，針對教科版《科學》3～6年級中的圖表筆者進行了系統分析。

二、教科版《科學》圖表系統的教學功能實踐

1.以圖表系統為著眼點，激發學生興趣，進而習得科學知識

小學科學課程包含科學知識、設計與技術、科學探究三個部分，其中科學知識是學生學習內容的主要部分，幫助學生理解、習得科學知識是小學科學教師的任務之一，如何有效地實現這一目標，顯然是眾多一線教師首先要考慮的問題。實踐證明，一線教師若能著眼于教科書中大量的圖表系統，利用圖表系統特有的教育功能，挖掘圖表系統內蘊含的科學知識，不僅可以創設教學的最佳情境使教學過程更加高效，而且可以激發學生的興趣，將其遷移到對科學知識的理解、掌握上來，達到事半功倍的效果。

如三年級下冊第一個主題單元“植物的生長變化”，內含7個學習模塊，即：植物新生命的開始、種植我們的植物、我們先看到了根、種子變成了幼苗、莖越長越高、開花了結果了、我們的大豐收。這7個模塊的教學可借助教材內的圖表系統，通過圖片的整合、重組，優化（圖1）進行教學內容的導入、講解和學習。

首先結合教學內容，從教材中選取圖片A導入“植物新生命的開始”的教學，通過學生仔細觀察圖A融合教師的講解，讓他們知道種子可以發育形成一株植物，隨后展示圖B即鳳仙花主要生長過程圖讓學生們了解從一粒種子成長為一株植物的主要過程，隨即借助圖C以種子為突破口講授植物新生命的開始，知道自然界種子的形狀、大小各不相同，當然教師們在講解這部分內容時，除了可以利用教材中的圖片外，還可以收集8～10種不同植物的種子供學生們觀察，實物和圖片相結合不僅增加了學生的學習興趣，更有助于學生對種子形態及結構的認識，為后續內容的學習奠定了基礎。接著通過圖D、E進入“種植我們的植物”“我們先看到了根”的教學，再回到圖B完成“莖越長越高”“開花了結果了”“我們的大豐收”的教學?？梢娡ㄟ^整合教材中的圖片，很好地按照邏輯順序呈現了教學內容，將抽象、復雜的內容簡單化，激發了學生的興趣，促進了他們對科學知識的習得。

2.以圖表系統為結合點，呈現科學的研究過程，滲透科研方法的習得

科學不僅包括知識，還包括獲取知識的過程與方法?？茖W方法作為科學教育中不可分割的一部分，與科學知識本是一源同體的關系，它不僅描述了科學知識獲得與應用的過程，而且是科學現象通向科學知識的必經之路[4]。小學科學課程除了向學生們傳播科學知識外，還應該向學生們講授獲取科學知識的方法，但科學方法是一個復雜的、多層面的、多種實現方式的、不斷循環和上升的過程，在教學過程中如果能夠充分結合圖表系統，通過圖表系統地呈現科學研究過程，有目的、有意識、有步驟地向學生滲透和傳授科學方法，則會使科學方法更容易理解、掌握和實踐。

如四年級上冊第三主題單元“聲音”是物質科學領域的科學內容，教材內設計了一系列的探究活動并且配置了大量豐富的圖表，將其中的部分圖表重組后如圖2所示，教學過程中通過圖2中A、B的演示，使學生們形成“聲音是由振動產生的，是能量的一種形式”這一重要的科學概念。為了幫助同學們理解這一科學概念，需要通過一系列的活動進行探究，而圖中的C“探索尺子的音高變化”不僅可以滿足這一教學要求而且可以繼續深入教學內容。首先利用圖C引出探究主題：如何讓直尺發出聲音？其音調和尺子振動之間有怎樣的關系？然后明確探究的限制條件，即只改變直尺振動部位長度的單變量控制方法，隨后結合學生的實驗進行探究，在實驗過程中要求學生們記錄直尺振動部位的長度，以及振動的情況和聲音音調變化的情況，形成半定量的數據，填入圖D中，最后再通過圖D的數據分析，得出結論并進行交流和分享，甚或運用此結論解釋日?，F象?？梢娡ㄟ^教材中的圖表系統不僅有利于教學內容的實現，更重要的將科學的研究方法融入教學內容的講授中，讓學生們不僅掌握科學知識，更重要是實踐了科學探究的方法，滲透了科研方法的習得。

3.以圖表系統為契合點，挖掘蘊含的教育功能，促進科學精神的養成

科學教育的目的不僅是為了培養未來的科學家，而且要使受教育者具有科學素養，成為具有科學精神的一代新人?？梢?，科學教育的核心是科學精神的養成，而科學精神就其內涵來講， 大致包括求真、探究、懷疑、實證、理性等精神。如果在課堂上單純地講科學精神學生未必感興趣，假使教師能夠以教材中的圖表系統為契合點，深入挖掘圖片所蘊含的科學精神，結合圖片，通過科學知識的講解將科學精神滲透其中，教學效果會隨之突顯，教學理念也會隨之達成。

圖3為教科版《科學》三年級及五年級中的3幅插圖，其中圖3A位于三年級下冊第四單元“磁鐵”教學模塊，為了檢驗磁鐵能吸引什么物體附了此圖，圖中不僅顯示了待檢驗的大量材料，還附有文字，而文字的背后則傳遞了一種科學的精神，即科學家為了得出磁鐵能吸引什么物體的結論，測試了大量的材料，做了大量的工作，目的在于發現真實的科學知識。如果教師在傳授科學知識的同時能夠挖掘圖片所蘊含的科學精神并與學生分享，則可達到教書與育人的雙重目的。圖3中的B、C是五年級下冊第四單元“地球運動”中的圖示，目的在于引導同學們像科學家一樣思考地球的運動方式，首先假設了地球的四種運動方式，隨后通過模擬實驗對假設進行驗證。實際上今天我們已經很清楚地球在宇宙中的運動方式，但教材并沒有直接使用現成的結論，一是通過圖示訓練學生思考問題的方式，二是傳遞科學的懷疑精神和實證與理性的精神，即任何科學知識都要有證據做支持，需要通過嚴密的邏輯對證據進行分析和推導，不迷信權威的懷疑精神。

三、結論與啟示

教科版《科學》在編寫過程中重視圖表系統的數量、類型及在各冊、各單元中的配置，圖表系統數量無論從總量還是單元數量來看，均高于舊版教材。但若與小學階段的語文、數學、英語教材相比，無論總量還是每單元數量，均低于這些教材。就圖表系統的類型來講，教科版教材涉及的圖表類型僅有四種，即圖片、表格、結構圖和坐標圖，而且以圖片和表格為主，結構圖與坐標圖占比較低，且在五年級的教材中沒有結構圖和坐標圖，而在六年級的教材中則未出現坐標圖。可見，圖表類型的豐富度不夠；就各冊、各單元圖表數量的配置而言，盡管各冊、各單元均有圖表，但配置并不均等。可見，無論各冊還是各單元圖表數量配置均具有相當大的差異。因此，小學科學教材在后續的修訂和完善過程中，應借鑒其他學科圖表系統的編排，增加圖表的總量，豐富圖表的類型，均衡圖表在各冊、各單元中的占比，通過優化圖表系統，達到幫助學生們理解科學知識、掌握科學過程、崇尚科學精神的目的。

圖表系統是小學科學教學的“第二語言”，是知識、過程、能力的載體，具有強的教學功能，須要一線教師在教學過程中充分發揮自身的教學智慧，精練準確地揣摩插圖的內涵和外延，并不斷發現、挖掘、運用且推而廣之，最終使圖表的教育功能充分體現，從而利于教學、利于科學精神的熏陶，利于學生科學核心素養的培養。

參考文獻

[1] 小學科學課程標準修訂工作組.全日制義務教育科學（1～6 年級）課程標準（修訂送審稿），2010.

[2] 郁波，等.科學（三年級上下冊、四年級上下冊、五年級上下冊、六年級上下冊）.北京：教育科學出版社，2001.

[3] 許雯.小學科學教科書插圖研究[D].北京： 首都師范大學，2013.

[4] 呼思樂.從中國百年小學科學教科書插圖看科學觀變遷[J].科學技術哲學研究，2015，32（2）.

[責任編輯：陳國慶]