顯插圖之魅力，強學(xué)生之素養(yǎng)
——初探“模型類插圖”提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

宋衛(wèi)國

(浙江省紹興市建功中學(xué) 浙江紹興 312000)

科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出，科學(xué)課程的核心理念是全面提高每一位學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)，而科學(xué)教學(xué)中涉及的“科學(xué)核心素養(yǎng)”主要包括科學(xué)觀念、科學(xué)思維、實驗探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個要素。我們要認真鉆研、挖掘、開發(fā)和使用好教材中不同模型類插圖，實現(xiàn)有效的教與學(xué)，更好地為學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)服務(wù)。筆者結(jié)合自己的教學(xué)實踐，就三種類型的模型類插圖在具體教學(xué)活動中如何提高學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)談一些自己的看法。

一、直觀模型插圖加強識記科學(xué)概念

科學(xué)教學(xué)中，概念是一個較為抽象的屬性，能夠反映客觀的、本質(zhì)的內(nèi)容。但某些概念離學(xué)生的生活經(jīng)驗太遙遠，如細胞、分子、原子等微觀概念，又如，地球、太陽、星系等宏觀概念。如果學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中沒有感性的認知、直接的體驗做基礎(chǔ)，則可能會導(dǎo)致理解錯誤或思維障礙。而教材中的直觀模型插圖則很好地解決了這一問題，直觀模型插圖是指教材中以實物或圖畫形式等直觀形式表達對象的某種特征的插圖，其既可以是微觀模型圖又可以是宏觀模型圖，其顯著的特點就是形象直觀，還可以模擬客觀實物的某些功能與性質(zhì)，使相關(guān)知識便于理解記憶，將抽象的概念與人腦中存在的事物聯(lián)系起來，使學(xué)生的理解記憶更加清晰和透徹。在教學(xué)過程中，通過對直觀模型插圖資料的有效解讀與應(yīng)用，挖掘插圖資源中的隱性知識，實現(xiàn)對文字知識的有效補充，可以幫助學(xué)生在識記抽象科學(xué)概念的過程中形成一個形象的思考對象，更好地理解這些抽象的科學(xué)概念，從而提高學(xué)生科學(xué)觀念這一核心素養(yǎng)[1]。

例如，七年級上冊第四章第一節(jié)“物質(zhì)的構(gòu)成”，這節(jié)課中講解了酒精和水混合的實驗，從中能夠發(fā)現(xiàn)溶液的總體積變小了，通過這個實驗同學(xué)們得出結(jié)論：分子間存有空隙。但由于看不到微觀的分子結(jié)構(gòu)和溶解過程，學(xué)生對此還是不能很好地理解記憶。課本為此特意設(shè)計了一個模型插圖：黃豆和芝麻混合實驗。這就是一個直觀類模型插圖，利用學(xué)生生活中常見的例子來直觀表現(xiàn)分子間的空隙，很直觀地實現(xiàn)了教學(xué)難點的突破，同時能幫助學(xué)生加強識記科學(xué)概念。

二、文字模型插圖增加理解科學(xué)規(guī)律

由于初中科學(xué)中有些科學(xué)規(guī)律比較抽象，而初中階段的學(xué)生主要以形象思維為主，他們在理解上會存在一定的困難，而利用教材中的文字模型插圖能有效降低學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)規(guī)律的難度。文字模型插圖，就是教材中以文字形式表述事物之間的聯(lián)系與本質(zhì)的模型類插圖，如物理變化、化學(xué)變化的文字描述、光合作用模型、物質(zhì)的分類及生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的表述等，它建能夠促進學(xué)生對所學(xué)知識進行結(jié)構(gòu)化整理和歸納總結(jié)，使知識結(jié)構(gòu)化、規(guī)律化，提高學(xué)生的歸納、概括、語言表述和綜合概括能力，進而提高學(xué)生科學(xué)思維這一科學(xué)核心素養(yǎng)。

例如，在八年級上冊第一章第三節(jié)“水的浮力”這節(jié)課中，老師在講解物體浮沉的條件時，只通過文字的講解，學(xué)生很難準(zhǔn)確把握與聯(lián)系三種浮沉情況（下沉、懸浮或漂浮、上浮），教材中安排了一個文字類的模型插圖，同學(xué)們就很容易地將物體的三種浮沉條件的情況與物體所受重力與浮力大小關(guān)系的規(guī)律聯(lián)系歸納起來。利用教材中的文字模型插圖能有效降低學(xué)生對三種浮沉條件的學(xué)習(xí)難度，幫助學(xué)生理解科學(xué)規(guī)律。

三、過程模型插圖提升應(yīng)用科學(xué)原理

在初中科學(xué)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生經(jīng)常需要用科學(xué)原理解決各種由生活情境所改編的問題，但由于這些實際問題都不是理想狀態(tài)，其中存在較多干擾因素，而學(xué)生在對這些問題進行分析和解決的過程中，經(jīng)常會對事物的變化過程分析不清，從而影響到問題的科學(xué)解決與應(yīng)用。這時教師就可以通過教材中過程模型插圖的運用引導(dǎo)學(xué)生對這些問題進行分析，從而提升學(xué)生問題解決的準(zhǔn)確性和高效性。過程模型插圖是指教材中將那些物體的物理、化學(xué)變化過程，實驗操作過程等比較復(fù)雜的變化和操作過程進行分解和簡化，將其變成簡單、易理解的過程性模型圖片。在對實際問題進行教學(xué)分析時，運用教材中的過程模型插圖，不僅可以將問題簡化，讓學(xué)生清楚地認識過程，還能加深學(xué)生對概念和規(guī)律的理解與應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提升學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)中的實驗探究，科學(xué)責(zé)任與態(tài)度的兩個要素[2]。

例如，在八年級上第一章第二節(jié)“水的組成”化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)和分子原子的本質(zhì)區(qū)別的教學(xué)中，教材又安排了一幅過程模型插圖，將看不見的微觀變化過程呈現(xiàn)了出來。水分子在通電的條件下拆成氧原子和氫原子，然后重新組合生成氧分子和氫分子。從模型插圖中可以清楚地看到化學(xué)變化的實質(zhì)就是反應(yīng)物的分子拆開成原子，原子重新組合成新物質(zhì)分子的過程以及分子與原子的本質(zhì)區(qū)別為在化學(xué)變化中是否可以再分。這就是運用教材中過程模型插圖，將一個化學(xué)變化的變化過程問題進行簡化，讓學(xué)生清楚地認識化學(xué)變化的實質(zhì)過程，同時能加深學(xué)生對分子、原子概念和化學(xué)變化規(guī)律的理解與應(yīng)用。

綜上所述，科學(xué)教材中的模型類插圖能呈現(xiàn)科學(xué)現(xiàn)象、物質(zhì)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、變化、聯(lián)系、科學(xué)實驗現(xiàn)象與過程等，而在科學(xué)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要記憶大量的科學(xué)概念和規(guī)律，還需要梳理與聯(lián)系各種科學(xué)現(xiàn)象，理解與應(yīng)用各種科學(xué)變化過程和實驗步驟，學(xué)生會遇到各種不同的問題，而通過這三類模型插圖的運用能夠提高學(xué)生對科學(xué)概念的記憶理解，對科學(xué)規(guī)律的歸納總結(jié)，以及問題解決的能力和科學(xué)知識應(yīng)用的能力。