“圖示記錄”在小學科學教學中的應用

李楠

【摘 要】“圖示記錄”的合理應用對幫助學生建構科學概念、發展科學探究能力有著事半功倍的作用。本文結合小學科學教學實踐，著重從前概念的暴露、科學方案的設計、科學現象的記錄、科學數據的處理等四方面著手，總結了幾種將“圖示記錄”應用于小學科學教學實踐的方法。

【關鍵詞】圖示;記錄;科學;實驗;思維

圖示和文字是目前小學科學教學中最常見的兩種記錄方式。其中，前者在很多時候比后者更受師生歡迎。因為，小學生的年齡尚小，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難題，還能直觀地呈現學生的隱形思維，并能幫助學生從現象或數據中抽取事物的本質。那么，如何才能巧妙而合理地把“圖示記錄”應用于小學科學的教學實踐呢？筆者認為可以從以下幾個方面進行操作：

一、畫出前概念

每個學生都是帶著自己獨特的認知和經驗進入課堂學習的。這些認知和經驗就構成了學生的前概念。而影響學習的最大要素就是這些前概念。當學生用圖示的形式將自己的預測內容表現出來時，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確地掌握學生的前概念，繼而為后續的探究活動提供強有力的保證。

【案例】在教學教科版五上《巖石會改變模樣嗎》一課時，教師為了探測學生對于“巖石風化”概念的原始認知水平，特要求學生在下圖的方框1和方框3中畫出方框2這樣的巖石的“過去態”和“未來態”，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“巖石風化”現象幾乎是沒有認知根基的，而B生對于這一現象卻有相對較好的認知基礎。遺憾的是，大部分學生的前概念都如A生或B生那般，他們認為：巖石會隨著時間的推移逐漸變大，或逐漸變得有棱角。所以，需向學生提供相關的足夠多的實驗材料和圖文資料，使其在實驗中，在證據前，迎來前后思維的碰撞，進而扭轉錯誤的前概念，并建構起正確的扎實的認知：巖石在自然界的外力的作用下逐漸變得破碎的現象就叫風化，在這個過程中，巖石的棱角會慢慢消失，進而變得圓潤。

二、畫出實驗設計方案

科學是一門以實驗為基礎的學科。實驗設計的好壞直接關系到教學的成敗。故有必要讓學生親歷與掌握實驗設計的基本流程，進而提高他們的實驗設計能力。但鑒于文字表達和語言描述能力有限，學生可能很難將自己的所思所想以實驗方案的形式呈現出來，也難以讓他人理解其設計方案的中心思想。所以，需要采用一種更容易讓隱性思維顯性化的介質或方法來幫助學生攻克這一難點。而“圖示記錄”法就能讓學生腦海中的實驗設計方案直觀地顯于紙面。

【案例】在教學教科版五上《蚯蚓的選擇》一課時，當學生共同討論了“蚯蚓需要的環境因素”后，教師開始引導學生用文字或圖示的形式設計實驗方案來證明自己的猜測。不少學生選擇了“圖示記錄”法，比如圖3。

從圖中可以看出，該學生提出的相關研究問題是：蚯蚓喜歡干燥還是潮濕的生活環境？為此，他設想把10條蚯蚓放在某個長方形盒子的中間，并準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境;否則，就說明蚯蚓喜歡干燥的生活環境。

三、畫出實驗現象

小學科學教材中的許多概念和規律是難以通過實驗現象直觀地呈現出來的，而小學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問題：怎樣才能借助已有的直觀的實驗現象間接地呈現隱性的實驗現象，進而將隱性的科學概念和科學規律比較直觀地呈現出來呢？“圖示記錄”法就能攻克這一難題。它能幫助學生將難以直接觀察的實驗現象以圖示的形式直觀地呈現出來，進而幫助學生建構相關概念和規律，并幫助其發展抽象思維能力。

【案例】在教學教科版五下《空氣的熱脹冷縮》一課時，學生能通過不同溫度下的空錐形瓶口所套的氣球的“癟——脹”程度輕而易舉地發現：空氣遇熱時體積會膨脹，遇冷時體積會縮小，即會熱脹冷縮。但對于空氣這一性質背后所隱藏的原因目前卻沒有直觀的實驗現象可加以說明。而能夠解釋這一性質的隱形的實驗現象又不易被學生挖掘到。此時，就需要借助其它途徑來直觀地呈現隱形的實驗現象，比如引導學生用“○”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。

學生借助該圖可以輕而易舉地解釋空氣的熱漲冷縮現象：原來，空氣受熱時之所以會體積膨脹，是因為組成空氣的各微粒之間的距離在溫度上升后增大了;而受冷時之所以會體積縮小，是因為相關微粒之間的距離在溫度降低后減小了。

四、畫出實驗數據

小學科學教學特別重視定量研究，強調用數據來“說話”。但原始數據可能很難直觀地表現出數據背后所隱藏的科學規律和內涵。這就需要參與者對數據進行適當的處理和分析。遺憾的是，1—6年級學生的抽象概括能力尚還較弱，一般難以從冗雜的實驗數據中提取出有用的信息。故需要引導他們選用一種合適的方法去簡化數據。“圖示記錄”法就能幫助學生把數據化繁為簡，并能以一種比較直觀地形式展示數據，進而幫助學生理解數據背后隱藏的科學規律和內涵。

【案例】在教學教科版三下《測量水的溫度》一課時，需研究“一杯熱水在常溫下的溫度變化規律”，絕大多數學生都在實驗探究過程中取得了相關的實驗數據，比如表1。

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

上面的折線統計圖讓相關數據的變化規律顯得更加簡潔明了，使學生從中可以輕而易舉地找出隱藏在相關迷霧中的結論：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，合理地應用“圖示記錄”的確能使小學科學教學化繁為簡、化難為易。教師在具體應用時，一定要時刻關注學生的隱形思維，并引導學生用“圖示記錄”的方法展示自己的思維軌跡，這樣才能幫助學生建構科學概念、提升探究能力。當然，“圖示記錄”法也并非萬能的，有時需要結合文字、表格等形式來呈現相應的內容。而學生的繪圖水平也參差不齊，對于復雜的圖示，不少學生只能被迫繳械投降，所以，建議教師對這些圖示的內容進行改進。

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