呂文煥

小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）指出：要讓學(xué)生“能選擇自己擅長(zhǎng)的方式表述研究過(guò)程和結(jié)果；能對(duì)物體進(jìn)行較細(xì)致的觀察，并能用圖和文字表達(dá)?！闭n程標(biāo)準(zhǔn)這一要求是因小學(xué)生正處于一個(gè)由感性認(rèn)識(shí)逐步向理性認(rèn)識(shí)發(fā)展的過(guò)渡階段。在這個(gè)發(fā)展過(guò)程中小學(xué)生還需要借助眾多的認(rèn)知支架才能更好地建構(gòu)科學(xué)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)思維的有效發(fā)展。

【案例聚焦】

在上虞市小學(xué)科學(xué)“長(zhǎng)時(shí)探究”主題研討活動(dòng)中，筆者曾參與一位教師對(duì)五下《熱》單元《熱是怎樣傳遞的》一課進(jìn)行了兩次磨課。從中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生用語(yǔ)言預(yù)測(cè)和圖示預(yù)測(cè)的前后兩次教學(xué)效果截然不同。該課的核心是幫助學(xué)生建立“熱傳遞”的科學(xué)概念。課的第一部分是研究熱在“金屬條”中的傳遞現(xiàn)象，明確熱總是從較熱的一端傳向較冷的一端。課的第二部分是研究熱在“金屬圓片”上的傳遞，得出熱總是從物體的一部分傳遞到另一部分。我們來(lái)看看第二部分教學(xué)學(xué)生前后兩次不同的學(xué)習(xí)形式及效果。

前后兩次試教的唯一改變是“熱在金屬片中的傳遞”的預(yù)測(cè)環(huán)節(jié)。第一次讓學(xué)生口頭描述熱的傳遞路徑來(lái)獲取學(xué)生的前概念認(rèn)知水平。第二次用“圖示記錄”展現(xiàn)學(xué)生原有的認(rèn)知水平。如下圖是根據(jù)學(xué)生的圖示記錄而進(jìn)行整合的。

很顯然第一次學(xué)生用語(yǔ)言預(yù)測(cè)的熱傳遞是看不見(jiàn)摸不著的，是個(gè)別學(xué)生基于一種內(nèi)心感覺(jué)的隱性思維，學(xué)生思維的參與率及深度不夠。第二次的思維展現(xiàn)則給予了每位學(xué)生將內(nèi)隱思維顯性化的機(jī)會(huì)，盡管學(xué)生的圖示記錄不是很精確，但清楚地展現(xiàn)出了學(xué)生學(xué)習(xí)熱在鐵棒中傳遞到在圓片中傳遞的遷移效果。學(xué)生思維的高度參與，為后續(xù)教學(xué)做好鋪墊，同時(shí)還利用圖示記錄進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生對(duì)探究實(shí)驗(yàn)的任務(wù)驅(qū)動(dòng)。

小學(xué)生年齡小，描述能力弱，要將自己的思考用語(yǔ)言講述出來(lái)，難免會(huì)不全面或不到位，思維的參與也只會(huì)游離于表面。而利用“圖示記錄”有助于學(xué)生隱性的思維顯性化，把學(xué)生的思維過(guò)程一層層地暴露和展現(xiàn)出來(lái)。小學(xué)生的理性思維在很大程度上仍然是與感性經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系的，具有很大程度的具體形象性。而“圖示記錄”不但能形象地表達(dá)學(xué)生頭腦中已有的科學(xué)概念，還可以讓學(xué)生將具體的形象抽象出部分本質(zhì)來(lái)，這樣的訓(xùn)練越多，學(xué)生抽取事物的本質(zhì)就越多，抽象邏輯思維能力也就越強(qiáng)。圖示記錄其實(shí)是從形象思維到抽象思維的一個(gè)過(guò)渡，從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的一個(gè)階梯。如能合理利用，對(duì)學(xué)生理性思維的發(fā)展將會(huì)起到事半功倍的效果。

一、畫(huà)在教學(xué)起點(diǎn)時(shí)——了然于胸

在科學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)該提供恰當(dāng)?shù)姆椒ò褜W(xué)生的前概念充分地展示出來(lái)。當(dāng)學(xué)生進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，將自己的所思所想用圖示的形式表現(xiàn)出來(lái)，將隱形的思維顯于紙面，充分暴露學(xué)生的思維軌跡。這樣的記錄能使教師正確把握學(xué)生的科學(xué)前概念思維，訓(xùn)練學(xué)生的推理、判斷及想象等思維能力，為后續(xù)的探究活動(dòng)提供有力保證。

在三下《磁鐵》單元《磁鐵的兩極》一課中，在學(xué)生建立了“磁鐵有磁性能吸鐵”的一些基本概念后，進(jìn)一步研究一塊磁鐵各部分的磁力大小。教師在提出問(wèn)題后，先讓學(xué)生猜測(cè)條形磁鐵和蹄形磁鐵上磁力的分布情況，并用圓圈“○”表示回形針，把猜測(cè)結(jié)果用圖示的方式記錄下來(lái)。以下是一些學(xué)生的圖示猜測(cè)記錄。

從圖中可以看出，學(xué)生對(duì)于磁力分布的表達(dá)有多種方式，但都清晰地展現(xiàn)出自己對(duì)磁鐵各部分磁性大小的猜想。我們不難發(fā)現(xiàn)，在沒(méi)有任何教學(xué)鋪墊的情況下，學(xué)生對(duì)于磁鐵各部分磁力大小分布情況的認(rèn)識(shí)是很單薄的，甚至是一無(wú)所知的，但是學(xué)生對(duì)磁鐵各部分磁力大小的猜測(cè)卻是豐富多彩的。

從上述案例中可以發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用圖示記錄能讓學(xué)生的科學(xué)前概念認(rèn)識(shí)暴露無(wú)遺。此時(shí)，教師根據(jù)學(xué)生的前概念基礎(chǔ)，真正把握了教學(xué)的起點(diǎn)。教師在此基礎(chǔ)上就可合理設(shè)置教學(xué)目標(biāo)和探究環(huán)節(jié)，教學(xué)的有的放矢也就水到渠成了。

二、畫(huà)在表述遇阻時(shí)——迎刃而解

小學(xué)生的思維具有很大成分的直觀性，并存在語(yǔ)言文字描述邏輯性、嚴(yán)密性不強(qiáng)的特點(diǎn)。在科學(xué)探究活動(dòng)中，當(dāng)學(xué)生已對(duì)科學(xué)概念有了模糊的認(rèn)識(shí)，但卻難以用語(yǔ)言準(zhǔn)確表達(dá)時(shí)，輔之以圖示記錄不但能形象表達(dá)學(xué)生頭腦中的已有的科學(xué)概念，而且還能夠幫助學(xué)生將科學(xué)概念從感性走向理性，從而建構(gòu)核心概念。

四上《聲音》單元《聲音是怎樣產(chǎn)生的》一課，在學(xué)生撥動(dòng)鋼尺、橡皮筋使其發(fā)聲的活動(dòng)中，教師讓學(xué)生仔細(xì)觀察鋼尺、橡皮筋在發(fā)聲時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并提示學(xué)生以箭頭“↑”為符號(hào)用圖示方式記錄下來(lái)。在觀察活動(dòng)中，學(xué)生將難以清晰觀察到的振動(dòng)現(xiàn)象較好地通過(guò)圖示“↑”表示出來(lái)（如下圖），為振動(dòng)概念的構(gòu)建搭建很好的“腳手架”。鋼尺、橡皮筋振動(dòng)的圖示記錄已經(jīng)能夠清晰看到學(xué)生對(duì)振動(dòng)的感性認(rèn)知已較為豐富。

鋼尺發(fā)聲時(shí)的狀態(tài)：

橡皮筋發(fā)聲時(shí)的狀態(tài)：

在學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)聲的鋼尺、橡皮筋都在不斷重復(fù)地作往復(fù)運(yùn)動(dòng)后，此時(shí)教師引導(dǎo)學(xué)生觀察鼓、音叉發(fā)聲時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并通過(guò)用手摸等方式來(lái)直接感覺(jué)。此后，教師再次讓學(xué)生將感覺(jué)化為圖示，用“↑”記錄下鑼、音叉在發(fā)聲時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

通過(guò)對(duì)鋼尺、皮筋、鑼、音叉等運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的圖示記錄，學(xué)生通過(guò)“↑”符號(hào)發(fā)現(xiàn)發(fā)聲的物體都在不斷重復(fù)地作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。此時(shí)教師順勢(shì)得出振動(dòng)概念：不斷重復(fù)地往返運(yùn)動(dòng)叫振動(dòng)，并用不完全歸納法得出結(jié)論：物體發(fā)聲時(shí)都在振動(dòng)，聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的。

學(xué)生的科學(xué)核心概念的建構(gòu)和理性思維的發(fā)展是相輔相成、循序漸進(jìn)的。如在科學(xué)探究活動(dòng)中把握時(shí)機(jī)，恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用圖示記錄，能豐富科學(xué)概念，發(fā)展學(xué)生的理性思維能力。

三、畫(huà)在難以直觀時(shí)——妙筆生“花”

小學(xué)科學(xué)探究活動(dòng)中有一部分內(nèi)容是無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀顯示出來(lái)的。如何將隱性的科學(xué)內(nèi)容展現(xiàn)出來(lái)，并借助已有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象間接展現(xiàn)隱性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，發(fā)展學(xué)生的思維，幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)核心概念。此時(shí)圖示記錄就顯現(xiàn)出舉足輕重的作用。

在教學(xué)三上《水和空氣》單元《空氣占據(jù)空間嗎》一課時(shí)，學(xué)生在知道空氣和水、石頭等一樣可以占據(jù)空間后，借助注射器活塞的拉壓對(duì)空氣占據(jù)空間的變化進(jìn)行探究。學(xué)生通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)空氣是可以被壓縮的，此時(shí)教師引導(dǎo)學(xué)生用圓圈“○”表示空氣，將注射器里空氣的變化畫(huà)下來(lái)，如下圖。

學(xué)生通過(guò)圖示記錄發(fā)現(xiàn)注射器里的空氣受到壓力后，它們之間的距離變得更小了，從而進(jìn)一步明確空氣占據(jù)空間的大小是可以發(fā)生變化的。

再如在四上《溶解》單元《液體之間的溶解現(xiàn)象》一課教學(xué)時(shí)，學(xué)生觀察醋、酒精和食用油三種物質(zhì)在水中的溶解現(xiàn)象。醋和食用油學(xué)生均可以直接觀察到它們是否溶解。而同樣透明的酒精，它的溶解現(xiàn)象學(xué)生是無(wú)法直接觀察到的。此時(shí)教師可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象告訴學(xué)生酒精在水中溶解了，并要求學(xué)生用圖示的方式將酒精在水中的溶解現(xiàn)象畫(huà)出來(lái)。學(xué)生借助醋在水中的溶解現(xiàn)象進(jìn)行遷移畫(huà)圖描述，從而加深學(xué)生對(duì)液體在水中擴(kuò)散溶解的認(rèn)識(shí)。

學(xué)生能將無(wú)法直接觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象通過(guò)圖示顯性地表現(xiàn)出來(lái)，說(shuō)明學(xué)生在概念認(rèn)知和思維發(fā)展上都扎實(shí)地向前邁進(jìn)了一步。這樣的活動(dòng)安排在教學(xué)的最后，對(duì)學(xué)生概念的鞏固和思維的激活將起到事半功倍的功效。

運(yùn)用圖示記錄可以幫助教師在有些內(nèi)容的教學(xué)上化難為易、化繁為簡(jiǎn)。教師在運(yùn)用時(shí)要將學(xué)生的隱性思維顯性化。用學(xué)生的圖示記錄，啟發(fā)、引導(dǎo)和幫助他們講出自己的思維過(guò)程和思維結(jié)果，使學(xué)生的隱性思維一層層地暴露出來(lái)，過(guò)程一步步地展現(xiàn)出來(lái)。