章榮華

摘? ? 要?? ? 科學(xué)教學(xué)中，圖示的運(yùn)用能為學(xué)生邏輯思維的發(fā)生、發(fā)展提供一座堅(jiān)實(shí)的橋梁。因此在科學(xué)探究中應(yīng)以“學(xué)生是圖示創(chuàng)造、使用、解釋、分享主體”的核心教學(xué)理念為指導(dǎo)，深度踐行圖示策略：畫圖觀察，促進(jìn)主動(dòng)思維;用圖記錄，促進(jìn)嚴(yán)謹(jǐn)思維;借圖表達(dá)，促進(jìn)清晰思維;比圖分析，促進(jìn)求真思維;導(dǎo)圖總結(jié)，促進(jìn)全面思維。

關(guān)鍵詞? ?圖示策略 科學(xué)思維 思維深刻性

思維活動(dòng)是課堂教學(xué)的核心活動(dòng)，科學(xué)思維是科學(xué)學(xué)科最本質(zhì)的特征，也是學(xué)生核心素養(yǎng)的重要組成部分。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維是學(xué)科育人的重要任務(wù)之一?？茖W(xué)探究是人腦對(duì)觀察過的科學(xué)現(xiàn)象、科學(xué)事實(shí)、科學(xué)過程等形成清晰的科學(xué)圖景，并反復(fù)加工、合理改造、去粗取精，從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)的過程[1]。教師對(duì)學(xué)生思維深刻性品質(zhì)的關(guān)注與培育對(duì)個(gè)體思維邏輯水平的發(fā)展起著重要作用。

但在現(xiàn)實(shí)課堂中，培育學(xué)生思維的深刻性并不是一蹴而就的，由于教師對(duì)科學(xué)思維培養(yǎng)的課程材料建構(gòu)、處理總是處于一種比較抽象的狀態(tài)，造成大多數(shù)學(xué)生的思維在抽象的情境中得不到發(fā)展。認(rèn)知心理學(xué)家認(rèn)為，思維的發(fā)生與發(fā)展離不開相應(yīng)的內(nèi)容，只有內(nèi)容以具體而直觀、長久而穩(wěn)定的方式加以呈現(xiàn)，才能更多層面地鏈接學(xué)生的思維斷層，促進(jìn)學(xué)生的思維在直觀的對(duì)比中、借鑒中獲得持久的發(fā)展。因此，筆者萌生了通過圖示策略來促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維走向深刻的想法，并認(rèn)為圖示的運(yùn)用能為科學(xué)思維提供豐富、穩(wěn)定、宏觀的可視資源，這種形象的載體能為學(xué)生邏輯思維的發(fā)生、發(fā)展提供一座堅(jiān)實(shí)的橋梁，為科學(xué)思維朝著深刻性方向發(fā)展提供可能。

一、畫圖觀察，促進(jìn)主動(dòng)思維

學(xué)生個(gè)體主動(dòng)積極地參與思維是科學(xué)思維走向深刻的前提。教學(xué)中，為了確保學(xué)生能自主調(diào)控動(dòng)腦的頻次，始終處于一種想探究的狀態(tài)，除了設(shè)置一些進(jìn)階性提問外，運(yùn)用邊觀察、邊畫圖的方法是不錯(cuò)的選擇。特別是對(duì)那些思維水平、語言水平發(fā)展緩慢的學(xué)生來說，圖示的介入不僅讓他們?cè)诮?jīng)驗(yàn)的呈現(xiàn)上有了載體，而且在思維的過程中有了憑借，學(xué)習(xí)似乎變得比先前容易多了。因此科學(xué)探究中，筆者經(jīng)常將畫圖作為重要策略引入課堂，建立了“畫圖暴露前概念—參照?qǐng)D示展開探究—對(duì)比修正原有圖示”的教學(xué)模式，有效促進(jìn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中邊思考、邊實(shí)踐，將思維主動(dòng)帶入科學(xué)探究。

例如在引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究“螞蟻的身體結(jié)構(gòu)”教學(xué)中，教師以學(xué)生對(duì)螞蟻的生活認(rèn)識(shí)為起點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生在觀察前畫一畫自己知道的螞蟻樣子。完成后，教師發(fā)給每個(gè)小組一個(gè)裝著螞蟻的觀察盒，讓學(xué)生帶著自己的圖畫，觀察活體螞蟻。最后讓學(xué)生針對(duì)觀察情況修改自己的圖畫。這樣的探究情境，讓學(xué)生始終處于一個(gè)漩渦式的探究情境中，吸引學(xué)生始終帶著真問題、真思考落實(shí)觀察行為，幫助學(xué)生在不斷修正中建構(gòu)了螞蟻的身體結(jié)構(gòu)——螞蟻的身體可分為頭、胸、腹三部分，頭部有一對(duì)觸角，胸部有三對(duì)足。

事實(shí)上，小學(xué)生與生俱來就有對(duì)各類小動(dòng)物、植物進(jìn)行描畫的興趣，借助畫圖來推進(jìn)科學(xué)觀察、探究，首先滿足了學(xué)生的這份興趣。另外畫圖觀察的教學(xué)中，關(guān)注了迷糊認(rèn)識(shí)與真實(shí)情景的對(duì)比，加強(qiáng)了個(gè)體之間的差異對(duì)比，強(qiáng)化了自我認(rèn)識(shí)的迭代對(duì)比，這種層層對(duì)比為學(xué)生思維向深刻化層面發(fā)展奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

二、用圖記錄，促進(jìn)嚴(yán)謹(jǐn)思維

在科學(xué)探究過程中，嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的科學(xué)探究態(tài)度是非常重要的，而這種態(tài)度的形成需要與其相適應(yīng)的思維品質(zhì)來支撐。為了培育學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)思維，教師通常會(huì)挖掘教材中的中長期探究活動(dòng)，讓學(xué)生開展5～10分鐘的獨(dú)立探究、觀察。但對(duì)小學(xué)生來說，保持長久注意力去探究科學(xué)現(xiàn)象，并且做到細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)，往往存在一定的難度。此時(shí)，如果能借助畫示意圖的方式來記錄現(xiàn)象，則能讓小學(xué)生全神貫注地投入到探究中來。認(rèn)知心理學(xué)家認(rèn)為，“純粹的看”與“一邊記錄一邊看”相比，心理參與機(jī)制更完備、更成熟，學(xué)生大腦神經(jīng)系統(tǒng)的聯(lián)結(jié)發(fā)生更頻繁。因此在教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用圖示策略來記錄探究過程及其現(xiàn)象是促使小學(xué)生思維走向嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊粭l重要路徑，筆者把這種方法稱為膠片畫圖法，即用一張張靜態(tài)的圖片記錄、反映整個(gè)探究過程中觀察到的現(xiàn)象。

例如高錳酸鉀的溶解是一個(gè)物質(zhì)逐步變成肉眼看不見的微粒，并在水中像煙霧一樣慢慢擴(kuò)散的過程，要清晰地觀察到整個(gè)溶解過程，需要學(xué)生仔細(xì)地盯著溶解現(xiàn)象，靜靜地觀察五分鐘以上。通常學(xué)生會(huì)在觀察一開始表現(xiàn)得很興奮，但一會(huì)兒就會(huì)不自覺地露出迷茫的眼神，造成對(duì)溶解過程的理解一知半解。但如果采用畫圖的方法，讓學(xué)生以2分鐘時(shí)間為間隔，畫一畫高錳酸鉀剛進(jìn)入水中，在水中擴(kuò)散2分鐘、4分鐘、6分鐘四個(gè)時(shí)段的溶解狀態(tài)，學(xué)生就能在腦海中建構(gòu)起一個(gè)動(dòng)態(tài)的溶解過程：高錳酸鉀進(jìn)入水中后，馬上像煙霧一樣散開來，一開始水底的顏色呈現(xiàn)深紫色，水中上部呈現(xiàn)淡紫色，隨著時(shí)間的推移，深紫色的地方向淡紫色的地方擴(kuò)散……最后一杯水各個(gè)地方都呈現(xiàn)出同樣的紫顏色。這種形象直觀的認(rèn)識(shí)為后續(xù)研討溶解概念奠定了基礎(chǔ)，降低了研討中語言表達(dá)的難度。同時(shí)，借圖畫來觀察的方式也促使學(xué)生積極主動(dòng)地參與到觀察活動(dòng)中來，并以一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方法專注在溶解現(xiàn)象的描述上。

三、借圖表達(dá)，促進(jìn)清晰思維

在科學(xué)探究中，從觀察、記錄科學(xué)現(xiàn)象到建構(gòu)科學(xué)認(rèn)識(shí)是一個(gè)復(fù)雜的思維過程，因?yàn)閭€(gè)體對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)都是從原有思維模型出發(fā)的，通常帶著濃厚的主觀色彩，混雜了太多的自相矛盾?？茖W(xué)認(rèn)識(shí)的建立就是用清晰的研判梳理糊涂的認(rèn)識(shí)，將其去粗取精、去偽存真。此時(shí)，師生互動(dòng)是一種重要的策略，在互動(dòng)中，個(gè)體會(huì)做出深刻反思，同伴也會(huì)在研判中梳理因果關(guān)系。但互動(dòng)的發(fā)生并不容易，由于小學(xué)生語言發(fā)展水平有限，往往找不到合適的詞匯來表述自己的想法、發(fā)現(xiàn)及其結(jié)果，特別是面對(duì)一些轉(zhuǎn)瞬即逝的現(xiàn)象更是如此。如若讓小學(xué)生用圖表、繪畫等方式予以記錄，將有利于學(xué)生在后續(xù)的研討中展開分析、歸納等思維活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生在抽絲剝繭中清晰表達(dá)。

例如對(duì)紙的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，學(xué)生無法直接觀察到，也不容易表述清楚。如果教學(xué)中僅僅以告知的方式呈現(xiàn)紙內(nèi)部的纖維組織，那學(xué)生會(huì)覺得索然無趣。因此在教學(xué)中，可以引導(dǎo)學(xué)生在探究餐巾紙的纖維組織時(shí)，結(jié)合觀察到的現(xiàn)象（紙表面、里面有細(xì)細(xì)的絨毛，被攪拌后的紙像絮狀的棉花一樣）畫圖推想紙里面的纖維是怎樣排布的。面對(duì)圖示，學(xué)生的交流表達(dá)就發(fā)生了：有的學(xué)生認(rèn)為紙里面有細(xì)細(xì)的纖維，排布很亂;有的同學(xué)認(rèn)為紙的纖維是有長有短的，但排列沒有規(guī)律;還有的學(xué)生認(rèn)為紙里面像網(wǎng)格一樣有很多長短不一的線……此時(shí)，教師追問學(xué)生：“打印紙和餐巾紙的纖維分布狀況相同嗎？”面對(duì)新的問題，學(xué)生表現(xiàn)出的不是畏難，而是積極地把想法畫出來，并上臺(tái)展現(xiàn)了新假設(shè)——認(rèn)為打印紙里面的纖維會(huì)更加粗壯，數(shù)量會(huì)更多，且分布更為緊密。

從上述案例可以看出，圖示的運(yùn)用不僅降低了學(xué)生用文字記錄現(xiàn)象的難度，而且為后續(xù)研討“紙的韌性、吸水性等特點(diǎn)與纖維分布之間是否有關(guān)？”這一問題提供了語言交流的支架，為學(xué)生厘清和建構(gòu)“事物特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)之間有密切聯(lián)系”的科學(xué)認(rèn)識(shí)埋下了伏筆。

四、比圖分析，促進(jìn)求真思維

求真思維是一種由表及里、觸及事物本質(zhì)的認(rèn)知方式，它是思維深刻性品質(zhì)的核心反映，也是科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)所在。因此，教師要把培育學(xué)生的求真思維作為小學(xué)科學(xué)教學(xué)的重要任務(wù)之一，既要明晰求真思維是沿著從淺到深的路線發(fā)展的，又要讀懂學(xué)生，認(rèn)清學(xué)生在探究真理的路途中所遭遇的障礙、難點(diǎn)，進(jìn)而在教學(xué)中尋找支架促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成求真的習(xí)慣。

對(duì)以感性認(rèn)識(shí)為主的十幾歲兒童來說，他們會(huì)因?yàn)槿梭w接入簡單電路后，小燈泡不亮就推斷人體是絕緣體;他們也會(huì)因?yàn)榭吹奖又惺强盏亩J(rèn)為豎直倒扣入水中，水會(huì)充滿整個(gè)杯子……當(dāng)然要摒除知覺中的誤區(qū)，光靠提問來引發(fā)思辨是不夠的，還須要用圖示手段來呈現(xiàn)學(xué)生的第一感覺，并在對(duì)比思辨中撥云見日，形成真理。

例如，在探究熱氣球升空的原因中，學(xué)生總是停留在“熱氣球上升是因?yàn)榭諝馐軣崤蛎?，體積變大造成的”粗淺認(rèn)識(shí)中，而對(duì)“熱空氣比同體積的冷空氣輕是造成熱氣球升空的本質(zhì)原因”的理解則非常困難。但如果讓學(xué)生用畫圓圈的方式記錄一袋空氣在加熱前、加熱后、冷卻后的狀態(tài)（圖1），并讓學(xué)生畫出同樣多的空氣，比較它們的質(zhì)量大小，學(xué)生的認(rèn)識(shí)則會(huì)在直觀圖示的視覺沖擊中，馬上建立同體積的熱空氣比冷空氣輕的科學(xué)認(rèn)識(shí)。

圖示的介入，為事實(shí)轉(zhuǎn)向意義（或結(jié)論）搭建了一座橋梁，圖示是一個(gè)半具象、半抽象的介質(zhì)，它的呈現(xiàn)，不僅將那些觀察、體驗(yàn)獲得的直接信息予以存儲(chǔ)，為小學(xué)生的思維探究提供了具象內(nèi)容，而且為思維朝著有秩序、有深度的方向發(fā)展提供了路徑[2]。

五、導(dǎo)圖總結(jié)，促進(jìn)全面思維

善于開展系統(tǒng)、全面的科學(xué)思維活動(dòng)，善于從整體上用聯(lián)系的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)事物是深刻性思維的重要表現(xiàn)之一。思維導(dǎo)圖的運(yùn)用是培育學(xué)生全面、系統(tǒng)思維的重要方法，它能以直觀形象的方式對(duì)知識(shí)信息進(jìn)行描繪，建構(gòu)整體性的大腦認(rèn)知。教學(xué)中，學(xué)生可在建立事物聯(lián)系、建構(gòu)概念圖式、剖析實(shí)驗(yàn)影響因素等任務(wù)時(shí)充分運(yùn)用思維導(dǎo)圖，首先自主說說在學(xué)習(xí)中獲得了哪些認(rèn)識(shí)（或知識(shí)），從中摘取關(guān)鍵詞記錄下來，然后使用線條、顏色、符號(hào)、詞匯、圖像形成氣泡圖、魚骨圖、維恩圖、網(wǎng)狀圖等，把支離破碎的認(rèn)知形成有結(jié)構(gòu)、有聯(lián)系的思維圖式。

制定“物體溶解快慢與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃是一項(xiàng)有一定難度的探究任務(wù)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中保持相同條件的分析經(jīng)?？紤]不全、丟三落四，以致實(shí)驗(yàn)在進(jìn)行過程中常遭失敗。思維導(dǎo)圖的介入是保障實(shí)驗(yàn)因素分析全面的好方法。教學(xué)中，給學(xué)生提供一些白紙，然后讓學(xué)生分小組用思維導(dǎo)圖畫出實(shí)驗(yàn)影響因素，集體的研討、導(dǎo)圖的記錄會(huì)大大降低學(xué)習(xí)難度，促進(jìn)學(xué)生多角度、全方位地展開思考（圖2），進(jìn)而認(rèn)識(shí)到物體溶解快慢的影響因素有物體顆粒大小、水的溫度、是否攪拌、鹽的多少、水的多少、攪拌速度等。在導(dǎo)圖的支撐下，學(xué)生準(zhǔn)確而快速地認(rèn)清每一次實(shí)驗(yàn)中要保持的相同因素。

能取得好的效果，是因?yàn)樗季S導(dǎo)圖與人腦的認(rèn)知結(jié)構(gòu)是一致的，與小學(xué)科學(xué)教材的知識(shí)發(fā)展脈絡(luò)是吻合的，因此教學(xué)中應(yīng)多結(jié)合教材設(shè)計(jì)一些用思維導(dǎo)圖支撐學(xué)習(xí)的活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生的思維走向深刻。

教育家杜威認(rèn)為：“思維從直接經(jīng)驗(yàn)的情境而起?！盵3]圖示是記錄經(jīng)驗(yàn)情境的具體載體，是促進(jìn)科學(xué)思維走向深刻的具體內(nèi)容。因此，圖示策略的運(yùn)用能促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)生、發(fā)展乃至深化。實(shí)施中教師要盡可能地鼓勵(lì)學(xué)生自我創(chuàng)造、運(yùn)用圖示，彰顯圖示運(yùn)用的自我價(jià)值，同時(shí)注意強(qiáng)化圖示與語言表達(dá)的雙向轉(zhuǎn)化過程，促進(jìn)學(xué)生在“圖”和“文”的反復(fù)磨合中深化思維。

參考文獻(xiàn)

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[責(zé)任編輯：陳國慶]