概念图示法：从意会到言传的嬗变

沈丽萍

思维的发展是以语言为工具进行交流的结果，概念建构的标志之一就是能用建构的概念去解释生活中的现象。笔者在教学中发现，面对诸多“理解性问题”，经常会出现“只可意会不能言传”的窘境，无法用自己的语言深入分析问题或表达观点，或者只知答案而不明其理。

其实，解释的过程，正是学生对学习内容进行系统化梳理的过程。在调查和日常教学中不难发现，学生在解释具体问题时往往是以形象思维为主，或者只是依据文本的答案，或者只停留在表象的概括阶段上。

一、案例呈现

声音是怎样产生的（教科版四年级上册《声音》单元）。

在课堂小结时，教师问：“声音是怎样产生的？” 学生都会明确地回答：“声音是物体振动产生的。”但如果敲击桌子，问：桌子怎么会发出声音？有学生可能会说是因为敲击产生了声音，他们还是只关注看得到的表象“击打”，而并未真正关注物体自身的变化“振动”，没有实现认识上的跨越。

二、成因解读

（一）新旧不符，止于感性认识

学生的感性认识影响着对事物的判断，学生在活动中发现桌子的声音是在“敲打”这个动作发出后而产生的，仅仅聚焦于声音是由外力作用下产生的，这种具体的形象思维起着主导作用，不会化“具体”为“抽象”，阻碍了对原理的进一步理解。

（二）缺少思辨，困于不可言传

在将科学概念和新信息进行分析、解释、推理的过程中，学生仅仅用文本的结论一概而论，却不能清晰地暴露思维走向。

基于以上问题，笔者借本文，主要叙述在教学中尝试采用“概念图示法”，将抽象的科学概念与直观的图像结合起来，为核心概念的理解架构了有效的学习“支架”的一些做法。

三、概念图示法的应用

概念图示法是以图文结合的方式来进行概念表述和现象解释的辅助工具，有着直观的视角，是学生应用科学概念进行表述的媒介，也是一种例示的模型。它可以帮助师生对概念展开有意义和深层次的探究，使一些复杂的信息和抽象的知识更加清晰和直观。根据科学学习内容及图示功能主要分为以下几种：

（一）实验图示法

“物质世界”板块的学习内容可以广泛应用实验图示法来促进理解，如溶解、物质的变化、沉和浮等单元的学习内容，它可以帮助学生快速进入实验情景模式，利用一系列图示符号把本来不可视的思维呈现出来。

以五年级下册《沉和浮》单元为例，这一单元的核心概念是有关物质的密度，即物质质量与体积的比值，影响沉浮的变量涉及物质体积大小、重量、液体的密度。由于小学生的年龄特点，教材没有直接出现密度概念，而是通过用同体积的重量作比较，帮助学生建立密度的前科学概念，并用浮力和重力的关系解释沉浮现象。下面笔者就用图示诊断的方式，帮助学生降低学习难度，提高学生应用浮力解释现象的能力。

表象：浮力大小与物体的运动状态有关，上浮的物体受到的浮力大，下沉的物体受到的浮力小。

例题：把同样大小的木块和铁块浸没水中，同时松手，木块上浮，铁块下沉， 受到的浮力大。

A.木块 B.铁块 C.一样大 D.无法确定

解读：这是学生中出现的典型错误案例，认为木块受到浮力大的占有一定的比例，学生在解释时都认为“木块是浮的，所以受到的浮力大”。由此窥见部分学生对于浮力的理解还是停留在物体沉浮的表面现象上，不能脱离具体表象形成抽象的概念，只能用感性认识对事物进行解释，缺乏严格的推理论证，所以很难理解“沉的铁块受到的浮力反而比木块受到的浮力大”。

概念图示法便以“物体在水中受到的浮力与什么因素有关？”为核心问题，展开梳理，更为有效地展示实验现象和思维的结果。学生借助关键词和核心概念，辅以受力示意图符号来替代文字，更直观地呈现力的方向，以及物体在水中的状态，帮助学生厘清解题的思路，在此基础上作出合理解释：“铁块浸没在水中的体积大，排开的水量大，受到的浮力大。”（如图1）学生的模糊概念在解释过程中层层深入，清晰呈现了论证的过程，推动着科学的逻辑思维方法的养成，也培养了学生思考问题的严密性和全面性。当学生的思维聚焦到浮力大小与排开的水量有关时，我们便可以以此类推，举一反三，列举更多的例子让学生解释，如“铁块受到的浮力比木块大，为什么反而下沉了，你能解释铁块下沉的原因吗？”从重力和浮力这两个变量的相互关系决定物体是否下沉。还有类似的现象“如果把相同体积不同重量的球放入水中，哪个球受到的浮力最小？”等等。

（二）结构图示法

学生虽然具有一定的逻辑思维能力，但思维的组织性、条理性还比较欠缺，遇到信息量较多的问题，思维就会紊乱。生命科学领域涉及的信息量较大，如人体消化系统、呼吸系统、花的结构等。为了帮助学生更好地了解它们的结构和功能，通过关键字词辅以图形的形式，既可以省去大量的文字叙述，又清晰地梳理出并列或是从属等关系，从而建立起可视的思维结构图，清楚地将自己的理解过程展现出来。

表象：在室内，人多拥挤时会感觉气闷。

例题：冬天，教室若长时间不开窗，很多同学会感到头晕，注意力不集中，这是什么原因？

解读：结构图示法能有意识地引导学生建立有序的知识结构，从静态的身体形态到动态的生命活动，从个体的结构与功能到整体的相互作用。图示将呼吸过程清晰呈现：外界空气吸进鼻腔—咽—喉—气管—支气管—肺；气体交换后废气从肺—支气管—气管—喉—鼻腔呼出（如图2）。既梳理了呼吸系统的结构和功能，也进一步理解了呼吸是气体交换的过程，它承担着将氧气带入体内，将二氧化碳排出体外的重要工作。如果长时间不开窗，空气不流通，不能及时补充新鲜空气，人体将吸进的氧气转化成二氧化碳而呼出，所以教室里二氧化碳浓度太高，造成教室内缺氧，引起人体大脑供氧不足。

（三）对比图示法

利用科学概念解释生活现象是现有观念向科学认识的发展和拓宽，是迁移所学知识的主要途径。只停留在文本上的概念，在不同情境、不同时间中会表现出其不稳定性的一面。如何真正实现从“知道”到“理解”的过渡， 运用图示提供关键信息，通过对比大大降低了问题的难度。

表象：在天气变冷的时候，大家都很自然地想到增加衣服，多穿衣服让身体感觉暖和。

例题：夏天天气非常热，有时由于供电不足会导致商店停电，这时就可以用厚厚的棉被覆盖在冰柜上，以减缓棒冰融化的速度，请说说其中的道理。

解读：多穿衣服感觉暖和是因为“衣服能保温”，学生的答案很标准也很正确，但厚厚的棉被盖在冰柜上，真的可以减缓融化速度吗？一部分学生对此是持怀疑态度的。我们需要的不只是答案，而是这种表象背后蕴含的科学原理。图示能较形象地揭示热传递的过程（如图3），让学生关注热可以从一个物体传递到另一个物体，并发现这种传递是有方向的。冬天时，我们的体温比外界空气的温度高，衣服起到了阻止冷热传递的作用，穿得越多越厚，阻止冷热传递的效果就越明显。

同样的道理，夏天时冰柜外的温度很高，覆盖在冰柜上的棉被有效阻挡了外面热空气的进入。应用类比推理从已知对象具有的某种性质推出相对应的性质。如果棉被越厚呢？如果没有棉被呢？教师边设疑边改变图示，代表棉被的符号从一层到多层，再完全撤掉（如图4），有序的解释便是对于所学知识最好的应用，学生对于热传递的理解便自然水到渠成。还可以拓展联系保温杯的作用等，在解释过程中反思修正、逐步完善。

（四）动态图示法

隐含在简洁的概括性的科学概念下，是丰富的科学内涵和外延。只有让学生自己建立起一个新概念的表述方式，对学生来说，这个概念才是可以理解的。我们需要的不仅仅是文本上的结论，也不是用简单的小结来替代学生的思维过程。教师要立足认知规律，借图示的浓缩、静中析动的作用，使“共性”的呈现可视化。

表象：影子在光的作用下，长短、大小、形状、方向都会发生变化。

例题：赵红与几名同学做手影游戏时发现，手影的大小经常在改变，影子的大小与什么因素有关，请你解释一下。

解读：影子的“长短”和“大小”在学生原有认知系统中是一个盲点，它是事物的两个方面，既有交叉又有区别。当一些知识难以用清晰的语言进行描述时，图文解释可以让事物变得通俗易懂，并能清晰地展示事物之间的逻辑关系。当光源和屏幕的位置不变时，光源和遮挡物距离越近影子越大，光源和遮挡物距离越远影子越小。学生知道光是直线传播的，因为手是不透光的，所以在后面形成一个暗的区域，就是影子。借助图文解释，学生更容易理解挡住的范围越大，形成的影子就越大（如图5），学生会在脑海里建构形象的解释模型，从知其然到知其所以然，在纷繁复杂的表象下找到影子变化的规律。

由此引申到生活情境“晚上散步，当走向路灯时，人的影子为什么越来越短？”进一步理解影子的长短变化与光传播的方向有关，当走近路灯影子越来越短，当路灯在你头顶上的时候，影子在你脚下，影子也最短。

概念图示法作为一种思维支架，将隐形的知识显性化、可视化，有助于学生间的思考和交流。课堂上，少一点教师的娓娓相授，多一点学生的细细道来，让学生借助图示从关注“对错”拓宽到关注“知识加工”或“问题解决”的过程，在具体的问题情境中主动“输出”，更大程度上让学生进行理解性的学习，学生才会找到新的生长点。

（浙江省平湖市当湖中心小学 314200）