“图示记录”在小学科学教学中的应用

李楠

【摘 要】“图示记录”的合理应用对帮助学生建构科学概念、发展科学探究能力有着事半功倍的作用。本文结合小学科学教学实践，着重从前概念的暴露、科学方案的设计、科学现象的记录、科学数据的处理等四方面着手，总结了几种将“图示记录”应用于小学科学教学实践的方法。

【关键词】图示;记录;科学;实验;思维

图示和文字是目前小学科学教学中最常见的两种记录方式。其中，前者在很多时候比后者更受师生欢迎。因为，小学生的年龄尚小，表述能力也尚弱，常难以不失偏颇地用文字将整个探究活动的所思、所见表述出来。而“图示记录”不仅能克服以上这个难题，还能直观地呈现学生的隐形思维，并能帮助学生从现象或数据中抽取事物的本质。那么，如何才能巧妙而合理地把“图示记录”应用于小学科学的教学实践呢？笔者认为可以从以下几个方面进行操作：

一、画出前概念

每个学生都是带着自己独特的认知和经验进入课堂学习的。这些认知和经验就构成了学生的前概念。而影响学习的最大要素就是这些前概念。当学生用图示的形式将自己的预测内容表现出来时，他们的隐形思维就直观地显于纸面了，他们的思维轨迹也会随之露出庐山真面目。这样的记录方法无疑能帮助教师准确地掌握学生的前概念，继而为后续的探究活动提供强有力的保证。

【案例】在教学教科版五上《岩石会改变模样吗》一课时，教师为了探测学生对于“岩石风化”概念的原始认知水平，特要求学生在下图的方框1和方框3中画出方框2这样的岩石的“过去态”和“未来态”，即用图示的形式告诉大家：方框2这样的岩石是由怎样的岩石变过来的，未来又会变成什么样？

下面我们就来展示学生所作的3份比较有代表性的示意图，具体如图2所示：

从中可以看出，A生和C生对于“岩石风化”現象几乎是没有认知根基的，而B生对于这一现象却有相对较好的认知基础。遗憾的是，大部分学生的前概念都如A生或B生那般，他们认为：岩石会随着时间的推移逐渐变大，或逐渐变得有棱角。所以，需向学生提供相关的足够多的实验材料和图文资料，使其在实验中，在证据前，迎来前后思维的碰撞，进而扭转错误的前概念，并建构起正确的扎实的认知：岩石在自然界的外力的作用下逐渐变得破碎的现象就叫风化，在这个过程中，岩石的棱角会慢慢消失，进而变得圆润。

二、画出实验设计方案

科学是一门以实验为基础的学科。实验设计的好坏直接关系到教学的成败。故有必要让学生亲历与掌握实验设计的基本流程，进而提高他们的实验设计能力。但鉴于文字表达和语言描述能力有限，学生可能很难将自己的所思所想以实验方案的形式呈现出来，也难以让他人理解其设计方案的中心思想。所以，需要采用一种更容易让隐性思维显性化的介质或方法来帮助学生攻克这一难点。而“图示记录”法就能让学生脑海中的实验设计方案直观地显于纸面。

【案例】在教学教科版五上《蚯蚓的选择》一课时，当学生共同讨论了“蚯蚓需要的环境因素”后，教师开始引导学生用文字或图示的形式设计实验方案来证明自己的猜测。不少学生选择了“图示记录”法，比如图3。

从图中可以看出，该学生提出的相关研究问题是：蚯蚓喜欢干燥还是潮湿的生活环境？为此，他设想把10条蚯蚓放在某个长方形盒子的中间，并准备在盒子的一端铺上湿纸巾，另一端铺上干纸巾，再盖上盖子，预备等5分钟后，再打开盒子观察。如果，大部分蚯蚓都爬向了湿纸巾那一端，就说明蚯蚓喜欢潮湿的生活环境;否则，就说明蚯蚓喜欢干燥的生活环境。

三、画出实验现象

小学科学教材中的许多概念和规律是难以通过实验现象直观地呈现出来的，而小学生的思维又以具体形象思维和直观动作思维为主。所以，教师不得不思考这样一个问题：怎样才能借助已有的直观的实验现象间接地呈现隐性的实验现象，进而将隐性的科学概念和科学规律比较直观地呈现出来呢？“图示记录”法就能攻克这一难题。它能帮助学生将难以直接观察的实验现象以图示的形式直观地呈现出来，进而帮助学生建构相关概念和规律，并帮助其发展抽象思维能力。

【案例】在教学教科版五下《空气的热胀冷缩》一课时，学生能通过不同温度下的空锥形瓶口所套的气球的“瘪——胀”程度轻而易举地发现：空气遇热时体积会膨胀，遇冷时体积会缩小，即会热胀冷缩。但对于空气这一性质背后所隐藏的原因目前却没有直观的实验现象可加以说明。而能够解释这一性质的隐形的实验现象又不易被学生挖掘到。此时，就需要借助其它途径来直观地呈现隐形的实验现象，比如引导学生用“○”表示空气中的微粒，再将不同温度下的空锥形瓶口所套的气球的空气变化画下来，具体如图4所示。

学生借助该图可以轻而易举地解释空气的热涨冷缩现象：原来，空气受热时之所以会体积膨胀，是因为组成空气的各微粒之间的距离在温度上升后增大了;而受冷时之所以会体积缩小，是因为相关微粒之间的距离在温度降低后减小了。

四、画出实验数据

小学科学教学特别重视定量研究，强调用数据来“说话”。但原始数据可能很难直观地表现出数据背后所隐藏的科学规律和内涵。这就需要参与者对数据进行适当的处理和分析。遗憾的是，1—6年级学生的抽象概括能力尚还较弱，一般难以从冗杂的实验数据中提取出有用的信息。故需要引导他们选用一种合适的方法去简化数据。“图示记录”法就能帮助学生把数据化繁为简，并能以一种比较直观地形式展示数据，进而帮助学生理解数据背后隐藏的科学规律和内涵。

【案例】在教学教科版三下《测量水的温度》一课时，需研究“一杯热水在常温下的温度变化规律”，绝大多数学生都在实验探究过程中取得了相关的实验数据，比如表1。

从表格中，学生很容易看出：一杯热水的温度是在逐渐下降的。但对于水温下降的规律却鲜少有学生看出来。此时，如果能把以上数据转化成折线图，即借助“图示记录”的方法法来简化数据，那学生就能轻而易举地看出其中的关窍。具体可参考图5。

上面的折线统计图让相关数据的变化规律显得更加简洁明了，使学生从中可以轻而易举地找出隐藏在相关迷雾中的结论：热水的降温过程是先快后慢的，水温越高，温度下降得越快。

综上所述，合理地应用“图示记录”的确能使小学科学教学化繁为简、化难为易。教师在具体应用时，一定要时刻关注学生的隐形思维，并引导学生用“图示记录”的方法展示自己的思维轨迹，这样才能帮助学生建构科学概念、提升探究能力。当然，“图示记录”法也并非万能的，有时需要结合文字、表格等形式来呈现相应的内容。而学生的绘图水平也参差不齐，对于复杂的图示，不少学生只能被迫缴械投降，所以，建议教师对这些图示的内容进行改进。

参考文献：

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