科学课堂巧用图示法

朱潮海

图示法是利用文字和图形等展现研究对象的特征、内部结构、相互关系的一种方法。在小学科学教学中，学生用观察、实验、调查等方法获取相关事实，通过分析与比较、抽象与概括等思维形式，形成相关科学概念。图示是在分析与比较基础上，通过巧妙的图表、图像等工具直观形象地建立事物之间的关系，能让学生清楚地“看见”自己的所思所想，将内隐的思考过程“可视化”，成为支持学生开展思考的重要载体，是推动学生的思维从低年级的具体形象思维向高年级的抽象逻辑思维发展的有力工具。

用图示展示前测

建构主义学习理论认为，学生对概念的学习是在原有认知基础上的不断重构过程。因此，教师在教学时要关注学生的初始概念，了解学生的学习起点，并在此基础上开展教学。采用图示的方法能暴露学生对于研究问题的初始概念，展现学生的原有思维水平，教学基于此而发生。

比如在执教“点亮小灯泡”内容时，需要用一根导线和一节电池点亮小灯泡。学生在面对这个问题时的想法如何，采用图示的方法能暴露学生关于电流的已有认知，图1展示了学生对于电路的前概念，从图中可以看出学生认为电流像水流一样从电池流向小灯泡。因此，教师要抓住回路的概念，在学生动手操作画出简易电路图的基础上，通过比较分析抽象概括出电路的概念。

用图示记录证据

证据是证明论题的依据，是进行科学探究的基石。注重实证是科学课的本质特征之一。将实证意识贯穿科学教学，一切尊重事实，尊重证据，这是理性思维的体现。记录证据的形式有文字、数据、图表、图示、照片、视频等。利用图示的方法收集、记录证据，具有形象直观、便捷易行的优点，为学生运用证据进行解释提供了支持，促进他们证据意识的发展。

在执教“冰融化了”内容时，学生需要观察并记录冰融化成水的过程中有哪些变化。如何记录实验现象呢？教师可以设计图示记录的方式（如图2），横线提供了比较标准，动态呈现冰融化过程中的体积变化，架起定性观察到定量观察的桥梁，突破了教学难点。

在教学中，学生根据观察到的现象，利用虚线提供的比较标准，准确地记录冰融化一半和全部融化后的体积逐渐变小，形象直观的图示为论证观点提供有力的依据。用图示的方法记录证据，符合小学生的思维水平，有助于学生区分现象和结论，反思和评价证据的合理性和可靠性。

用图示处理信息

在科学探究时，学生需要用科学的词汇、符号系统、统计图表等方式记录整理信息，来陈述证据和结果。学生通过图形可以看出事物的变化规律，如递增性或递减性，是否具有周期性变化规律等，有利于将各种繁杂的信息形象化，从而提高自身的信息处理能力，促进自身科学形象思维的发展。

比如，一位教师执教“地球——水的星球”内容时，学生在世界地图上用数格子的方法比较地球上海洋和陆地面积大小后，教师提问：“这张世界地图上，地球表面海洋面积占多少格，陆地面积占多少格？”全班九个小组交流后汇总得到了九组数据，学生用数据说明海洋面积比陆地面积大。随后，教师出示饼形图呈现海洋和陆地所占面积（如图3）。饼形图与表格中数据相比，直觀地呈现了海洋与陆地的面积。

全班九个小组根据教材中的世界地图网格图数出陆地和海洋的数据后，教师还可以把得出的数据取平均值，转化成更直观的网格数据对比（陆地面积占66格，海洋面积占134格，其比值与真实海陆面积之比接近，如图4）。教师引导学生用图示的方法处理信息，能帮助他们更好地认识地球上陆地和海洋的分布，形成“地球是一个水球”的科学概念。

在小学科学教学中，除了上述将科学语言、数字转化为饼形图等统计图表，还可以用概念图、图示符号等图示方式处理信息，陈述证据和结果。比如用图示符号展示日食和月食的成因，用折线统计图处理阳光下物体颜色与吸热能力的关系等。

用图示开展论证

推理与论证是科学的本质特征之一，论证是运用论据证明论题的逻辑过程和方式。在教学中，教师用图示的方法记录实验现象，还需要将这些现象作为证据，运用分析、比较、推理、概括等方法，做出论证，发展学生的逻辑思维能力。

比如在执教“神奇的小电动机”内容时，学生经历了探索小电动机转动的相关实验，却没有将实验现象记录下来，导致在交流实验现象时出现表述不清的问题，难以激起他们的共同参与和质疑。如何将实验中的现象记录下来，并成为探讨活动中形成概念的证据呢？在一次教学中，笔者用图示的方法记录探索过程中的实验现象（如图5），图示清晰地呈现了探究的过程和实验中观察到的各种现象。教师通过引导学生利用图示回顾、比较、分析小电动机转动的秘密，帮助他们建构科学概念，促进他们推理和论证能力的发展，以下是教学片段：

师：比较图中的（1）（2）（3）三个图示，你们认为小电动机转动的秘密是什么？

生：通电的转子是电磁铁，产生磁性后，与磁铁相互作用，小电动机才能转动起来。

生：我补充一点，两块磁铁必须是异极相对，小电动机才能转动起来，这说明电使转子产生了磁，利用磁的相互作用转动。

师：上面两位同学讲得很好。电动机转动是转子与磁铁的相互作用结果，如果将两块磁铁往外移动，转子的转动速度会怎样变化？这个现象说明什么？

生：从图（4）看出，将两块磁铁往外移动，转子的转动速度减慢。比较（3）和（4），进一步证明电动机的转动原因是转子与外壳磁铁相互作用，磁体之间作用力减小，转子的转动速度变慢了。

师：你分析得很有道理。如果改变磁铁的磁极方向，或者改变转子中电流的方向，转子转动的方向会发生什么变化？这个变化证明什么？

生：改变外壳磁铁的磁极方向，或者改变转子中电流的方向，转子转动的方向发生变化。比较（3）（5）（6）三个图，因为改变电流方向电磁铁的磁极发生改变，改变磁铁的磁极方向，都会使磁铁之间的相互作用发生改变，所以转子转动的方向发生了变化。

生：我同意他的说法。这也进一步证明小电动机转动的原因是转子通电后产生磁，利用磁的相互作用转动。

从上述教学片段来看，根据教师的提问，学生利用图示，基于实验中观察到的现象，运用归纳推理和演绎推理，积极思考，逻辑清晰，论证严谨，不断求证。因此，借助图示开展论证，既形成了科学概念，又锻炼了思维能力。

用图示展示概念

图示是学生形成概念学习科学的有力工具。它能加工整理信息，梳理各个概念之间的相互关系。教师可以运用图示联系个体与整体，优化知识结构，形成概念体系。

比如，执教“阳光下物体的影子”内容时，师生展示手影游戏后，教师问：“形成影子要有什么条件？”学生提出需要光和遮挡物，然后通过师生交流提出“在物体的后面需要一个屏”。纵观整个环节，在师生一对一地交流“认识形成影子的条件”时，环节转承之间并不顺畅。究其原因，教师为学生提供的影子图片太少，急于通过一个活动建立科学概念，学生由于缺少直观形象的支持，难以将其抽象形成概念。对此，教师可以根据中年级学生的认知特点，用图示法来支持科学概念的建构。首先教师可以提供各种影子的图片，让学生获得具体丰富的形象;接着学生通过比较，抽象概括出形成影子的条件，并借用图示法来分析影子形成的条件（如图6），将光、遮挡物和屏三者联系起来;最后通过造一个影子的活动应用科学概念。

总之，图示法具有直观、形象、具体、简洁的特点，符合小学生具体形象思维为主的年龄特征。采用图示法开展教学活动，有助于发展学生科学形象思维，为他们的科学学习架起思维之路。在教学中，运用图示法并没有固定模式，教师的创意是运用图示的原动力;同时，图示法与实验法、讲述法等教学方法有机融合，才能获得良好的教学效果，最终提升学生的科学素养。

浙江省余姚市实验学校（315400）？？