运用“图示记录”促使学生隐性思维显性化

吕文焕

小学科学课程标准（2011年版）指出：要让学生“能选择自己擅长的方式表述研究过程和结果；能对物体进行较细致的观察，并能用图和文字表达。”课程标准这一要求是因小学生正处于一个由感性认识逐步向理性认识发展的过渡阶段。在这个发展过程中小学生还需要借助众多的认知支架才能更好地建构科学知识，实现思维的有效发展。

【案例聚焦】

在上虞市小学科学“长时探究”主题研讨活动中，笔者曾参与一位教师对五下《热》单元《热是怎样传递的》一课进行了两次磨课。从中发现，学生用语言预测和图示预测的前后两次教学效果截然不同。该课的核心是帮助学生建立“热传递”的科学概念。课的第一部分是研究热在“金属条”中的传递现象，明确热总是从较热的一端传向较冷的一端。课的第二部分是研究热在“金属圆片”上的传递，得出热总是从物体的一部分传递到另一部分。我们来看看第二部分教学学生前后两次不同的学习形式及效果。

前后两次试教的唯一改变是“热在金属片中的传递”的预测环节。第一次让学生口头描述热的传递路径来获取学生的前概念认知水平。第二次用“图示记录”展现学生原有的认知水平。如下图是根据学生的图示记录而进行整合的。

很显然第一次学生用语言预测的热传递是看不见摸不着的，是个别学生基于一种内心感觉的隐性思维，学生思维的参与率及深度不够。第二次的思维展现则给予了每位学生将内隐思维显性化的机会，尽管学生的图示记录不是很精确，但清楚地展现出了学生学习热在铁棒中传递到在圆片中传递的迁移效果。学生思维的高度参与，为后续教学做好铺垫，同时还利用图示记录进一步激发学生对探究实验的任务驱动。

小学生年龄小，描述能力弱，要将自己的思考用语言讲述出来，难免会不全面或不到位，思维的参与也只会游离于表面。而利用“图示记录”有助于学生隐性的思维显性化，把学生的思维过程一层层地暴露和展现出来。小学生的理性思维在很大程度上仍然是与感性经验相联系的，具有很大程度的具体形象性。而“图示记录”不但能形象地表达学生头脑中已有的科学概念，还可以让学生将具体的形象抽象出部分本质来，这样的训练越多，学生抽取事物的本质就越多，抽象逻辑思维能力也就越强。图示记录其实是从形象思维到抽象思维的一个过渡，从感性认识到理性认识的一个阶梯。如能合理利用，对学生理性思维的发展将会起到事半功倍的效果。

一、画在教学起点时——了然于胸

在科学教学中，教师应该提供恰当的方法把学生的前概念充分地展示出来。当学生进行预测时，将自己的所思所想用图示的形式表现出来，将隐形的思维显于纸面，充分暴露学生的思维轨迹。这样的记录能使教师正确把握学生的科学前概念思维，训练学生的推理、判断及想象等思维能力，为后续的探究活动提供有力保证。

在三下《磁铁》单元《磁铁的两极》一课中，在学生建立了“磁铁有磁性能吸铁”的一些基本概念后，进一步研究一块磁铁各部分的磁力大小。教师在提出问题后，先让学生猜测条形磁铁和蹄形磁铁上磁力的分布情况，并用圆圈“○”表示回形针，把猜测结果用图示的方式记录下来。以下是一些学生的图示猜测记录。

从图中可以看出，学生对于磁力分布的表达有多种方式，但都清晰地展现出自己对磁铁各部分磁性大小的猜想。我们不难发现，在没有任何教学铺垫的情况下，学生对于磁铁各部分磁力大小分布情况的认识是很单薄的，甚至是一无所知的，但是学生对磁铁各部分磁力大小的猜测却是丰富多彩的。

从上述案例中可以发现，运用图示记录能让学生的科学前概念认识暴露无遗。此时，教师根据学生的前概念基础，真正把握了教学的起点。教师在此基础上就可合理设置教学目标和探究环节，教学的有的放矢也就水到渠成了。

二、画在表述遇阻时——迎刃而解

小学生的思维具有很大成分的直观性，并存在语言文字描述逻辑性、严密性不强的特点。在科学探究活动中，当学生已对科学概念有了模糊的认识，但却难以用语言准确表达时，辅之以图示记录不但能形象表达学生头脑中的已有的科学概念，而且还能够帮助学生将科学概念从感性走向理性，从而建构核心概念。

四上《声音》单元《声音是怎样产生的》一课，在学生拨动钢尺、橡皮筋使其发声的活动中，教师让学生仔细观察钢尺、橡皮筋在发声时的运动状态，并提示学生以箭头“↑”为符号用图示方式记录下来。在观察活动中，学生将难以清晰观察到的振动现象较好地通过图示“↑”表示出来（如下图），为振动概念的构建搭建很好的“脚手架”。钢尺、橡皮筋振动的图示记录已经能够清晰看到学生对振动的感性认知已较为丰富。

钢尺发声时的状态：

橡皮筋发声时的状态：

在学生认识发声的钢尺、橡皮筋都在不断重复地作往复运动后，此时教师引导学生观察鼓、音叉发声时的运动状态，并通过用手摸等方式来直接感觉。此后，教师再次让学生将感觉化为图示，用“↑”记录下锣、音叉在发声时的运动状态。

通过对钢尺、皮筋、锣、音叉等运动状态的图示记录，学生通过“↑”符号发现发声的物体都在不断重复地作往复运动。此时教师顺势得出振动概念：不断重复地往返运动叫振动，并用不完全归纳法得出结论：物体发声时都在振动，声音是由物体振动产生的。

学生的科学核心概念的建构和理性思维的发展是相辅相成、循序渐进的。如在科学探究活动中把握时机，恰当地运用图示记录，能丰富科学概念，发展学生的理性思维能力。

三、画在难以直观时——妙笔生“花”

小学科学探究活动中有一部分内容是无法通过实验现象直观显示出来的。如何将隐性的科学内容展现出来，并借助已有的实验现象间接展现隐性的实验现象，发展学生的思维，帮助学生构建科学核心概念。此时图示记录就显现出举足轻重的作用。

在教学三上《水和空气》单元《空气占据空间吗》一课时，学生在知道空气和水、石头等一样可以占据空间后，借助注射器活塞的拉压对空气占据空间的变化进行探究。学生通过实践发现空气是可以被压缩的，此时教师引导学生用圆圈“○”表示空气，将注射器里空气的变化画下来，如下图。

学生通过图示记录发现注射器里的空气受到压力后，它们之间的距离变得更小了，从而进一步明确空气占据空间的大小是可以发生变化的。

再如在四上《溶解》单元《液体之间的溶解现象》一课教学时，学生观察醋、酒精和食用油三种物质在水中的溶解现象。醋和食用油学生均可以直接观察到它们是否溶解。而同样透明的酒精，它的溶解现象学生是无法直接观察到的。此时教师可以根据实验现象告诉学生酒精在水中溶解了，并要求学生用图示的方式将酒精在水中的溶解现象画出来。学生借助醋在水中的溶解现象进行迁移画图描述，从而加深学生对液体在水中扩散溶解的认识。

学生能将无法直接观察到的实验现象通过图示显性地表现出来，说明学生在概念认知和思维发展上都扎实地向前迈进了一步。这样的活动安排在教学的最后，对学生概念的巩固和思维的激活将起到事半功倍的功效。

运用图示记录可以帮助教师在有些内容的教学上化难为易、化繁为简。教师在运用时要将学生的隐性思维显性化。用学生的图示记录，启发、引导和帮助他们讲出自己的思维过程和思维结果，使学生的隐性思维一层层地暴露出来，过程一步步地展现出来。