显插图之魅力，强学生之素养——初探“模型类插图”提升学生科学素养

宋卫国

(浙江省绍兴市建功中学 浙江绍兴 312000)

科学课程标准指出，科学课程的核心理念是全面提高每一位学生科学核心素养，而科学教学中涉及的“科学核心素养”主要包括科学观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任四个要素。我们要认真钻研、挖掘、开发和使用好教材中不同模型类插图，实现有效的教与学，更好地为学生的科学学习服务。笔者结合自己的教学实践，就三种类型的模型类插图在具体教学活动中如何提高学生科学核心素养谈一些自己的看法。

一、直观模型插图加强识记科学概念

科学教学中，概念是一个较为抽象的属性，能够反映客观的、本质的内容。但某些概念离学生的生活经验太遥远，如细胞、分子、原子等微观概念，又如，地球、太阳、星系等宏观概念。如果学生在学习过程中没有感性的认知、直接的体验做基础，则可能会导致理解错误或思维障碍。而教材中的直观模型插图则很好地解决了这一问题，直观模型插图是指教材中以实物或图画形式等直观形式表达对象的某种特征的插图，其既可以是微观模型图又可以是宏观模型图，其显著的特点就是形象直观，还可以模拟客观实物的某些功能与性质，使相关知识便于理解记忆，将抽象的概念与人脑中存在的事物联系起来，使学生的理解记忆更加清晰和透彻。在教学过程中，通过对直观模型插图资料的有效解读与应用，挖掘插图资源中的隐性知识，实现对文字知识的有效补充，可以帮助学生在识记抽象科学概念的过程中形成一个形象的思考对象，更好地理解这些抽象的科学概念，从而提高学生科学观念这一核心素养[1]。

例如，七年级上册第四章第一节“物质的构成”，这节课中讲解了酒精和水混合的实验，从中能够发现溶液的总体积变小了，通过这个实验同学们得出结论：分子间存有空隙。但由于看不到微观的分子结构和溶解过程，学生对此还是不能很好地理解记忆。课本为此特意设计了一个模型插图：黄豆和芝麻混合实验。这就是一个直观类模型插图，利用学生生活中常见的例子来直观表现分子间的空隙，很直观地实现了教学难点的突破，同时能帮助学生加强识记科学概念。

二、文字模型插图增加理解科学规律

由于初中科学中有些科学规律比较抽象，而初中阶段的学生主要以形象思维为主，他们在理解上会存在一定的困难，而利用教材中的文字模型插图能有效降低学生学习科学规律的难度。文字模型插图，就是教材中以文字形式表述事物之间的联系与本质的模型类插图，如物理变化、化学变化的文字描述、光合作用模型、物质的分类及生态系统结构的表述等，它建能够促进学生对所学知识进行结构化整理和归纳总结，使知识结构化、规律化，提高学生的归纳、概括、语言表述和综合概括能力，进而提高学生科学思维这一科学核心素养。

例如，在八年级上册第一章第三节“水的浮力”这节课中，老师在讲解物体浮沉的条件时，只通过文字的讲解，学生很难准确把握与联系三种浮沉情况（下沉、悬浮或漂浮、上浮），教材中安排了一个文字类的模型插图，同学们就很容易地将物体的三种浮沉条件的情况与物体所受重力与浮力大小关系的规律联系归纳起来。利用教材中的文字模型插图能有效降低学生对三种浮沉条件的学习难度，帮助学生理解科学规律。

三、过程模型插图提升应用科学原理

在初中科学学习过程中，学生经常需要用科学原理解决各种由生活情境所改编的问题，但由于这些实际问题都不是理想状态，其中存在较多干扰因素，而学生在对这些问题进行分析和解决的过程中，经常会对事物的变化过程分析不清，从而影响到问题的科学解决与应用。这时教师就可以通过教材中过程模型插图的运用引导学生对这些问题进行分析，从而提升学生问题解决的准确性和高效性。过程模型插图是指教材中将那些物体的物理、化学变化过程，实验操作过程等比较复杂的变化和操作过程进行分解和简化，将其变成简单、易理解的过程性模型图片。在对实际问题进行教学分析时，运用教材中的过程模型插图，不仅可以将问题简化，让学生清楚地认识过程，还能加深学生对概念和规律的理解与应用，培养学生的创新思维，提升学生科学核心素养中的实验探究，科学责任与态度的两个要素[2]。

例如，在八年级上第一章第二节“水的组成”化学反应的实质和分子原子的本质区别的教学中，教材又安排了一幅过程模型插图，将看不见的微观变化过程呈现了出来。水分子在通电的条件下拆成氧原子和氢原子，然后重新组合生成氧分子和氢分子。从模型插图中可以清楚地看到化学变化的实质就是反应物的分子拆开成原子，原子重新组合成新物质分子的过程以及分子与原子的本质区别为在化学变化中是否可以再分。这就是运用教材中过程模型插图，将一个化学变化的变化过程问题进行简化，让学生清楚地认识化学变化的实质过程，同时能加深学生对分子、原子概念和化学变化规律的理解与应用。

综上所述，科学教材中的模型类插图能呈现科学现象、物质的性质、结构、变化、联系、科学实验现象与过程等，而在科学学习过程中，学生需要记忆大量的科学概念和规律，还需要梳理与联系各种科学现象，理解与应用各种科学变化过程和实验步骤，学生会遇到各种不同的问题，而通过这三类模型插图的运用能够提高学生对科学概念的记忆理解，对科学规律的归纳总结，以及问题解决的能力和科学知识应用的能力。