概念圖示法：從意會到言傳的嬗變

沈麗萍

思維的發展是以語言為工具進行交流的結果，概念建構的標志之一就是能用建構的概念去解釋生活中的現象。筆者在教學中發現，面對諸多“理解性問題”，經常會出現“只可意會不能言傳”的窘境，無法用自己的語言深入分析問題或表達觀點，或者只知答案而不明其理。

其實，解釋的過程，正是學生對學習內容進行系統化梳理的過程。在調查和日常教學中不難發現，學生在解釋具體問題時往往是以形象思維為主，或者只是依據文本的答案，或者只停留在表象的概括階段上。

一、案例呈現

聲音是怎樣產生的（教科版四年級上冊《聲音》單元）。

在課堂小結時，教師問：“聲音是怎樣產生的？” 學生都會明確地回答：“聲音是物體振動產生的。”但如果敲擊桌子，問：桌子怎么會發出聲音？有學生可能會說是因為敲擊產生了聲音，他們還是只關注看得到的表象“擊打”，而并未真正關注物體自身的變化“振動”，沒有實現認識上的跨越。

二、成因解讀

（一）新舊不符，止于感性認識

學生的感性認識影響著對事物的判斷，學生在活動中發現桌子的聲音是在“敲打”這個動作發出后而產生的，僅僅聚焦于聲音是由外力作用下產生的，這種具體的形象思維起著主導作用，不會化“具體”為“抽象”，阻礙了對原理的進一步理解。

（二）缺少思辨，困于不可言傳

在將科學概念和新信息進行分析、解釋、推理的過程中，學生僅僅用文本的結論一概而論，卻不能清晰地暴露思維走向。

基于以上問題，筆者借本文，主要敘述在教學中嘗試采用“概念圖示法”，將抽象的科學概念與直觀的圖像結合起來，為核心概念的理解架構了有效的學習“支架”的一些做法。

三、概念圖示法的應用

概念圖示法是以圖文結合的方式來進行概念表述和現象解釋的輔助工具，有著直觀的視角，是學生應用科學概念進行表述的媒介，也是一種例示的模型。它可以幫助師生對概念展開有意義和深層次的探究，使一些復雜的信息和抽象的知識更加清晰和直觀。根據科學學習內容及圖示功能主要分為以下幾種：

（一）實驗圖示法

“物質世界”板塊的學習內容可以廣泛應用實驗圖示法來促進理解，如溶解、物質的變化、沉和浮等單元的學習內容，它可以幫助學生快速進入實驗情景模式，利用一系列圖示符號把本來不可視的思維呈現出來。

以五年級下冊《沉和浮》單元為例，這一單元的核心概念是有關物質的密度，即物質質量與體積的比值，影響沉浮的變量涉及物質體積大小、重量、液體的密度。由于小學生的年齡特點，教材沒有直接出現密度概念，而是通過用同體積的重量作比較，幫助學生建立密度的前科學概念，并用浮力和重力的關系解釋沉浮現象。下面筆者就用圖示診斷的方式，幫助學生降低學習難度，提高學生應用浮力解釋現象的能力。

表象：浮力大小與物體的運動狀態有關，上浮的物體受到的浮力大，下沉的物體受到的浮力小。

例題：把同樣大小的木塊和鐵塊浸沒水中，同時松手，木塊上浮，鐵塊下沉， 受到的浮力大。

A.木塊 B.鐵塊 C.一樣大 D.無法確定

解讀：這是學生中出現的典型錯誤案例，認為木塊受到浮力大的占有一定的比例，學生在解釋時都認為“木塊是浮的，所以受到的浮力大”。由此窺見部分學生對于浮力的理解還是停留在物體沉浮的表面現象上，不能脫離具體表象形成抽象的概念，只能用感性認識對事物進行解釋，缺乏嚴格的推理論證，所以很難理解“沉的鐵塊受到的浮力反而比木塊受到的浮力大”。

概念圖示法便以“物體在水中受到的浮力與什么因素有關？”為核心問題，展開梳理，更為有效地展示實驗現象和思維的結果。學生借助關鍵詞和核心概念，輔以受力示意圖符號來替代文字，更直觀地呈現力的方向，以及物體在水中的狀態，幫助學生厘清解題的思路，在此基礎上作出合理解釋：“鐵塊浸沒在水中的體積大，排開的水量大，受到的浮力大。”（如圖1）學生的模糊概念在解釋過程中層層深入，清晰呈現了論證的過程，推動著科學的邏輯思維方法的養成，也培養了學生思考問題的嚴密性和全面性。當學生的思維聚焦到浮力大小與排開的水量有關時，我們便可以以此類推，舉一反三，列舉更多的例子讓學生解釋，如“鐵塊受到的浮力比木塊大，為什么反而下沉了，你能解釋鐵塊下沉的原因嗎？”從重力和浮力這兩個變量的相互關系決定物體是否下沉。還有類似的現象“如果把相同體積不同重量的球放入水中，哪個球受到的浮力最小？”等等。

（二）結構圖示法

學生雖然具有一定的邏輯思維能力，但思維的組織性、條理性還比較欠缺，遇到信息量較多的問題，思維就會紊亂。生命科學領域涉及的信息量較大，如人體消化系統、呼吸系統、花的結構等。為了幫助學生更好地了解它們的結構和功能，通過關鍵字詞輔以圖形的形式，既可以省去大量的文字敘述，又清晰地梳理出并列或是從屬等關系，從而建立起可視的思維結構圖，清楚地將自己的理解過程展現出來。

表象：在室內，人多擁擠時會感覺氣悶。

例題：冬天，教室若長時間不開窗，很多同學會感到頭暈，注意力不集中，這是什么原因？

解讀：結構圖示法能有意識地引導學生建立有序的知識結構，從靜態的身體形態到動態的生命活動，從個體的結構與功能到整體的相互作用。圖示將呼吸過程清晰呈現：外界空氣吸進鼻腔—咽—喉—氣管—支氣管—肺；氣體交換后廢氣從肺—支氣管—氣管—喉—鼻腔呼出（如圖2）。既梳理了呼吸系統的結構和功能，也進一步理解了呼吸是氣體交換的過程，它承擔著將氧氣帶入體內，將二氧化碳排出體外的重要工作。如果長時間不開窗，空氣不流通，不能及時補充新鮮空氣，人體將吸進的氧氣轉化成二氧化碳而呼出，所以教室里二氧化碳濃度太高，造成教室內缺氧，引起人體大腦供氧不足。

（三）對比圖示法

利用科學概念解釋生活現象是現有觀念向科學認識的發展和拓寬，是遷移所學知識的主要途徑。只停留在文本上的概念，在不同情境、不同時間中會表現出其不穩定性的一面。如何真正實現從“知道”到“理解”的過渡， 運用圖示提供關鍵信息，通過對比大大降低了問題的難度。

表象：在天氣變冷的時候，大家都很自然地想到增加衣服，多穿衣服讓身體感覺暖和。

例題：夏天天氣非常熱，有時由于供電不足會導致商店停電，這時就可以用厚厚的棉被覆蓋在冰柜上，以減緩棒冰融化的速度，請說說其中的道理。

解讀：多穿衣服感覺暖和是因為“衣服能保溫”，學生的答案很標準也很正確，但厚厚的棉被蓋在冰柜上，真的可以減緩融化速度嗎？一部分學生對此是持懷疑態度的。我們需要的不只是答案，而是這種表象背后蘊含的科學原理。圖示能較形象地揭示熱傳遞的過程（如圖3），讓學生關注熱可以從一個物體傳遞到另一個物體，并發現這種傳遞是有方向的。冬天時，我們的體溫比外界空氣的溫度高，衣服起到了阻止冷熱傳遞的作用，穿得越多越厚，阻止冷熱傳遞的效果就越明顯。

同樣的道理，夏天時冰柜外的溫度很高，覆蓋在冰柜上的棉被有效阻擋了外面熱空氣的進入。應用類比推理從已知對象具有的某種性質推出相對應的性質。如果棉被越厚呢？如果沒有棉被呢？教師邊設疑邊改變圖示，代表棉被的符號從一層到多層，再完全撤掉（如圖4），有序的解釋便是對于所學知識最好的應用，學生對于熱傳遞的理解便自然水到渠成。還可以拓展聯系保溫杯的作用等，在解釋過程中反思修正、逐步完善。

（四）動態圖示法

隱含在簡潔的概括性的科學概念下，是豐富的科學內涵和外延。只有讓學生自己建立起一個新概念的表述方式，對學生來說，這個概念才是可以理解的。我們需要的不僅僅是文本上的結論，也不是用簡單的小結來替代學生的思維過程。教師要立足認知規律，借圖示的濃縮、靜中析動的作用，使“共性”的呈現可視化。

表象：影子在光的作用下，長短、大小、形狀、方向都會發生變化。

例題：趙紅與幾名同學做手影游戲時發現，手影的大小經常在改變，影子的大小與什么因素有關，請你解釋一下。

解讀：影子的“長短”和“大小”在學生原有認知系統中是一個盲點，它是事物的兩個方面，既有交叉又有區別。當一些知識難以用清晰的語言進行描述時，圖文解釋可以讓事物變得通俗易懂，并能清晰地展示事物之間的邏輯關系。當光源和屏幕的位置不變時，光源和遮擋物距離越近影子越大，光源和遮擋物距離越遠影子越小。學生知道光是直線傳播的，因為手是不透光的，所以在后面形成一個暗的區域，就是影子。借助圖文解釋，學生更容易理解擋住的范圍越大，形成的影子就越大（如圖5），學生會在腦海里建構形象的解釋模型，從知其然到知其所以然，在紛繁復雜的表象下找到影子變化的規律。

由此引申到生活情境“晚上散步，當走向路燈時，人的影子為什么越來越短？”進一步理解影子的長短變化與光傳播的方向有關，當走近路燈影子越來越短，當路燈在你頭頂上的時候，影子在你腳下，影子也最短。

概念圖示法作為一種思維支架，將隱形的知識顯性化、可視化，有助于學生間的思考和交流。課堂上，少一點教師的娓娓相授，多一點學生的細細道來，讓學生借助圖示從關注“對錯”拓寬到關注“知識加工”或“問題解決”的過程，在具體的問題情境中主動“輸出”，更大程度上讓學生進行理解性的學習，學生才會找到新的生長點。

（浙江省平湖市當湖中心小學 314200）