顯插圖之魅力，強學生之素養
——初探“模型類插圖”提升學生科學素養

宋衛國

(浙江省紹興市建功中學 浙江紹興 312000)

科學課程標準指出，科學課程的核心理念是全面提高每一位學生科學核心素養，而科學教學中涉及的“科學核心素養”主要包括科學觀念、科學思維、實驗探究、科學態度與責任四個要素。我們要認真鉆研、挖掘、開發和使用好教材中不同模型類插圖，實現有效的教與學，更好地為學生的科學學習服務。筆者結合自己的教學實踐，就三種類型的模型類插圖在具體教學活動中如何提高學生科學核心素養談一些自己的看法。

一、直觀模型插圖加強識記科學概念

科學教學中，概念是一個較為抽象的屬性，能夠反映客觀的、本質的內容。但某些概念離學生的生活經驗太遙遠，如細胞、分子、原子等微觀概念，又如，地球、太陽、星系等宏觀概念。如果學生在學習過程中沒有感性的認知、直接的體驗做基礎，則可能會導致理解錯誤或思維障礙。而教材中的直觀模型插圖則很好地解決了這一問題，直觀模型插圖是指教材中以實物或圖畫形式等直觀形式表達對象的某種特征的插圖，其既可以是微觀模型圖又可以是宏觀模型圖，其顯著的特點就是形象直觀，還可以模擬客觀實物的某些功能與性質，使相關知識便于理解記憶，將抽象的概念與人腦中存在的事物聯系起來，使學生的理解記憶更加清晰和透徹。在教學過程中，通過對直觀模型插圖資料的有效解讀與應用，挖掘插圖資源中的隱性知識，實現對文字知識的有效補充，可以幫助學生在識記抽象科學概念的過程中形成一個形象的思考對象，更好地理解這些抽象的科學概念，從而提高學生科學觀念這一核心素養[1]。

例如，七年級上冊第四章第一節“物質的構成”，這節課中講解了酒精和水混合的實驗，從中能夠發現溶液的總體積變小了，通過這個實驗同學們得出結論：分子間存有空隙。但由于看不到微觀的分子結構和溶解過程，學生對此還是不能很好地理解記憶。課本為此特意設計了一個模型插圖：黃豆和芝麻混合實驗。這就是一個直觀類模型插圖，利用學生生活中常見的例子來直觀表現分子間的空隙，很直觀地實現了教學難點的突破，同時能幫助學生加強識記科學概念。

二、文字模型插圖增加理解科學規律

由于初中科學中有些科學規律比較抽象，而初中階段的學生主要以形象思維為主，他們在理解上會存在一定的困難，而利用教材中的文字模型插圖能有效降低學生學習科學規律的難度。文字模型插圖，就是教材中以文字形式表述事物之間的聯系與本質的模型類插圖，如物理變化、化學變化的文字描述、光合作用模型、物質的分類及生態系統結構的表述等，它建能夠促進學生對所學知識進行結構化整理和歸納總結，使知識結構化、規律化，提高學生的歸納、概括、語言表述和綜合概括能力，進而提高學生科學思維這一科學核心素養。

例如，在八年級上冊第一章第三節“水的浮力”這節課中，老師在講解物體浮沉的條件時，只通過文字的講解，學生很難準確把握與聯系三種浮沉情況（下沉、懸浮或漂浮、上浮），教材中安排了一個文字類的模型插圖，同學們就很容易地將物體的三種浮沉條件的情況與物體所受重力與浮力大小關系的規律聯系歸納起來。利用教材中的文字模型插圖能有效降低學生對三種浮沉條件的學習難度，幫助學生理解科學規律。

三、過程模型插圖提升應用科學原理

在初中科學學習過程中，學生經常需要用科學原理解決各種由生活情境所改編的問題，但由于這些實際問題都不是理想狀態，其中存在較多干擾因素，而學生在對這些問題進行分析和解決的過程中，經常會對事物的變化過程分析不清，從而影響到問題的科學解決與應用。這時教師就可以通過教材中過程模型插圖的運用引導學生對這些問題進行分析，從而提升學生問題解決的準確性和高效性。過程模型插圖是指教材中將那些物體的物理、化學變化過程，實驗操作過程等比較復雜的變化和操作過程進行分解和簡化，將其變成簡單、易理解的過程性模型圖片。在對實際問題進行教學分析時，運用教材中的過程模型插圖，不僅可以將問題簡化，讓學生清楚地認識過程，還能加深學生對概念和規律的理解與應用，培養學生的創新思維，提升學生科學核心素養中的實驗探究，科學責任與態度的兩個要素[2]。

例如，在八年級上第一章第二節“水的組成”化學反應的實質和分子原子的本質區別的教學中，教材又安排了一幅過程模型插圖，將看不見的微觀變化過程呈現了出來。水分子在通電的條件下拆成氧原子和氫原子，然后重新組合生成氧分子和氫分子。從模型插圖中可以清楚地看到化學變化的實質就是反應物的分子拆開成原子，原子重新組合成新物質分子的過程以及分子與原子的本質區別為在化學變化中是否可以再分。這就是運用教材中過程模型插圖，將一個化學變化的變化過程問題進行簡化，讓學生清楚地認識化學變化的實質過程，同時能加深學生對分子、原子概念和化學變化規律的理解與應用。

綜上所述，科學教材中的模型類插圖能呈現科學現象、物質的性質、結構、變化、聯系、科學實驗現象與過程等，而在科學學習過程中，學生需要記憶大量的科學概念和規律，還需要梳理與聯系各種科學現象，理解與應用各種科學變化過程和實驗步驟，學生會遇到各種不同的問題，而通過這三類模型插圖的運用能夠提高學生對科學概念的記憶理解，對科學規律的歸納總結，以及問題解決的能力和科學知識應用的能力。