“圖式理論”指導(dǎo)下建構(gòu)小學(xué)科學(xué)教學(xué)活動(dòng)

沈金瑛

摘要：什么是“圖式”？資料顯示：圖式教學(xué)是認(rèn)知學(xué)習(xí)中一個(gè)重要的概念，圖式是一種關(guān)于人的知識(shí)是怎樣被表征出來的，以及關(guān)于知識(shí)的表征如何以特有的方式有利于知識(shí)的應(yīng)用的理論。皮亞杰認(rèn)為：圖式雖然最初來自先天遺傳，但一經(jīng)和外界接觸，在適應(yīng)環(huán)境的過程中，圖式就不斷變化、豐富和發(fā)展起來了。

關(guān)鍵詞：圖式;圖時(shí)建構(gòu);科學(xué)教學(xué)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）03-0150-02

筆者認(rèn)為，在小學(xué)科學(xué)的教學(xué)過程中，運(yùn)用圖式理論來豐富教學(xué)，從教師的角度上來看要把握教材、充分了解學(xué)生，從學(xué)生的角度來看應(yīng)該是運(yùn)用圖式來幫助學(xué)習(xí)。

1 了解學(xué)生已有科學(xué)概念，激活圖式

如在執(zhí)教三年級(jí)《磁鐵》單元時(shí)，教師通過課前與學(xué)生交談，通過一些問題，如“你玩過磁鐵嗎？”“你是怎么玩磁鐵的？”“你在哪里見過磁鐵？”……在學(xué)生的交流過程中，梳理學(xué)生所掌握的現(xiàn)有概念。比如，學(xué)生知道磁鐵能吸東西（或者有的學(xué)生說磁鐵可以吸金屬），學(xué)生不一定能準(zhǔn)確地說出磁貼能吸引貼鈷鎳等物質(zhì)，但是離我們所要掌握的正確的“科學(xué)概念”并不遠(yuǎn)，老師也能從中發(fā)現(xiàn)，有的學(xué)生認(rèn)為只要是金屬就能被磁鐵吸引。

學(xué)生的已有概念其實(shí)就是存在孩子腦海中最原始的知識(shí)圖式，教師需要激活這一原始圖式，讓學(xué)生充分地把自己內(nèi)在的這一知識(shí)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出來。但學(xué)生的“已有圖式”中所建立的概念，不一定是完全正確的，有的是相似的，有的也可能是錯(cuò)誤的，這就利于教師在原有圖式的基礎(chǔ)上形成新的圖式指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。

2 利用多種可觀手段，豐富圖式

《“圖式教學(xué)”：建構(gòu)新的學(xué)習(xí)方式》一文中提到，圖式教學(xué)的范疇涵蓋了一切“以圖的形式”的學(xué)習(xí)。還包括學(xué)習(xí)地圖、思維導(dǎo)圖、思維可視化、圖示教學(xué)、概念圖等一切與“圖”有關(guān)的教學(xué)與學(xué)習(xí)形式。小學(xué)階段科學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)容主要有四大領(lǐng)域：物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域、生命科學(xué)領(lǐng)域、地球與宇宙領(lǐng)域、技術(shù)與工程領(lǐng)域。在教學(xué)過程中，這四大領(lǐng)域的學(xué)習(xí)我通常把它們分成兩大板塊來開展：概念教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)。如何在學(xué)生已有圖式的基礎(chǔ)上，不斷豐富圖式的形式，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。

2.1 運(yùn)用圖像圖式，固化概念教學(xué)

“在很多情況下，知識(shí)的煉制可以借助圖像、隱喻、類比和圖示來進(jìn)行。”“連環(huán)畫越來越多，圖像已經(jīng)占領(lǐng)了世界，象形符號(hào)在國際化場(chǎng)所的大量使用就證明了這一點(diǎn)。”小學(xué)生通常對(duì)圖片要比對(duì)文字的興趣更濃厚，也更易理解并記憶，因此根據(jù)學(xué)生這一特點(diǎn)，教學(xué)時(shí)可以結(jié)合圖式來幫助學(xué)生學(xué)習(xí)記憶，認(rèn)識(shí)并內(nèi)化正確的科學(xué)概念知識(shí)。

執(zhí)教三年級(jí)《我們知道的磁鐵》一課，在交流時(shí)老師對(duì)于學(xué)生的已有概念有了一定的認(rèn)識(shí)，接著帶領(lǐng)學(xué)生了解歸納，為了便于學(xué)生內(nèi)化有關(guān)磁鐵的知識(shí)，在教學(xué)時(shí)可利用氣泡圖的形式展示：

教師利用氣泡圖將磁鐵的知識(shí)分成三大類，一目了然地展現(xiàn)給學(xué)生，利用學(xué)生對(duì)于磁鐵相關(guān)的概念的記憶。

又如執(zhí)教《誰先迎來黎明》一課時(shí)，通過研究了解地球自轉(zhuǎn)的方向是自西向東，針對(duì)高年級(jí)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)特點(diǎn)，我們可以利用網(wǎng)狀圖式來幫助學(xué)生了解如何去研究地球的自轉(zhuǎn)方向：

通過這樣的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生了解研究地球自轉(zhuǎn)方向的方法有很多，而這些方向研究的結(jié)果都指向同一個(gè)科學(xué)概念，那就是地球自轉(zhuǎn)的方向是自西向東。

運(yùn)用在科學(xué)教學(xué)中的圖式形式還有很多，比如：維恩圖、模型圖式等，有了這些形式多樣的圖式幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，科學(xué)概念的建立一定會(huì)更加深刻。

2.2 建立結(jié)構(gòu)圖式，升華實(shí)驗(yàn)教學(xué)

《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出：“小學(xué)科學(xué)課程倡導(dǎo)以探究式學(xué)習(xí)為主的多樣化學(xué)習(xí)方式，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)探究。科學(xué)探究學(xué)段目標(biāo)：提出問題、做出假設(shè)、制定計(jì)劃、搜集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、表達(dá)交流、反思評(píng)價(jià)8個(gè)要素。”一～六年級(jí)在不同領(lǐng)域中都設(shè)計(jì)了適合相關(guān)年齡的實(shí)驗(yàn)。結(jié)合這8個(gè)要素可以歸納出不同實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的探究圖式，幫助學(xué)生建立探究學(xué)習(xí)的基本結(jié)構(gòu)模式。

如執(zhí)教《電磁鐵的磁力大小》時(shí)，結(jié)合學(xué)生猜測(cè)的因素，先給出其中一個(gè)因素的方案框架：提出問題（電磁鐵磁力大小和電流大小有關(guān)）→假設(shè)（電流大、磁力大）→制定方案（用圖畫或文字記錄下實(shí)驗(yàn)的方法，來證明自己的假設(shè)）→搜集證據(jù)（記錄好實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，并匯報(bào)）→處理信息（分析自己小組的數(shù)據(jù)，并對(duì)比其他各組數(shù)據(jù)）→得出結(jié)論（通過電磁鐵吸引的大頭針的數(shù)據(jù)來對(duì)比磁力的變化，結(jié)合剛開始問題回答），給學(xué)生搭建了一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本框架結(jié)構(gòu)，學(xué)生的表達(dá)交流及反思也有理可依、有感而發(fā)，不會(huì)出現(xiàn)課堂上不知道如何表達(dá)，不知道實(shí)驗(yàn)后本課的重點(diǎn)知識(shí)是什么。

這樣的基本框架結(jié)構(gòu)，從三年級(jí)的科學(xué)教學(xué)中教師就可以開始不斷滲透，從淺人深、從易到難，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)的過程中，不僅收獲的是科學(xué)概念，更收獲實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不可多得的寶貴的科學(xué)素養(yǎng)能力。

3 整合拓展學(xué)科內(nèi)容，發(fā)展圖式

《學(xué)習(xí)的本質(zhì)》一書中提到，“把知識(shí)分隔成一個(gè)個(gè)學(xué)科顯然是一種由來已久的社會(huì)學(xué)現(xiàn)象。它促進(jìn)了許多領(lǐng)域的職業(yè)化，使知識(shí)領(lǐng)域取得了切實(shí)的進(jìn)步，遺憾的是，現(xiàn)代知識(shí)的有些方面還是被人們忽視了，或者是沒有被好好研究。”這段話讓我聯(lián)想到了現(xiàn)在提倡的“STEM”課程，而新課標(biāo)中也有關(guān)于對(duì)“技術(shù)與工程”目標(biāo)的描述，這不正說明了，學(xué)科整合運(yùn)用的重要性。在發(fā)展技術(shù)工程的過程中，不斷地加強(qiáng)了對(duì)課堂中科學(xué)概念、實(shí)驗(yàn)等圖式的運(yùn)用，對(duì)于圖式的發(fā)展也有關(guān)鍵作用。

案例：吸管噴霧器

利用兩根粗細(xì)不同的吸管，在燒杯中裝入一些水，將細(xì)管一端豎直插入水中，另一端露出水面約5厘米左右;粗管一端靠在細(xì)管露出水面的那頭，另一端用嘴巴吹氣。

科學(xué)：圍繞空氣壓力來進(jìn)行研究。空氣流速增加，壓力變小。

三年級(jí)下冊(cè)科學(xué)課上學(xué)生研究了空氣占據(jù)空間，壓縮空氣是有彈性的。但是教材只利用一課的時(shí)間呈現(xiàn)了空氣的這一特點(diǎn)。空氣是人類賴以生存的物質(zhì)，它看不見摸不著，但是它卻隱藏著巨大的秘密。在這一想法的驅(qū)動(dòng)下，我決定利用這個(gè)小小的活動(dòng)，帶領(lǐng)學(xué)生探究更多有關(guān)空氣的特點(diǎn)，并利用這一特點(diǎn)解釋生活中的一些現(xiàn)象，還可以利用這一科學(xué)原理來進(jìn)行科技小制作。

技術(shù)：搭建一個(gè)吸管噴霧器。

利用水杯、吸管搭建一個(gè)可以吹出噴霧的裝置。

工程：如何能夠輕易地制造更多的噴霧。

有粗細(xì)不同的兩根吸管，學(xué)生在制造噴霧前會(huì)嘗試兩根吸管的擺放的位置，他們會(huì)思考如何比較輕松地制造噴霧，并且噴霧的數(shù)量比較多。

數(shù)學(xué)：測(cè)量噴霧的距離或面積。

將白紙放在噴霧前，水染色，測(cè)量噴霧的距離，來對(duì)每組的噴霧器效能做出評(píng)價(jià)，并不斷地改進(jìn)方法。

分析：

吸管噴霧器的原理其實(shí)也是利用了空氣的壓力，在生活中飛機(jī)機(jī)翼其實(shí)也使用了這一原理，飛機(jī)高速飛行時(shí)，機(jī)翼上端的空氣流速快，壓力小，所以容易產(chǎn)生一個(gè)向上的力，利于飛機(jī)飛行。一個(gè)小小的裝置里包含了這么大的科學(xué)道理，學(xué)生接觸后是異常興奮的，并且有的孩子課后還利用這一原理對(duì)生活中類似的現(xiàn)象進(jìn)行解釋，如竹蜻蜒。

《“圖式教學(xué)”：建構(gòu)新的學(xué)習(xí)方式》一文中提到，“展學(xué)圖式在知識(shí)的應(yīng)用與拓展階段出現(xiàn)，其作用在于引導(dǎo)學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)，啟發(fā)學(xué)生通過“有意義建構(gòu)”形成優(yōu)質(zhì)的認(rèn)知。”在運(yùn)用“STEM”進(jìn)行教學(xué)整合過程中，學(xué)生對(duì)自己所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行整合并不斷地加工，在腦海中形成了新的圖式。

圖式理論在教學(xué)中的運(yùn)用是利用學(xué)生的腦海中未經(jīng)加工的知識(shí)圖式，不斷同化、順應(yīng)，形成利于學(xué)生學(xué)習(xí)的有效手段。如何正確把握?qǐng)D式教學(xué)，仍需我們教師不斷思考。

參考文獻(xiàn)：

[1]許閩安，圖式理論的應(yīng)用和局限性[J].吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，22（4）：62-64.