“圖式理論”指導下建構小學科學教學活動

沈金瑛

摘要：什么是“圖式”？資料顯示：圖式教學是認知學習中一個重要的概念，圖式是一種關于人的知識是怎樣被表征出來的，以及關于知識的表征如何以特有的方式有利于知識的應用的理論。皮亞杰認為：圖式雖然最初來自先天遺傳，但一經和外界接觸，在適應環境的過程中，圖式就不斷變化、豐富和發展起來了。

關鍵詞：圖式;圖時建構;科學教學

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）03-0150-02

筆者認為，在小學科學的教學過程中，運用圖式理論來豐富教學，從教師的角度上來看要把握教材、充分了解學生，從學生的角度來看應該是運用圖式來幫助學習。

1 了解學生已有科學概念，激活圖式

如在執教三年級《磁鐵》單元時，教師通過課前與學生交談，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？”……在學生的交流過程中，梳理學生所掌握的現有概念。比如，學生知道磁鐵能吸東西（或者有的學生說磁鐵可以吸金屬），學生不一定能準確地說出磁貼能吸引貼鈷鎳等物質，但是離我們所要掌握的正確的“科學概念”并不遠，老師也能從中發現，有的學生認為只要是金屬就能被磁鐵吸引。

學生的已有概念其實就是存在孩子腦海中最原始的知識圖式，教師需要激活這一原始圖式，讓學生充分地把自己內在的這一知識結構表現出來。但學生的“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，有的也可能是錯誤的，這就利于教師在原有圖式的基礎上形成新的圖式指導學生學習。

2 利用多種可觀手段，豐富圖式

《“圖式教學”：建構新的學習方式》一文中提到，圖式教學的范疇涵蓋了一切“以圖的形式”的學習。還包括學習地圖、思維導圖、思維可視化、圖示教學、概念圖等一切與“圖”有關的教學與學習形式。小學階段科學學習的內容主要有四大領域：物質科學領域、生命科學領域、地球與宇宙領域、技術與工程領域。在教學過程中，這四大領域的學習我通常把它們分成兩大板塊來開展：概念教學和實驗教學。如何在學生已有圖式的基礎上，不斷豐富圖式的形式，幫助學生學習。

2.1 運用圖像圖式，固化概念教學

“在很多情況下，知識的煉制可以借助圖像、隱喻、類比和圖示來進行?！薄斑B環畫越來越多，圖像已經占領了世界，象形符號在國際化場所的大量使用就證明了這一點?！毙W生通常對圖片要比對文字的興趣更濃厚，也更易理解并記憶，因此根據學生這一特點，教學時可以結合圖式來幫助學生學習記憶，認識并內化正確的科學概念知識。

執教三年級《我們知道的磁鐵》一課，在交流時老師對于學生的已有概念有了一定的認識，接著帶領學生了解歸納，為了便于學生內化有關磁鐵的知識，在教學時可利用氣泡圖的形式展示：

教師利用氣泡圖將磁鐵的知識分成三大類，一目了然地展現給學生，利用學生對于磁鐵相關的概念的記憶。

又如執教《誰先迎來黎明》一課時，通過研究了解地球自轉的方向是自西向東，針對高年級學生的科學學習特點，我們可以利用網狀圖式來幫助學生了解如何去研究地球的自轉方向：

通過這樣的網狀結構，讓學生了解研究地球自轉方向的方法有很多，而這些方向研究的結果都指向同一個科學概念，那就是地球自轉的方向是自西向東。

運用在科學教學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生學習，科學概念的建立一定會更加深刻。

2.2 建立結構圖式，升華實驗教學

《小學科學課程標準》提出：“小學科學課程倡導以探究式學習為主的多樣化學習方式，促進學生主動探究?？茖W探究學段目標：提出問題、做出假設、制定計劃、搜集證據、處理信息、得出結論、表達交流、反思評價8個要素?！币弧昙壴诓煌I域中都設計了適合相關年齡的實驗。結合這8個要素可以歸納出不同實驗教學中的探究圖式，幫助學生建立探究學習的基本結構模式。

如執教《電磁鐵的磁力大小》時，結合學生猜測的因素，先給出其中一個因素的方案框架：提出問題（電磁鐵磁力大小和電流大小有關）→假設（電流大、磁力大）→制定方案（用圖畫或文字記錄下實驗的方法，來證明自己的假設）→搜集證據（記錄好實驗的數據，并匯報）→處理信息（分析自己小組的數據，并對比其他各組數據）→得出結論（通過電磁鐵吸引的大頭針的數據來對比磁力的變化，結合剛開始問題回答），給學生搭建了一個實驗的基本框架結構，學生的表達交流及反思也有理可依、有感而發，不會出現課堂上不知道如何表達，不知道實驗后本課的重點知識是什么。

這樣的基本框架結構，從三年級的科學教學中教師就可以開始不斷滲透，從淺人深、從易到難，讓學生在學習科學的過程中，不僅收獲的是科學概念，更收獲實驗教學中不可多得的寶貴的科學素養能力。

3 整合拓展學科內容，發展圖式

《學習的本質》一書中提到，“把知識分隔成一個個學科顯然是一種由來已久的社會學現象。它促進了許多領域的職業化，使知識領域取得了切實的進步，遺憾的是，現代知識的有些方面還是被人們忽視了，或者是沒有被好好研究?！边@段話讓我聯想到了現在提倡的“STEM”課程，而新課標中也有關于對“技術與工程”目標的描述，這不正說明了，學科整合運用的重要性。在發展技術工程的過程中，不斷地加強了對課堂中科學概念、實驗等圖式的運用，對于圖式的發展也有關鍵作用。

案例：吸管噴霧器

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

科學：圍繞空氣壓力來進行研究?？諝饬魉僭黾?，壓力變小。

三年級下冊科學課上學生研究了空氣占據空間，壓縮空氣是有彈性的。但是教材只利用一課的時間呈現了空氣的這一特點?？諝馐侨祟愘囈陨娴奈镔|，它看不見摸不著，但是它卻隱藏著巨大的秘密。在這一想法的驅動下，我決定利用這個小小的活動，帶領學生探究更多有關空氣的特點，并利用這一特點解釋生活中的一些現象，還可以利用這一科學原理來進行科技小制作。

技術：搭建一個吸管噴霧器。

利用水杯、吸管搭建一個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。

有粗細不同的兩根吸管，學生在制造噴霧前會嘗試兩根吸管的擺放的位置，他們會思考如何比較輕松地制造噴霧，并且噴霧的數量比較多。

數學：測量噴霧的距離或面積。

將白紙放在噴霧前，水染色，測量噴霧的距離，來對每組的噴霧器效能做出評價，并不斷地改進方法。

分析：

吸管噴霧器的原理其實也是利用了空氣的壓力，在生活中飛機機翼其實也使用了這一原理，飛機高速飛行時，機翼上端的空氣流速快，壓力小，所以容易產生一個向上的力，利于飛機飛行。一個小小的裝置里包含了這么大的科學道理，學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生活中類似的現象進行解釋，如竹蜻蜒。

《“圖式教學”：建構新的學習方式》一文中提到，“展學圖式在知識的應用與拓展階段出現，其作用在于引導學生靈活運用知識，啟發學生通過“有意義建構”形成優質的認知?！痹谶\用“STEM”進行教學整合過程中，學生對自己所學的知識進行整合并不斷地加工，在腦海中形成了新的圖式。

圖式理論在教學中的運用是利用學生的腦海中未經加工的知識圖式，不斷同化、順應，形成利于學生學習的有效手段。如何正確把握圖式教學，仍需我們教師不斷思考。

參考文獻：

[1]許閩安，圖式理論的應用和局限性[J].吉林工程技術師范學院學報，2006，22（4）：62-64.