玩转图像资源，提升探究效益.doc

杭州市第九届小学科学优秀论文评选玩转图像资源，提升探究实效（淳安县姜家镇中心小学 章荣华）【摘 要】针对当前科学探究学习中“动手有余，动脑不足”的现状，本文在分析与文献查找中认识到“图像资源”的运用是提升科学探究实效的重要策略。实践中，学生借助“科学图画、示意图、结构图”开展探究学习，创新了三种新的学习样式，并从“示范板演、卡片导学、可视反馈、全面评价”四个维度建构了促进该学习方式有效运行的保障措施。【关键词】玩转 图像资源 探究式学习 一、现状点击：动手有余，动脑不足在日常听课调研中，我们发现科学探究中学生一到动手操作环节就表现的热情十足，而一旦涉及那些像“你认为月球上的环形山是怎样形成的？假如消化系统的某一方面出现问题，将会发生什么情况？我们怎样做才能证明水、食用油、洗洁精等，谁流动的快？”等“假设、分析、方案策划”动脑环节，学生却一片默然。课堂总体可以用“动手有余，动脑不足”加以形容，其中动脑不足具体表现在“动脑时间不足，动脑层面不广，动脑深度不够”三个层面。（一）动脑时间不足。课堂上，学生主动性的发挥基本体现在“动手、动脑”两个主要方面。从它们在课堂占有的时间量看来，一节40分钟的科学探究课，学生参与动手探究的时间往往占20-25分钟，而动脑探究的时间基本保持在4-6分钟左右。用4-6分钟时间来进行“假设、分析、策划方案”是远远不足的。（二）动脑层面不广。从参与动脑的的学生数看来，一般一堂课上积极参与动手的学生占到了90%，而积极参与动脑的学生不足12.5%，而且每堂课上，能积极参与动脑的学生总是那么几个优生。另外，面对不同的学习任务，参与动脑的学生数也不同，一般“假设、分析”环节参与的学生数少之可怜，方案策划环节参与的学生数有所改观。（三）动脑深度不够。从课堂现状看来，即使学生有动脑的积极性，但学生在各类“假设、分析、方案策划”中仍然表现出深度不够的问题。一种状况是学生在动脑环节不知从什么地方开始思维，一直处于迷茫、糊涂、困境之中而无法自拔，思维的结果是收获甚微或无所收获；另一种情况是学生在动脑环节缺乏深度，对事物的分析、认识只停留在某一个层面，或只认知了事物的部分而没有认识全面。探究教学法的运用不但可以促进学生加深对科学概念的理解，同时可以促进学生学习科学家认识自然的方式。但从现状看来，要达到上述目标，需要我们在动脑探究环节做出深入的探讨，实现“动手和动脑协同发展”，方能促进科学教学走出新的实效。二、静心思考：认识不深，策略匮乏为什么在科学探究中，动脑探究环节达不到应有的实效呢？究其缘由，主要有以下两点原因。（一）教师对科学探究的认识偏颇。当前教材在编排体系上以“活动”为结构，这些“观察、实验”活动的完成，在大班背景下是很费时间的，因此教师会不自觉地将那些动脑所需的时间予以挤占。久而久之，一线教师在这种惯性中淡忘了理论上所阐述的关于科学探究的内涵，而在基于个体实践经验的基础上将科学探究的重点定位在行动探究方面。这种偏颇的认识让动脑探究失去了生存的土壤。 （二）结构良好的动脑探究策略匮乏。动脑，是一个思维加工与变革的过程。它的发生与发展离不开相应的内容，只有以内容相支撑，学生才能开展“分析、综合、类比”等思维活动。同时对于小学生来说，只有内容以具体而直观，长久而稳定的方式加以呈现，才能更多层面地链接学生的思维断层，促进学生的思维在直观的对比中，借鉴中获得持久的发展。但从当前常态课的动脑探究环节看来，一线教师并没有建构起具有良好结构的动脑探究策略，甚至还表现的相当匮乏。基于以上分析，我们认识到只有重新建立引领学生有效动脑探究的相应策略，并给教师一种成功的体验，学生的动脑探究才能重新走出实效。因此立足学生特点，在查阅文献中提出“玩转图像资源，提升探究实效”的假设。认为这种探究学习方式一则符合科学课程的性质的，科学概念与科学原理是建立在丰富而具体的科学现象之上的，图像的运用能为科学课程提供丰富、稳定、宏观的具像资源；二则吻合小学生认知特点的，探究教学是很理性的，这种理性的形成需要建立在一定的图像思维之上。三、实践操作：玩转图像，提升实效 它是“玩转图像资源，提升探究实效”的简称，本文下指皆同。“玩转图像，提升实效”是指学生开展探究学习时，将“观察、操作、实验”的具象结果用抽象的“科学图画、示意图、结构图”记载下来，并借助这种资源激发学生积极动脑，有效动脑，提升科学探究的实效。在这里，图像是探究学习开展的基础，是探究学习深化的关键，是探究学习获得升华的根本。它的践行定能实现科学课堂“理”与“趣”的统整，主要有三种具体操作样式。（一）在玩转“科学图画”中提升实效。它是指学生在探究学习中将观察、操作、实验所得转化为科学图画（或图片）的一种探究学习方式。教师用图像式作业呈现探究任务，以激发学生开展正确、规范、有序的探究活动，从中建构属于自己的科学图画，并在交流展示的基础上暴露一些认知上的迷茫点、矛盾点、差异点，从而引发新的探究行为发生。为此，学生开展探究前，教师将文字描述不清的操作要点用图像的方式展现出来；探究中，引领学生创造出基于自身认识的科学图像；探究后，通过小组或集体交流的方式展评各自建构的图像，并从中挖掘出新的探究话题进行现场探究。一般可以参照“图画驱动-图画创造-图画展评-续发探究”的基本步骤展开。这种以创造科学图画为目的的探究学习活动，有助于小学生将记录观察到现象和他人分享信息，它比普通文字记录更能引领学生倾注更多的精力在细节上，从而使观察活动更有效，使学生准确地积累对观察对象的感性认识，帮助他们建构科学概念。例如教学蚕的生长变化一课，在让学生观察蚕时，让学生画出蚕的外形，就要求学生注意蚕的身体分几个部分，头部是怎么样的，身体分为几节，足的位置、形态、数量又是怎样的，要求尽量细致地表达出来。在画的过程中，学生检索自己哪些细节没有仔细观察，就会更加仔细地观察那一部分的细节，记下每一个小的特点和线条。这样，观察和画图就相互促进，有效地提高了每个学生的观察能力，同时也培养了学生认真仔细观察的好习惯。在本单元中的后续活动中，也可以让学生对蚕的其他形态(蛹、蛾)进行观察并画图，使学生对蚕的各个形态有更清晰的认识。有了丰富的、正确的感性认识后，学生会自主地对蚕的不同形态进行比较分析，概括出相同点和不同点，如“蛹的外形和蚕有什么不同”、“蚕蛾的身体的各个部分分别是蚕蛹的哪部分发育而来的”，从而对蚕的一生所经历的几个阶段有了更深刻的认识。总之，这种描画科学图画的观察方式可以运用在对动物、植物的观察学习中。如对蜗牛、蚂蚁、蚯蚓、金鱼、蚕的一生等观察记录，对大树、叶形、叶脉、根、茎、花、果实、种子等的观察记录，对显微镜下微生物、细胞、叶子的气孔的观察记录等。（二）在玩转“示意图”中提升实效。它是指学生在探究学习中将观察、操作、实验所得转化为示意图的一种探究学习方式。学生在经历了大量行动探究后，以示意图的形式记录自己的所见所闻，并在教师的引领下深入剖析了课堂图示资源，对图像进行结构化处理，通过分类等手段建构一定的“并列、从属、对比”关系，进而在思辨中获得科学概念或认识，同时将这一概念或认识应用于新的情境中，以评价学生对该事物的认知情况，促进学生在交流、变式练习中深化或扩张探究行为、探究思维、探究情感等。一般参照“定格图像组织图像解释图像应用评价”的基本步骤展开，它是而是一个不断循环往复的过程。因此，整个探究教学过程实质是指引学生自主完成图像到图示的建构过程，在这个过程中，图像从无序走向有序，从散乱走向结构，而这个过程正是学生思维从直观走向抽象的发展过程，它的运用不仅启发学生的思维走向深化与扩展，同时也能反衬学生的行为探究，使其更加有序、有效。例如教学点亮小灯泡一课，在学生观察了小灯泡、导线、电池结构后，教师指引学生用一节电池、一根导线把小灯泡点亮，同时指导学生将亮的电路图和不亮的电路图以“图示”的形式记录在记录单上（如图1），而后引导学生围绕问题展开讨论：这些图像可以分为几大类？每类图像体现了哪些共同特征？图像之间存在着哪些相矛盾的情况？从组织的图像中可以获得怎样的结论？这种借助直观图示对比的方法展开讨论，对于学生掌握“电池正负极、小灯泡两个触点”等专有名词以及理解“电流从电池正极出发流经导线回到电池负极形成回路，短路、断路、通路”的相关概念都有极大的帮助，小学生在图示参照中自然加深了对电路的类型认识。在此基础上，教师出示图示练习（如图2），在判断中，学生遭遇到了第种让自己重新困惑的情况，而这就是促进学生对原有解释发生质疑，其内涵发生扩张的重要资源。面对此情此景，教师示意学生拿出器材一一验证，结果学生奇迹般发现在这四种电路中，第种情况是通路，第中情况是短路。完全超越了自己的想法。正是这种直观的判断激发了学生思维的新矛盾，扩张了“短路与通路”的内涵。（三）在玩转“结构图”中提升实效。它是指学生在学习中将观察、操作、实验所得转化为结构图的一种探究学习方式。学生在阅读了书本中的各类图文资料后，在教师的指导下将自己对图文资料的理解画成结构图，并通过集体交流结构图的内涵时修正自己不科学的认识，同时按照科学的认识编制出科普童话。这是一场抽象到具象，具象又转化为抽象的探究过程，对培养学生的思维能力、想象能力都很有好处。一般可以参照“图文参阅结构初构交流展示绘本童话”的基本步骤展开。结构图的编制对于学生探究事物间的结构、联系，对深化学生的思维、认知有重要的作用。它常常应用与通过阅读“图文资料”展开思维探究的教学情境中。例如教学岩石会改变摸样吗一课，在学生完成了“探索岩石变化的原因”四个实验后，教师让学生讨论大自然的岩石发生变化会遭遇哪些因素影响？让学生在参阅书本资料的基础上用结构图的形式将自己的思考表述出来。学生在丰富多彩的结构图中都提及了影响岩石变化的因素有“气温变化、风吹的影响、植物和动物的生存以及流水的冲击”。不同的是有的学生将“时间”因素也考虑进去了，认为岩石的变化是一个长期的过程（如图3），甚至需要几年时间，有的学生却认为这个过程是很短暂的（如图4），还有的学生认为这些因素对岩石的影响是有序列的，按照一定的顺序在影响岩石的模样（如图5）。正是这种结构图将学生思维中的正与伪，认识的继承与发展毫不保留地呈现在大家的面前，这种多元化的认识是推动科学发展的原动力，最后大家在研讨中认识到大自然中岩石的风化是一个受“气温、大气、水、动植物”综合作用的过程，它是一个随着时间变化而不断变化的过程。在此基础上，为了培养学生的想象能力，我们还引领学生将这一深奥的科学原理用科普童话的形式演绎出来，并配上自己画的各类插图，以促进学生深化科学原理，激发学习兴趣。四、反思体会：四维一体，保驾护航玩转图像是一种新式的探究学习方式，它的践行依然离不开教师的指导，因此创新了四维一体的指导措施，以保障期有效运行。（一）示范板演，引领学生学会探究。学生要将以“科学图画、示意图及结构图”记录探究的结果是有一定难度的，因此，教师应以板演带领学生将看到的图像记录下来。板演时要把握三个要点：一是呈现媒介的多样化，课堂上，教师可采用黑板、多媒体软件、电子白板、挂图等多种形式来呈现教师的板演过程。二是表达内容的简约化，表达时要用简洁的图像表征知识，绝不能为了追求视觉的美观而影响表征效果，这才有利于学习者对图像本质和规律的把握。否则将会给学习带来困难。三是形式选择的匹配化，不同的学习内容在呈现上需要不同的形式方能彰显独特的效果。在实际学习中，教师可以根据教学内容及要求帮助学生选择“科学图画、示意图、网状图、流程图、图表、照片”等相对应的表现形式。（二）卡片导学，引领学生有序探究。具有导学功能的卡片运用不仅为学生提供了绘制“科学图画、示意图及结构图”提供了场地，更为学生的思维加工提供了丰富的素材。它在设计上体现三大原则：一是将文字指引与图片表征相结合，设计上，除了文字说明外，还介入了图片，以增加直观性，帮助学生理解观察、探究的操作方法。二是将方法传授与内容探究相结合，在卡纸中不仅要有具体的学习任务，更重要的是要建立一套学法指导。三是将自主学习与自我评价相结合，在卡纸设计上融入了“态度之星和智慧之星”的争星评价项目。例如在阳光下的影子一课教学中，我们按照以上原则设计了具有导学功能的卡纸（如表1）。表1：阳光下的影子一课中卡片的设计老师的画我的画自我评价得我坚持观察了一天，得4颗星；同伴说我画很清楚，得4颗星。共得（ ）颗星！（三）可视反馈，引领学生无阻探究。在玩转图像学习中，课堂反馈应采用“拍照、小展板、贴贴墙”等可视反馈手段。一是拍照反馈。拍照反馈是指用相机记录下学生观察、操作的结果，并通过电视机等设备将学生实验的结果以图片的形式展现在全体学生面前。如在教学我们来造环形山一课时，当学生制造出了形形色色的环形山后，教师可用照相机将学生造出的环形山拍成图片，然后将照相机捕捉到的环形山图景与环形山本身的图片进行比较，这样为学生分析造出来的环形山与真实的环形山之间到底有什么区别，这种区别是有什么原因造成的？实验的现象与我们实验的动作之间存在着什么样的关系？等问题的探究提供了基本素材。二是小展板反馈。科学课中，当学生经历每组实验材料不统一，又无法取得唯一结果的探究活动时，教师充分利用教室边上的小展板资源。把本小组的研究成果用图记录在小展板上，挂在教室周围进行展示，请各小组在认真观看后在展板上留下意见或建议，作出评价。三是贴贴墙反馈。将学生绘制的科学图画、示意图及结构图等通过张贴或悬挂的方式集中呈现在同一面教师墙或走廊上，以集中反馈学生的学习所得。如在引领学生探究摆长与摆动次数的关系一课，教师在引导学生分组探究“15秒时间摆动7次、8次、9次、11次、12次、13次、14次、15次、16次时，摆绳分别为多少长？”的问题 后，要求各组学生将自己小组的摆拿到黑板上进行悬挂，然 表6：贴贴墙反馈形式后让学生上前连一连，形成折线图（如图6）。这种上墙反馈以直观清楚的方式促进学生在对比、分析中理解折线图的含义，认清了摆长间距不相等的关系。（四）全面评价，激发学生积极探究。探究，需要学生付出一定的心智努力，评价是保障学生持久维持学习热情的重要策略。因此，设计了“争星卡评价、展示墙评价、金名片评价”三种评价形式。一是争星卡评价。争星卡的设计是为了评价学生在学习中所表现出来的情感态度与价值观这一维度而设计的一种评价形式。这张卡片设计了五大方面的内容，每一内容所达成的程度赋予了相应的“星级”，具体见表2。表2：学生课堂学习星级评价卡姓名： 审核小组：参照标准争星标准自我评价小组审核学生乐于将看到的图像用“科学图画、示意图、思维导图”表现出来非常乐于：4星；一般乐于：2星；不 乐 于：0星学生用科学图画、示意图、思维导图表现看到的图像要体现一些基本要素完全符合：4星；一般符合：