“图式理论”指导下建构小学科学教学活动

沈金瑛

摘要：什么是“图式”？资料显示：图式教学是认知学习中一个重要的概念，图式是一种关于人的知识是怎样被表征出来的，以及关于知识的表征如何以特有的方式有利于知识的应用的理论。皮亚杰认为：图式虽然最初来自先天遗传，但一经和外界接触，在适应环境的过程中，图式就不断变化、丰富和发展起来了。

关键词：图式;图时建构;科学教学

中图分类号：TP393 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）03-0150-02

笔者认为，在小学科学的教学过程中，运用图式理论来丰富教学，从教师的角度上来看要把握教材、充分了解学生，从学生的角度来看应该是运用图式来帮助学习。

1 了解学生已有科学概念，激活图式

如在执教三年级《磁铁》单元时，教师通过课前与学生交谈，通过一些问题，如“你玩过磁铁吗？”“你是怎么玩磁铁的？”“你在哪里见过磁铁？”……在学生的交流过程中，梳理学生所掌握的现有概念。比如，学生知道磁铁能吸东西（或者有的学生说磁铁可以吸金属），学生不一定能准确地说出磁贴能吸引贴钴镍等物质，但是离我们所要掌握的正确的“科学概念”并不远，老师也能从中发现，有的学生认为只要是金属就能被磁铁吸引。

学生的已有概念其实就是存在孩子脑海中最原始的知识图式，教师需要激活这一原始图式，让学生充分地把自己内在的这一知识结构表现出来。但学生的“已有图式”中所建立的概念，不一定是完全正确的，有的是相似的，有的也可能是错误的，这就利于教师在原有图式的基础上形成新的图式指导学生学习。

2 利用多种可观手段，丰富图式

《“图式教学”：建构新的学习方式》一文中提到，图式教学的范畴涵盖了一切“以图的形式”的学习。还包括学习地图、思维导图、思维可视化、图示教学、概念图等一切与“图”有关的教学与学习形式。小学阶段科学学习的内容主要有四大领域：物质科学领域、生命科学领域、地球与宇宙领域、技术与工程领域。在教学过程中，这四大领域的学习我通常把它们分成两大板块来开展：概念教学和实验教学。如何在学生已有图式的基础上，不断丰富图式的形式，帮助学生学习。

2.1 运用图像图式，固化概念教学

“在很多情况下，知识的炼制可以借助图像、隐喻、类比和图示来进行。”“连环画越来越多，图像已经占领了世界，象形符号在国际化场所的大量使用就证明了这一点。”小学生通常对图片要比对文字的兴趣更浓厚，也更易理解并记忆，因此根据学生这一特点，教学时可以结合图式来帮助学生学习记忆，认识并内化正确的科学概念知识。

执教三年级《我们知道的磁铁》一课，在交流时老师对于学生的已有概念有了一定的认识，接着带领学生了解归纳，为了便于学生内化有关磁铁的知识，在教学时可利用气泡图的形式展示：

教师利用气泡图将磁铁的知识分成三大类，一目了然地展现给学生，利用学生对于磁铁相关的概念的记忆。

又如执教《谁先迎来黎明》一课时，通过研究了解地球自转的方向是自西向东，针对高年级学生的科学学习特点，我们可以利用网状图式来帮助学生了解如何去研究地球的自转方向：

通过这样的网状结构，让学生了解研究地球自转方向的方法有很多，而这些方向研究的结果都指向同一个科学概念，那就是地球自转的方向是自西向东。

运用在科学教学中的图式形式还有很多，比如：维恩图、模型图式等，有了这些形式多样的图式帮助学生学习，科学概念的建立一定会更加深刻。

2.2 建立结构图式，升华实验教学

《小学科学课程标准》提出：“小学科学课程倡导以探究式学习为主的多样化学习方式，促进学生主动探究。科学探究学段目标：提出问题、做出假设、制定计划、搜集证据、处理信息、得出结论、表达交流、反思评价8个要素。”一～六年级在不同领域中都设计了适合相关年龄的实验。结合这8个要素可以归纳出不同实验教学中的探究图式，帮助学生建立探究学习的基本结构模式。

如执教《电磁铁的磁力大小》时，结合学生猜测的因素，先给出其中一个因素的方案框架：提出问题（电磁铁磁力大小和电流大小有关）→假设（电流大、磁力大）→制定方案（用图画或文字记录下实验的方法，来证明自己的假设）→搜集证据（记录好实验的数据，并汇报）→处理信息（分析自己小组的数据，并对比其他各组数据）→得出结论（通过电磁铁吸引的大头针的数据来对比磁力的变化，结合刚开始问题回答），给学生搭建了一个实验的基本框架结构，学生的表达交流及反思也有理可依、有感而发，不会出现课堂上不知道如何表达，不知道实验后本课的重点知识是什么。

这样的基本框架结构，从三年级的科学教学中教师就可以开始不断渗透，从浅人深、从易到难，让学生在学习科学的过程中，不仅收获的是科学概念，更收获实验教学中不可多得的宝贵的科学素养能力。

3 整合拓展学科内容，发展图式

《学习的本质》一书中提到，“把知识分隔成一个个学科显然是一种由来已久的社会学现象。它促进了许多领域的职业化，使知识领域取得了切实的进步，遗憾的是，现代知识的有些方面还是被人们忽视了，或者是没有被好好研究。”这段话让我联想到了现在提倡的“STEM”课程，而新课标中也有关于对“技术与工程”目標的描述，这不正说明了，学科整合运用的重要性。在发展技术工程的过程中，不断地加强了对课堂中科学概念、实验等图式的运用，对于图式的发展也有关键作用。

案例：吸管喷雾器

利用两根粗细不同的吸管，在烧杯中装入一些水，将细管一端竖直插入水中，另一端露出水面约5厘米左右;粗管一端靠在细管露出水面的那头，另一端用嘴巴吹气。

科学：围绕空气压力来进行研究。空气流速增加，压力变小。

三年级下册科学课上学生研究了空气占据空间，压缩空气是有弹性的。但是教材只利用一课的时间呈现了空气的这一特点。空气是人类赖以生存的物质，它看不见摸不着，但是它却隐藏着巨大的秘密。在这一想法的驱动下，我决定利用这个小小的活动，带领学生探究更多有关空气的特点，并利用这一特点解释生活中的一些现象，还可以利用这一科学原理来进行科技小制作。

技术：搭建一个吸管喷雾器。

利用水杯、吸管搭建一个可以吹出喷雾的装置。

工程：如何能够轻易地制造更多的喷雾。

有粗细不同的两根吸管，学生在制造喷雾前会尝试两根吸管的摆放的位置，他们会思考如何比较轻松地制造喷雾，并且喷雾的数量比较多。

数学：测量喷雾的距离或面积。

将白纸放在喷雾前，水染色，测量喷雾的距离，来对每组的喷雾器效能做出评价，并不断地改进方法。

分析：

吸管喷雾器的原理其实也是利用了空气的压力，在生活中飞机机翼其实也使用了这一原理，飞机高速飞行时，机翼上端的空气流速快，压力小，所以容易产生一个向上的力，利于飞机飞行。一个小小的装置里包含了这么大的科学道理，学生接触后是异常兴奋的，并且有的孩子课后还利用这一原理对生活中类似的现象进行解释，如竹蜻蜒。

《“图式教学”：建构新的学习方式》一文中提到，“展学图式在知识的应用与拓展阶段出现，其作用在于引导学生灵活运用知识，启发学生通过“有意义建构”形成优质的认知。”在运用“STEM”进行教学整合过程中，学生对自己所学的知识进行整合并不断地加工，在脑海中形成了新的图式。

图式理论在教学中的运用是利用学生的脑海中未经加工的知识图式，不断同化、顺应，形成利于学生学习的有效手段。如何正确把握图式教学，仍需我们教师不断思考。

参考文献：

[1]许闽安，图式理论的应用和局限性[J].吉林工程技术师范学院学报，2006，22（4）：62-64.