應(yīng)用圖文表征轉(zhuǎn)換培養(yǎng)科學(xué)學(xué)科能力

黃春燕

摘 要：針對(duì)圖片開展的教學(xué)主要涉及讀圖、制圖和用圖三個(gè)層面。在讀圖、制圖環(huán)節(jié)可采取不同的教學(xué)策略，進(jìn)行圖文表征轉(zhuǎn)換訓(xùn)練，提高學(xué)生的信息獲取、信息處理、分析比較、抽象概括、模型建構(gòu)等學(xué)科能力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)這一核心素養(yǎng)，最終達(dá)到提高學(xué)生用圖解決生活中的實(shí)際問(wèn)題，提高社會(huì)適應(yīng)能力的目的。

關(guān)鍵詞：圖文表征；讀圖；制圖

一、引言

浙教版初中《科學(xué)》教材具有圖文并茂的特點(diǎn)。統(tǒng)計(jì)6冊(cè)教材插圖總計(jì)1428幅，平均每?jī)?cè)238幅，每頁(yè)約2幅。統(tǒng)計(jì)2014到2017年浙江省各地市學(xué)業(yè)考試科學(xué)試卷，平均每份試卷插圖量達(dá)26.6幅，大量試題信息綜合體現(xiàn)在插圖中。分析2016、2017年義烏市學(xué)業(yè)考試試題得分情況，發(fā)現(xiàn)有插圖試題的總得分率低于當(dāng)年試卷平均得分率，尤其是圖像說(shuō)理題得分率明顯偏低，反映出學(xué)生通過(guò)讀圖獲取信息的能力弱于從文字中提取信息的能力。從中可見部分教師在教學(xué)過(guò)程中偏重知識(shí)的傳授，輕視讀圖方法和能力的培養(yǎng)。

科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)提出，要通過(guò)科學(xué)教學(xué)，“發(fā)展收集信息和處理信息的能力；發(fā)展表達(dá)和交流的能力。”[1]11具體內(nèi)容目標(biāo)中有10個(gè)條目與培養(yǎng)學(xué)生的讀圖能力有關(guān)。中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)指出，要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)核心素養(yǎng)，發(fā)展信息意識(shí)。

有鑒于此，本文擬從利用圖文表征轉(zhuǎn)換的訓(xùn)練，通過(guò)讀圖、制圖兩個(gè)環(huán)節(jié)的部分案例分析，概括歸納如何提高學(xué)生觀察、信息提取、分析比較、空間想象、模型建構(gòu)等學(xué)科能力，以達(dá)到提高學(xué)生用圖解決生活實(shí)際問(wèn)題，主動(dòng)適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”、“圖文時(shí)代”等社會(huì)信息化發(fā)展趨勢(shì)的目的[2]。

二、相關(guān)概念及內(nèi)涵

圖形是表達(dá)、概括、拓展、深化科學(xué)知識(shí)的重要形式，具有文字所不具備的形象、直觀、內(nèi)涵豐富等特點(diǎn)?？茖W(xué)教材中的插圖根據(jù)其呈現(xiàn)內(nèi)容的不同可分為：結(jié)構(gòu)示意圖、地圖、實(shí)驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖、操作流程圖、數(shù)據(jù)信息圖、實(shí)物照片等。根據(jù)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式不同又可分為直角坐標(biāo)圖、柱狀圖、圓餅圖等。

圖文表征轉(zhuǎn)換就是指將傳遞信息的方式以圖片表征轉(zhuǎn)換為文字表征、表格表征，或者是將文字表征轉(zhuǎn)換為圖片表征[3]。開展圖文表征的轉(zhuǎn)換訓(xùn)練，主要是為了發(fā)展學(xué)生收集信息和處理信息的能力，促使學(xué)生學(xué)會(huì)用文字、圖表和科學(xué)語(yǔ)言表述有關(guān)的信息，初步學(xué)習(xí)運(yùn)用比較、分類、歸納和概括等方法對(duì)獲取的信息進(jìn)行加工[1]15，提高學(xué)生表達(dá)和交流的能力，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生應(yīng)用所掌握的識(shí)圖能力服務(wù)生活，解決實(shí)際問(wèn)題。

三、圖文轉(zhuǎn)換活動(dòng)中初中生科學(xué)學(xué)科能力的培養(yǎng)策略

針對(duì)圖片開展的教學(xué)主要涉及讀圖、制圖和用圖三個(gè)層面，可以一個(gè)簡(jiǎn)要的模式圖來(lái)表示如何在讀圖、制圖環(huán)節(jié)運(yùn)用圖文表征轉(zhuǎn)換來(lái)提高學(xué)生的信息獲取、信息處理、分析比較、抽象概括、模型建構(gòu)能力，讓學(xué)生從學(xué)會(huì)看圖，到學(xué)會(huì)畫圖，再到學(xué)會(huì)用圖來(lái)解決生活中的實(shí)際問(wèn)題，提高社會(huì)適應(yīng)能力。

（一）圖文轉(zhuǎn)換在讀圖教學(xué)中的培養(yǎng)策略

讀圖教學(xué)中的圖文轉(zhuǎn)換途徑主要有三條，將圖片表征轉(zhuǎn)換為文字表征或表格表征，以及轉(zhuǎn)化為另一種形式的圖片表征。如折線圖與柱狀圖的相互轉(zhuǎn)化；將坐標(biāo)軸中的各點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為表格表征；將平面圖轉(zhuǎn)化為立體圖；將靜態(tài)圖轉(zhuǎn)化為動(dòng)圖等。在圖文轉(zhuǎn)換過(guò)程中要注意以下幾點(diǎn)。

1.關(guān)注圖文轉(zhuǎn)換過(guò)程中的讀圖技巧教學(xué)

教材中的結(jié)構(gòu)圖、流程圖大多沒(méi)有大量的文字注解，為避免學(xué)生在讀圖過(guò)程中被無(wú)關(guān)因素吸引而遺漏重要信息，要加強(qiáng)讀圖技巧教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生有序讀圖。具體方法有：

①先整體感知后局部分析。如圖2研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩幅圖存在高相似度，既描述實(shí)驗(yàn)過(guò)程，又表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在讀圖過(guò)程要指導(dǎo)學(xué)生先整體瀏覽，后按一定的順序如從左到右、從上到下進(jìn)行局部分區(qū)細(xì)讀，通過(guò)橫向?qū)Ρ?、發(fā)掘差異、逐個(gè)突破的方式來(lái)提取信息。

②按圖索驥，逐一讀取。在讀圖時(shí)可根據(jù)粗細(xì)不一的箭頭、分隔符、圖注解等常見的閱讀指引標(biāo)記，分解讀圖任務(wù)，分步閱讀，提取信息。如降水的形成圖，耳的結(jié)構(gòu)圖中有分隔符，可進(jìn)行分區(qū)讀圖和信息提??；人的消化系統(tǒng)圖中有三個(gè)箭頭分別引導(dǎo)從整體到局部，從宏觀到微觀的方式來(lái)觀察小腸的位置、小腸內(nèi)表面的結(jié)構(gòu)及小腸絨毛的結(jié)構(gòu)。

③強(qiáng)調(diào)不同類型圖片的讀圖技巧，學(xué)會(huì)根據(jù)不同的任務(wù)，選擇合適的圖文轉(zhuǎn)化順序，進(jìn)行信息的篩選和分析處理。如過(guò)程圖要強(qiáng)調(diào)按箭頭讀圖；裝置圖、結(jié)構(gòu)圖要按照固定順序讀圖；讀坐標(biāo)類圖片要先看懂橫縱坐標(biāo)含義，再找特殊點(diǎn)如起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)、頂點(diǎn)和交叉點(diǎn)，然后采用控制變量法和分段分析法，對(duì)比分析拐點(diǎn)前后的圖線變化趨勢(shì)，從而了解事物的變化特征。

2.關(guān)注圖文轉(zhuǎn)換過(guò)程中圖片的形式

圖片的形式多種多樣，根據(jù)顏色可分為黑白圖和彩色圖；根據(jù)表述方式可以分為平面圖和立體圖；靜態(tài)圖和動(dòng)圖（如視頻、動(dòng)畫等）。在圖文教學(xué)中，教師要精選圖片，關(guān)注圖片的科學(xué)性和清晰度，盡可能使用教材上的原圖，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注教材，回歸課本；要注意變換讀圖形式，化解讀圖難點(diǎn)，提高圖文轉(zhuǎn)換效率。

如“營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化與吸收”是一張過(guò)程性圖片，圖中信息包含消化腺的大小、開口部位、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化過(guò)程和吸收?qǐng)鏊⑴c消化的消化液等內(nèi)容?？砂慈缦颅h(huán)節(jié)開展教學(xué)。環(huán)節(jié)一：組織學(xué)生看食物的人體之旅視頻，記錄食物通過(guò)的消化道和參與消化的消化腺及消化液。環(huán)節(jié)二：讀圖尋找消化腺的開口部位，確認(rèn)各消化腺分泌的消化液，對(duì)消化腺進(jìn)行分類。環(huán)節(jié)三：讀圖尋找在胃和小腸部位能進(jìn)行消化的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以及參與消化的消化液；尋找各食物的最終消化場(chǎng)所及消化產(chǎn)物，并在學(xué)案上進(jìn)行整理記錄。環(huán)節(jié)四：觀看營(yíng)養(yǎng)素消化的動(dòng)畫，鞏固食物的消化過(guò)程。環(huán)節(jié)五：利用上教版教材中食物消化的漫畫進(jìn)行鞏固性讀圖訓(xùn)練。

這一教學(xué)設(shè)計(jì)充分運(yùn)用了多種形式的圖圖轉(zhuǎn)換、圖文轉(zhuǎn)換方式來(lái)幫助提取復(fù)雜圖片中的信息。通過(guò)分解讀圖任務(wù)，降低讀圖難度，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)箭頭指向按圖索驥、逐步深入地進(jìn)行信息的提取和轉(zhuǎn)化，通過(guò)在學(xué)案上繪制出自己的知識(shí)框架圖，提高讀圖效度。

3.關(guān)注圖文轉(zhuǎn)換過(guò)程中的變式教學(xué)

變式教學(xué)、專題訓(xùn)練可以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)圖像的信息提取和分析能力，加深對(duì)概念的理解。如在勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度概念教學(xué)中，可以通過(guò)對(duì)圖3路程和時(shí)間、速度和時(shí)間以及速度和路程關(guān)系圖的讀圖分析，深化學(xué)生對(duì)勻速直線運(yùn)動(dòng)概念的理解，培養(yǎng)信息提取和分析能力。

4.關(guān)注圖文轉(zhuǎn)換過(guò)程中的時(shí)效性

圖片教學(xué)需要在比較陰暗的環(huán)境中進(jìn)行，長(zhǎng)期高頻使用圖片，不利于科學(xué)用眼、保護(hù)視力。同時(shí)過(guò)多的圖片閱讀也會(huì)對(duì)基于純文本的閱讀造成不利影響。因此教學(xué)中要注意圖片使用的適時(shí)適度性，不過(guò)度使用圖片的同時(shí)，多關(guān)注讀圖時(shí)長(zhǎng)和讀圖效度，給學(xué)生充足的讀圖時(shí)間，以對(duì)獲取的信息進(jìn)行比較和綜合分析，養(yǎng)成細(xì)讀的習(xí)慣，發(fā)展概括歸納的能力。

（二）圖文轉(zhuǎn)換在制圖教學(xué)中的培養(yǎng)策略

制圖的過(guò)程就是將具體事物進(jìn)行抽象概括，建立模型的過(guò)程。在制圖建模的過(guò)程中學(xué)生勢(shì)必要去考慮如何才能正確地表達(dá)相關(guān)信息。只有將已學(xué)知識(shí)通過(guò)分析比較、概括歸納、內(nèi)化后才能正確提取有效信息，將其轉(zhuǎn)化成模型，并在不斷地修正模型過(guò)程中提高識(shí)圖能力。制圖教學(xué)過(guò)程中最易開展文轉(zhuǎn)圖和圖轉(zhuǎn)圖兩種圖文轉(zhuǎn)換方式，在教學(xué)中要注意以下幾點(diǎn)。

1.重視圖文轉(zhuǎn)換過(guò)程中的制圖習(xí)慣養(yǎng)成

習(xí)慣決定命運(yùn)，在培養(yǎng)學(xué)生制圖能力時(shí)要強(qiáng)調(diào)習(xí)慣的養(yǎng)成。①養(yǎng)成規(guī)范作圖習(xí)慣。教師要對(duì)學(xué)生開展刻意訓(xùn)練，通過(guò)示范、模仿、糾錯(cuò)、強(qiáng)化四個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行規(guī)范作圖習(xí)慣的養(yǎng)成訓(xùn)練。如光的反射作圖中，教師要規(guī)范使用三角板繪制平面鏡、鏡后陰影，先通過(guò)入射點(diǎn)畫出法線，標(biāo)出入射角，再根據(jù)反射角等于入射角，繪出反射光線，標(biāo)明反射角；強(qiáng)調(diào)作圖要用鉛筆以利于修改圖像；然后將題目變式為根據(jù)反射光線畫入射光線，請(qǐng)學(xué)生模仿訓(xùn)練，教師有意識(shí)地收集展示學(xué)生的典型錯(cuò)誤，通過(guò)糾錯(cuò)強(qiáng)化正確作圖的要領(lǐng)；接著繼續(xù)開展變式訓(xùn)練，強(qiáng)化規(guī)范作圖。②養(yǎng)成用圖來(lái)協(xié)助解題的習(xí)慣。如在解化學(xué)的推斷鑒別類試題，可以將文字表達(dá)轉(zhuǎn)化為流程圖，以方框加箭頭，箭頭上加操作的流程表現(xiàn)形式，化繁為簡(jiǎn)，有效提取信息；在光學(xué)和電學(xué)的計(jì)算題中，要先根據(jù)題意繪制出光路圖或等效電路圖，注明已知條件，再用數(shù)理結(jié)合的方式去解題。

2.重視圖文轉(zhuǎn)換過(guò)程中的重難點(diǎn)突破

教師要充分了解學(xué)生制圖過(guò)程中可能遇到的困難，組織學(xué)生小組合作，分析討論重難點(diǎn)突破的方法，正確演示作圖過(guò)程，分解作圖步驟，落實(shí)作圖注意點(diǎn)，提高作圖的準(zhǔn)確度。

如平面鏡的對(duì)稱成像作圖，學(xué)生最容易找不到像的位置，很容易只注意兩點(diǎn)到平面鏡的距離相等，而忽視物像連線與鏡面垂直這一特征。有的即使知道平面鏡是對(duì)稱成像的，也無(wú)法正確使用刻度尺來(lái)作對(duì)稱圖。教學(xué)中教師要引導(dǎo)學(xué)生討論如何利用刻度尺或三角板來(lái)確定像點(diǎn)位置，并請(qǐng)學(xué)生到黑板上演示和分析作圖過(guò)程，正確示范如何使用刻度尺來(lái)規(guī)范作圖。

3.重視圖文轉(zhuǎn)換過(guò)程中的錯(cuò)例分析

建模過(guò)程是學(xué)生提取文字或表格信息將其轉(zhuǎn)化為圖片信息的過(guò)程，需要熟練掌握繪圖技巧，熟悉各科學(xué)量之間的關(guān)系。如果不清楚相關(guān)科學(xué)量之間的關(guān)系，非常容易出現(xiàn)建模錯(cuò)誤。如在相同質(zhì)量的鐵和鋅與足量的稀鹽酸反應(yīng)過(guò)程中，建立所產(chǎn)生的氫氣量與時(shí)間的關(guān)系圖時(shí)，學(xué)生可能會(huì)出現(xiàn)圖4中的五種錯(cuò)誤，教師要充分利用錯(cuò)例，開展讀圖教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生分析圖（a）到（e）的錯(cuò)因，從而明確產(chǎn)生氣體的量取決于相對(duì)原子質(zhì)量，產(chǎn)生氫氣的時(shí)間取決于金屬活潑性大小，有效查漏補(bǔ)缺。

4.重視概念圖的建構(gòu)強(qiáng)化學(xué)生的圖文轉(zhuǎn)化能力

建構(gòu)概念圖，有助于知識(shí)的內(nèi)化和系統(tǒng)化，有助于學(xué)生空間布局的規(guī)劃和發(fā)散性思維的培養(yǎng)。在教學(xué)中教師要精心設(shè)計(jì)板書內(nèi)容，示范如何建構(gòu)概念圖，并定期要求學(xué)生整理知識(shí)，制作概念圖。通過(guò)概念圖的一次建構(gòu)，二次完善，三次展示的方式，以及合作小組、佳作示范等評(píng)價(jià)途徑，促使學(xué)生學(xué)會(huì)建構(gòu)概念圖，完善自己的知識(shí)體系，發(fā)展空間想象能力，概括歸納能力和創(chuàng)新思維。

圖文轉(zhuǎn)換訓(xùn)練能有效提高初中生的信息提取、篩選、轉(zhuǎn)化、分析、比較和抽象概括能力，提高空間布局和想象能力。圖文轉(zhuǎn)換訓(xùn)練最終達(dá)成的目的是促使學(xué)生學(xué)會(huì)用圖來(lái)幫助自己進(jìn)行更好地生活和學(xué)習(xí)，以適應(yīng)瞬息萬(wàn)變的“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代和“圖文時(shí)代”。但識(shí)圖能力的培養(yǎng)不是一朝一夕就能完成的事，還需要教師在學(xué)科教學(xué)過(guò)程中不斷加以滲透，開展圖文轉(zhuǎn)換專題訓(xùn)練，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)參考文獻(xiàn)：

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