杨淑萍+刘珂+邵帅
小学科学是儿童接受科学教育的启蒙课程，旨在培养学生的科学素养，发展科学思维和语言能力，获得科学探究的技能和方法，培养热爱科学、善于思考、求真务实、互助合作、保护环境和呵护健康的生活态度，并为学生的继续学习和终身发展奠定基础[1]。可见，小学科学课程在义务教育阶段的重要性和不可或缺性，那么如何践行科学课程理念、实现科学课程的教育功能、有效地完成教学任务、达到科学素养培养的根本目标，显然是众多一线科学教师必须要深思的问题。实践证明，充分利用教科书中的图表系统，将隐含的、复杂的科学知识、科学原理、科学规律以及基本事实等直观地呈现出来，对激发学生学习兴趣、改进学习方法、提高学习效率和教学质量都有重要作用。本文以2001年教育科学出版社出版的全日制义务教育3～6年级课程标准实验教科书《科学》（简称：教科版《科学》，共八册）[2]为研究蓝本，主要从教材内图表系统的宏观分布、单元配置进行分析，再结合实践教学中具体的图表运用，浅析其教育功能，以希为科学课堂教学中图表系统的深入挖掘、有效应用提供借鉴和参考，更为学生科学核心素养的提升提供新思路。
一、教科版《科学》中图表的宏观分布与章节配置
随着教材的不断完善和更新，小学科学教材已由早期的侧重于文字逐渐呈现出图文并茂、图文互补的趋势，图表系统已成为与文字系统并重的教材的重要组成之一[3]。以2001年出版的教科版《科学》为例，该版教材最明显的特征之一就是教材内图表种类多样且数量丰富。3～6年级教材内的图表类型有四种，即：图片、表格、结构图和坐标图（表1），每册教材分布的平均图表数为446幅，每页达2.7幅，由数据不难看出，图表已成为教材的重要组成部分，是科学知识和技能呈现的重要载体，也是师生教与学的重要内容。
作为小学科学教学的“第二语言”，图表是知识、过程、能力的载体，有很高的教学价值。教科版《科学》在编写过程中除了重视图表的数量、质量外，还注重图表在各单元中的分配。3～6年级共8册教材，每册教材包含4个单元，每单元图表的平均数为55.8幅，其中五年级教材每单元图表数高于平均值为66.1幅，而六年级教材每单元图表数则低于平均值为48.2幅，图表数量在各年级教材间的差异可能与教材所涉及的教学内容有关。
此外，各年级教材内的图表类型较为全面，而各单元则结合教学内容配置了相应的图表类型，如四年级上册第一单元有图片、结构图、坐标图和表格，而下册的第一单元仅有图片和表格两种类型。图表在各单元呈现的位置基本相同，大部分在正文、课堂活动实践，少量呈现在课后作业及资料库中。显然，教材试图通过各单元图表的合理配置，借助图表清晰明了、愿读易记的特点，达到帮助学生理解科学知识、掌握科學过程、崇尚科学精神的目的。
可见，小学科学教材呈现了丰富的图表系统，那么在科学教育的启蒙阶段，如何充分利用、挖掘教材中图表的教学功能，帮助学生“认识科学，掌握有关的科学知识，培养学生学科学、爱科学、崇尚科学的精神”，结合教学实践及其研究，针对教科版《科学》3～6年级中的图表笔者进行了系统分析。
二、教科版《科学》图表系统的教学功能实践
1.以图表系统为着眼点，激发学生兴趣，进而习得科学知识
小学科学课程包含科学知识、设计与技术、科学探究三个部分，其中科学知识是学生学习内容的主要部分，帮助学生理解、习得科学知识是小学科学教师的任务之一，如何有效地实现这一目标，显然是众多一线教师首先要考虑的问题。实践证明，一线教师若能着眼于教科书中大量的图表系统，利用图表系统特有的教育功能，挖掘图表系统内蕴含的科学知识，不仅可以创设教学的最佳情境使教学过程更加高效，而且可以激发学生的兴趣，将其迁移到对科学知识的理解、掌握上来，达到事半功倍的效果。
如三年级下册第一个主题单元“植物的生长变化”，内含7个学习模块，即：植物新生命的开始、种植我们的植物、我们先看到了根、种子变成了幼苗、茎越长越高、开花了结果了、我们的大丰收。这7个模块的教学可借助教材内的图表系统，通过图片的整合、重组，优化（图1）进行教学内容的导入、讲解和学习。
首先结合教学内容，从教材中选取图片A导入“植物新生命的开始”的教学，通过学生仔细观察图A融合教师的讲解，让他们知道种子可以发育形成一株植物，随后展示图B即凤仙花主要生长过程图让学生们了解从一粒种子成长为一株植物的主要过程，随即借助图C以种子为突破口讲授植物新生命的开始，知道自然界种子的形状、大小各不相同，当然教师们在讲解这部分内容时，除了可以利用教材中的图片外，还可以收集8～10种不同植物的种子供学生们观察，实物和图片相结合不仅增加了学生的学习兴趣，更有助于学生对种子形态及结构的认识，为后续内容的学习奠定了基础。接着通过图D、E进入“种植我们的植物”“我们先看到了根”的教学，再回到图B完成“茎越长越高”“开花了结果了”“我们的大丰收”的教学。可见通过整合教材中的图片，很好地按照逻辑顺序呈现了教学内容，将抽象、复杂的内容简单化，激发了学生的兴趣，促进了他们对科学知识的习得。
2.以图表系统为结合点，呈现科学的研究过程，渗透科研方法的习得
科学不仅包括知识，还包括获取知识的过程与方法。科学方法作为科学教育中不可分割的一部分，与科学知识本是一源同体的关系，它不仅描述了科学知识获得与应用的过程，而且是科学现象通向科学知识的必经之路[4]。小学科学课程除了向学生们传播科学知识外，还应该向学生们讲授获取科学知识的方法，但科学方法是一个复杂的、多层面的、多种实现方式的、不断循环和上升的过程，在教学过程中如果能够充分结合图表系统，通过图表系统地呈现科学研究过程，有目的、有意识、有步骤地向学生渗透和传授科学方法，则会使科学方法更容易理解、掌握和实践。
如四年级上册第三主题单元“声音”是物质科学领域的科学内容，教材内设计了一系列的探究活动并且配置了大量丰富的图表，将其中的部分图表重组后如图2所示，教学过程中通过图2中A、B的演示，使学生们形成“声音是由振动产生的，是能量的一种形式”这一重要的科学概念。为了帮助同学们理解这一科学概念，需要通过一系列的活动进行探究，而图中的C“探索尺子的音高变化”不仅可以满足这一教学要求而且可以继续深入教学内容。首先利用图C引出探究主题：如何让直尺发出声音？其音调和尺子振动之间有怎样的关系？然后明确探究的限制条件，即只改变直尺振动部位长度的单变量控制方法，随后结合学生的实验进行探究，在实验过程中要求学生们记录直尺振动部位的长度，以及振动的情况和声音音调变化的情况，形成半定量的数据，填入图D中，最后再通过图D的数据分析，得出结论并进行交流和分享，甚或运用此结论解释日常现象。可见通过教材中的图表系统不仅有利于教学内容的实现，更重要的将科学的研究方法融入教学内容的讲授中，让学生们不仅掌握科学知识，更重要是实践了科学探究的方法，渗透了科研方法的习得。
3.以图表系统为契合点，挖掘蕴含的教育功能，促进科学精神的养成
科学教育的目的不仅是为了培养未来的科学家，而且要使受教育者具有科学素养，成为具有科学精神的一代新人。可见，科学教育的核心是科学精神的养成，而科学精神就其内涵来讲， 大致包括求真、探究、怀疑、实证、理性等精神。如果在课堂上单纯地讲科学精神学生未必感兴趣，假使教师能够以教材中的图表系统为契合点，深入挖掘图片所蕴含的科学精神，结合图片，通过科学知识的讲解将科学精神渗透其中，教学效果会随之突显，教学理念也会随之达成。
图3为教科版《科学》三年级及五年级中的3幅插图，其中图3A位于三年级下册第四单元“磁铁”教学模块，为了检验磁铁能吸引什么物体附了此图，图中不仅显示了待检验的大量材料，还附有文字，而文字的背后则传递了一种科学的精神，即科学家为了得出磁铁能吸引什么物体的结论，测试了大量的材料，做了大量的工作，目的在于发现真实的科学知识。如果教师在传授科学知识的同时能够挖掘图片所蕴含的科学精神并与学生分享，则可达到教书与育人的双重目的。图3中的B、C是五年级下册第四单元“地球运动”中的图示，目的在于引导同学们像科学家一样思考地球的运动方式，首先假设了地球的四种运动方式，随后通过模拟实验对假设进行验证。实际上今天我们已经很清楚地球在宇宙中的运动方式，但教材并没有直接使用现成的结论，一是通过图示训练学生思考问题的方式，二是传递科学的怀疑精神和实证与理性的精神，即任何科学知识都要有证据做支持，需要通过严密的逻辑对证据进行分析和推导，不迷信权威的怀疑精神。
三、结论与启示
教科版《科学》在编写过程中重视图表系统的数量、类型及在各册、各单元中的配置，图表系统数量无论从总量还是单元数量来看，均高于旧版教材。但若与小学阶段的语文、数学、英语教材相比，无论总量还是每单元数量，均低于这些教材。就图表系统的类型来讲，教科版教材涉及的图表类型仅有四种，即图片、表格、结构图和坐标图，而且以图片和表格为主，结构图与坐标图占比较低，且在五年级的教材中没有结构图和坐标图，而在六年级的教材中则未出现坐标图。可见，图表类型的丰富度不够；就各册、各单元图表数量的配置而言，尽管各册、各单元均有图表，但配置并不均等。可见，无论各册还是各单元图表数量配置均具有相当大的差异。因此，小学科学教材在后续的修订和完善过程中，应借鉴其他学科图表系统的编排，增加图表的总量，丰富图表的类型，均衡图表在各册、各单元中的占比，通过优化图表系统，达到帮助学生们理解科学知识、掌握科学过程、崇尚科学精神的目的。
图表系统是小学科学教学的“第二语言”，是知识、过程、能力的载体，具有强的教学功能，须要一线教師在教学过程中充分发挥自身的教学智慧，精练准确地揣摩插图的内涵和外延，并不断发现、挖掘、运用且推而广之，最终使图表的教育功能充分体现，从而利于教学、利于科学精神的熏陶，利于学生科学核心素养的培养。
参考文献
[1] 小学科学课程标准修订工作组.全日制义务教育科学（1～6 年级）课程标准（修订送审稿），2010.
[2] 郁波，等.科学（三年级上下册、四年级上下册、五年级上下册、六年级上下册）.北京：教育科学出版社，2001.
[3] 许雯.小学科学教科书插图研究[D].北京： 首都师范大学，2013.
[4] 呼思乐.从中国百年小学科学教科书插图看科学观变迁[J].科学技术哲学研究，2015，32（2）.
[责任编辑：陈国庆]
