盛佳穎

【摘? ?要】思維可視化是將隱形的思維用顯性的方式展現(xiàn)出來。在小學科學教學中，著眼于學生思維能力的培養(yǎng)是毋庸置疑的?；诘投涡W生的思維特點，教師可以通過圖形直觀顯現(xiàn)學生的思維，通過情境生動呈現(xiàn)學生的思維，通過操作動態(tài)復現(xiàn)學生的思維，通過思維導圖完整展現(xiàn)學生的思維。這些學與教的思維可視化策略，將學生看不見的思維過程、不可言說的思考方法和思考路徑等清晰地呈現(xiàn)出來，從而促進學生科學思維能力的養(yǎng)成，不斷提升他們的科學素養(yǎng)。

【關鍵詞】思維可視化;科學教學;應用策略

小學科學是一門以探究為主的課程。探究活動不僅要讓學生學會基本的科學知識，掌握一定的操作技能，更要讓學生的科學思維得到進一步的發(fā)展。低年級的科學課作為科學教育的啟蒙課，早期的思維習慣影響著他們今后的科學學習，也影響著他們科學素養(yǎng)的形成。因此，低年級科學教學的重點應該放在促進學生科學思維的發(fā)展和科學探究能力的養(yǎng)成上。在實際教學中，我們發(fā)現(xiàn)低年級學生的思維主要有以下四個特點：一是單向思維占主導，只有直觀的現(xiàn)象才能引起他們的注意;二是感知思維占主導，思維的發(fā)展受限于生活經(jīng)驗，對于生活經(jīng)驗以外的知識難以理解;三是呈現(xiàn)出開拓性和跳躍性的思維特點，再加上抽象概括和語言能力較弱，表達常常雜亂無章;四是具有片段化和模糊化的思維特點，思考難以全面、深入。因此，學生的思維猶如“黑匣子”般不可見。

針對以上問題，教師可以借助“可視化”方式，如利用圖形、情境、實驗以及思維導圖，直觀、生動、動態(tài)、完整地表征學生的思維，將隱形的思維顯現(xiàn)出來，從而促進科學探究活動有效開展，培養(yǎng)學生的科學思維能力，提升學生的科學思維品質。[1]

一、“可視化”圖形，直觀顯現(xiàn)學生的思維

小學低年級科學教材具有圖多、字少的編寫特點，這是基于學生有限的識字量、有限的生活經(jīng)驗和有限的理解能力的現(xiàn)狀。圖形作為一種直觀、形象的表達方式，有助于學生呈現(xiàn)清晰的思維過程，有助于學生建構正確的科學概念。

（一）巧用動圖，讓思維有序

剛接觸科學實驗的低年級學生，往往是行動力先于思考力。在思維層面，他們不懂得有目的、有步驟地進行科學探究，尤其難以理解科學實驗中的“操作規(guī)范”，但對圖形、視頻、實物等形象的東西更感興趣，更容易理解。若能讓圖形“動”起來，利用“動圖”逐一呈現(xiàn)思維的過程，便能將科學實驗中的“操作規(guī)范”形象化、具體化，使操作由難變易。

如一年級下冊《它們去哪里了》一課的課堂活動是：將食鹽、紅糖、小石子分別放入水中，觀察并記錄現(xiàn)象。為了指導學生更好地觀察現(xiàn)象，教材用圖提示了操作步驟：放入前的觀察—放入水中的觀察—攪拌—再觀察（見圖1）。

教材要求將食鹽、紅糖、小石子分別按照四個步驟逐一進行實驗，這對于操作能力較弱的一年級學生來說，容易顧此失彼，造成思維混亂。教師有必要分解實驗步驟，降低思維難度，可將觀察記錄分成“放入前”和“放入后”兩個部分，再用四個動圖分解物體放入水中后的操作步驟（見圖2）。借助動圖的形式有效地指導學生完成活動，在學生掌握“放入鹽后的觀察”實驗步驟后，再通過小組合作分別進行紅糖和小石子放入水中后的實驗。以動圖的形式將片段化的思維按一定的順序串聯(lián)起來，思維因此變得井然有序。

（二）圖形記錄，讓思維外顯

由于低年級學生年齡小，還處于形象思維階段，往往不能用準確的語言描述自己的發(fā)現(xiàn)或事物的特征。而“圖形記錄”有助于學生將隱性的思維顯性化，把學生的思維過程一層層地暴露和展現(xiàn)出來。[2]因此，引導學生在探究活動中借助圖形進行思考，并將自己所觀察到的、所想到的用圖形記錄下來，是處于具體運算階段的兒童最常用的思維可視化策略，尤其適用于小學低年級科學教學。比起文字的書寫，低年級學生更喜歡不受拘束的繪畫，無論是簡單的畫圖，還是涂色，他們都樂此不疲。同時，他們也喜歡展示自己的作品，并用作品進行交流。

如在二年級上冊“我們的地球家園”單元的活動手冊中有一個活動：將一張白紙分成四個區(qū)域，分別標上“春、夏、秋、冬”四個季節(jié)，將描寫季節(jié)特點的詞語剪下并貼在相應的區(qū)域中。這是一項很簡單的活動，但學生卻把半節(jié)課甚至更多的時間花在了剪貼詞語等對思維發(fā)展意義不大的活動上，況且詞語還在一定程度上限制了學生的表達能力、想象能力，實在是得不償失（見圖3）。既然如此，不如將作業(yè)改成繪制季節(jié)變化圖，并根據(jù)這些有事實依據(jù)的“圖畫”進行交流（圖4）。事實證明，學生基本能在教師的指導下用簡單的符號、圖畫進行描述和交流。比起詞不達意的描述，這種方式更有趣味性，更容易讓孩子們接受。更重要的是，學生在圖形記錄的過程中，其思維軌跡一目了然，并隨著科學探究活動貫穿于課堂始終。

用動圖、圖形的方式直觀展現(xiàn)學生的思維過程，表現(xiàn)他們的思維軌跡，更有利于師生、生生之間的交流。教師因勢利導提升學生用科學的詞匯進行表達的能力，從而培養(yǎng)學生的科學意識和科學思維。

二、“可視化”情境，生動呈現(xiàn)學生的思維

低年級學生的思維水平受限于自身的認知水平，他們的思維更傾向基于生活經(jīng)驗的感知思維的運用，對于生活經(jīng)驗以外的思維理解能力不強，對于知識的應用能力也較弱。因此，教師應根據(jù)教學實際，借助一些教學道具，創(chuàng)設形象的“可視化”情境，生動呈現(xiàn)學生的思維過程。

如二年級上冊《書的歷史》一課，旨在通過介紹書的演化歷史，讓學生了解并對比泥板、竹簡和紙的書寫感受、裝訂感受和便攜程度，體會做書的材料是隨時代演變而革新的過程。對于歷史上不同時代的書，學生并沒有直接的生活經(jīng)驗，只有來自其他學科教學或者課外閱讀的模糊認識。這就需要教師創(chuàng)設一定的情境，讓學生親身體驗材料的演變史，并在體驗中進行思考。于是，教師以學生喜聞樂見的動畫角色——哆啦A夢來創(chuàng)設情境，讓他們的思維隨著歷史的演變而生動展現(xiàn)。教學過程如下。

師：古時候的書是用什么材料做的呢？讓我們乘坐哆啦A夢的時光機一起去看看吧?。ㄓ梦⒁曨l呈現(xiàn)書的演化歷史）

師：在時光機里你們看到了什么？

生1：遠古時候，人們用樹枝在泥板上寫字。

生2：在烏龜殼上寫字。

生3：到戰(zhàn)國時期，人們用毛筆在竹簡上寫字。

師：（響起電話鈴聲）誰來電話了？（屏幕上呈現(xiàn)哆啦A夢的形象）聽聽哆啦A夢要跟我們說什么。

（畫外音：小朋友們好！ 我是哆啦A夢，今天我要帶領你們一起游覽書的歷史博物館，讓我們一起來體驗一下吧?。?/p>

教師將“歷史博物館”中的體驗活動設計成三張廣告牌（見圖5），要求學生完成相應的任務，并將自己的作品貼在本小組一欄中。在情境中融入便于學生接受的動畫角色，再加上道具的輔助，使學生身臨其境，愿意主動學習，主動探究，思維也在有趣的情境中自然而然打開了。

三、“可視化”操作，動態(tài)復現(xiàn)學生的思維

“可視化”操作，是指學生在任務的指引下，利用教師提供的實驗材料進行實驗操作，并通過操作材料的過程來實現(xiàn)思維的外化，復現(xiàn)思維的過程?！翱梢暬辈僮髂軐⒊橄蟮摹㈧o態(tài)的科學問題轉變?yōu)橹庇^的、動態(tài)的操作，使學生內隱的思維活動通過外顯的動手體現(xiàn)出來?！翱梢暬辈僮鲗哂虚_拓性和跳躍性思維特點的低年級學生而言，可以有效幫助他們將思考過程、思維路徑通過操作、試錯，得以驗證，從而獲得基本活動經(jīng)驗，并實現(xiàn)思維的外化。

例如在一年級上冊《做一個測量紙帶》一課中，要求學生在教師指導下，依照制作步驟制作一個測量紙帶，用于測量桶圍?！爱?、剪、貼、標數(shù)字”，這看似簡單的四個制作步驟，在實際教學過程中卻困難重重。一年級學生對科學活動充滿好奇，但好動、注意力難以持久集中，所以教師用講授法指導四個步驟的效果不佳。教師是否可以換一種方法，讓學生以自己的方法用紙帶測量桶圍（見圖6）。

學生測量后發(fā)現(xiàn)，每個小組的測量結果大相徑庭，由此激活了學生的思維：為什么會出現(xiàn)這種情況呢？通過觀察測量過程的圖片，學生很容易發(fā)現(xiàn)：兩個紙帶中間出現(xiàn)了空隙，這是造成每個小組測量結果出現(xiàn)偏差的原因。同樣，在“標數(shù)字”的時候，教師也給予學生“試錯”的機會，并在每次“試錯”后用事實來證明自己的想法，直到找到正確的方法。

雖然低年級學生的認知能力是有限的，但他們的思維又是無限的，因為創(chuàng)造力是無限的。因此，在課堂教學中，教師盡量不要限制學生的思維，采用先學后教的方式，給他們“試錯”的機會，暴露他們的思維過程。教師只有清楚“看見”學生出現(xiàn)偏差的思維過程，再進行適當有效的指導，才能點亮學生的思維火花，實現(xiàn)真正意義上的科學探究。

四、“可視化”導圖，完整展現(xiàn)學生的思維

思維導圖作為一種知識可視化的工具，能將知識以圖解的方式表示出來，從而大大降低了語言通道的認知負荷，加速了思維的發(fā)生。[3]思維導圖作為學生梳理思維的工具，能夠完整地將思維、想法呈現(xiàn)出來。

如在二年級上冊《不同材料的餐具》一課中，需要學生運用眼、耳、手、鼻等多種感官觀察材料的特點。經(jīng)過一年的科學學習，學生能正確指認出金屬、陶瓷、塑料、木頭四種常見材料，也能運用多種感官對材料進行觀察。在觀察活動中，學生能有意識地說出這些觀察方法，但是不能進行有效的全面觀察，如用眼睛看什么，用手摸什么等。因此，全面觀察并用科學詞匯對材料的特點進行完整的描述是本節(jié)課的難點。教師借助梳理思維的工具——思維導圖來呈現(xiàn)各種感官觀察的重點內容及方法，使學生片段化、模糊化的思維向全面、深入發(fā)展（見圖7）。

低年級科學課作為啟蒙課程，科學學習剛剛起步，關注學生的思維發(fā)展至關重要。教師要結合低年級學生的思維特點，運用“可視化”策略將學生潛在的思維挖掘出來，讓教師看得見學生的思維，跟進學生的思維，與學生一起思考，進行思維的碰撞，產(chǎn)生思維的火花，學生的思維能力在師生互動及生生互動中持續(xù)地、系統(tǒng)地得到鍛煉與發(fā)展。學生通過“可視化”學習，將抽象的科學概念，不可言說的想法直觀展現(xiàn)出來，并且主動參與、樂于參與科學探究活動，從而培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)、思維能力。

參考文獻：

[1]季榮臻.基于“思維可視化”的小學科學探究教學策略[J].江蘇教育研究，2018（2）.

[2]呂文煥.運用“圖示記錄”促使學生隱性思維顯性化[J].教學月刊·小學版（綜合），2013（5）.

[3]劉陽丹，高翔.思維導圖在小學科學教學中的應用研究[J].教育與裝備研究，2017（9）.

（浙江省臺州市溫嶺市澤國鎮(zhèn)中心小學? ?317502）