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      小學低年級科學教學中思維可視化的應用策略

      2019-10-16 02:57盛佳穎
      教學月刊·小學綜合 2019年9期
      關鍵詞:思維可視化科學教學應用策略

      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)

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