基于“思維可視化”的小學科學教學策略探析

李小健

柏拉圖說過：“思維是靈魂的自我談話。”在當今開放合作的大背景之下，人類不能停留于自我對話的層面，在進行自我談話的同時更要與外界對話，通過與他人碰撞交流以獲得更好的發展。小學科學作為學生科學素養的啟蒙課程，肩負著培養學生科學思維的重任。了解學生思維狀況、把握學生思維動態是有效發展學生思維能力與思維品質的前提，要有效解讀學生思維軌跡，必須想辦法敞亮學生的大腦，讓學生的科學思維可視化。“思維可視化”即把原本看不見的思維亮化出來，讓思維聽得見、看得見。思維可視化可以幫助教師深層次了解學生探究學習情況，即時合理地調整教學節奏和教學方法，提高教學效能。筆者在多年的小學科學教學中致力于“思維可視化”的研究與實踐，探索出一套基于“思維可視化”的小學科學教學策略。

一、說思路——讓思維聽得見

語言是人們交流思想的重要工具，人們常常通過語言來實現溝通與交流。思維是一種內在的無聲語言，要想有效感知學生思維，可以引導學生用有聲語言吐露展示，通過言語表達出思考的過程，讓思維聽得見。

為了有效傾聽到生的思維，抓住學生思維的脈搏，我鼓勵學生踴躍表達。科學探究活動方案的設計關系到整個探究活動的成敗，為了提高探究活動的質效，我精心組織學生在動手操作前開展方案陳述，說說自己的活動設計，在交流中不斷完善設計。例如，在教學《折形狀》一課中，探究物體形狀與承受力的大小的關系是本課的重點，為了提高實驗質效，有效達成這一目標，我在學生分組討論設計了探究方案后，組織學生匯報交流。“我們準備先用幾張紙分別折成三棱柱、四棱柱、六棱柱和圓柱，然后往上面放書本，哪一個上面放的書本多，就說明誰的承受力大。”第一小組首先亮出自己的思路。“說得很好，還有哪個小組有什么要說的嗎？”我激勵其他小組參與互動，“我們覺得要用大小、輕重、厚薄相同的紙張分別折成不同形狀。”第二小組予以補充，“我們認為在上面疊放的書本大小、輕重要相同，否則就無法比較。”第三小組說出自己的想法，“大家說得非常好，在實驗中只能有一個變量，那就是折成的形狀可以變，其他的量都不能變化，這樣才能真實有效地探究出哪一種形狀的承受力最大？”我總結道，透過學生的發言，我讀出了學生已經考慮到在對比實驗中要關注變量的控制，學生的思路清晰，思維嚴密，考慮得都全面周到，看到實驗的條件基本成熟，我就宣布實驗開始：“下面請各組領取材料開始實驗吧！”

二、畫圖表——讓思維看得見

“思維可視化”意在借助圖示語言把原本不可視的思維過程展現出來，使其清晰可見。小學生對圖示語言比較敏感，圖表的直觀形象性既能幫助學生思考理解，又能促使學生實現知識的有效建構。圖示語言反映了學生的思維軌跡，讓思維看得見，我們可以透過學生畫出的圖表，分析和掌握學生的思維進程與深度。

譬如，在教學《探究暗盒里的電路》一課時，我給學生提供了一張表格紙和一張白紙，表格紙用以記錄每次檢測的現象，白紙用作畫電路圖。學生在利用檢測器依次檢測了電路暗盒上的每個連接點之后，我沒有讓學生直接打開暗盒觀看里面的電路，而是要求學生根據檢測到的現象畫出暗盒里面的電路連接情況。畫電路圖是一項思維要求極高的活動，學生需要根據檢測中每兩個連接點之間發生的現象進行判斷，依據已有的電路知識進行推理，電路圖揭曉了學生的思維脈絡。有一組學生在記錄單中記錄的現象是“A-B更亮，B-A不亮”，在電路圖中的A、B兩個觸點之間畫的是電池，“當檢測器連接A、B兩點時燈泡更亮，是因為電路中增加了電池，而連接B、A兩點燈泡卻不亮，說明此時電池的正負極接反了。”有理有據的匯報展示了他們嚴謹的科學思維，學生在科學思維中建立了電路暗盒模型，電路圖是他們思維的見證。

三、做實驗——讓思維摸得到

意大利物理學家伽利略說過：“一切推理都必須從觀察與實驗得來。”實驗作為科學探究的重要手段，許多科學探究都離不開實驗。實驗讓學生動手又動腦，讓思維摸得到。人的大腦與手指之間有著萬縷千絲的關聯，手的動作實施著大腦的指令，顯示著思維的方式，我們可以在學生的實驗過程中觸摸到學生的思維。

“思維在指尖流動。”通過觀察學生的實驗操作，依據學生實驗動作辨識學生思維軌跡，解讀學生心理，觸摸學生思維，幫助學生糾偏。例如，在教學《建立模型》一課中，我安排學生做一個紙筒模型，要求是：用兩根棉線的四個頭穿過紙筒，任意拉動外面的一根棉線，其他的棉線都會縮進紙筒里。學生匯報兩根棉線在紙筒內的連接情況時，有的認為兩根棉線是交叉的，有的認為是分開的，各組爭論不休，各執己見，為了驗證各自猜想，我給每組學生提供了實驗器材，讓他們親手操作實踐。學生將自己的思想融入制作過程，紙筒模型承載了他們的思維，讓他們原先的思維看得見、摸得著。

“孩子，請敞亮你的大腦！”這是我在科學課堂中經常對學生的一句話。敞亮大腦就是讓學生將科學探究中的所思所想可視化，讓我們鼓勵學生在說一說、畫一畫、做一做中充分展示自己的思維，與他人共同分享思想。