在小學(xué)科學(xué)中運(yùn)用可視化非線性思維工具初探

譚翠芬

【摘要】當(dāng)前的科學(xué)課程重視科學(xué)概念和科學(xué)探究雙螺旋協(xié)同發(fā)展，但在實(shí)施過程中，學(xué)生從感觀現(xiàn)象、探究活動中感知到的表征知識，受各種的因素影響不能很好的顯示，限制了其思維的發(fā)展。運(yùn)用可視化非線性思維工具有助于從繁雜的信息中迅速找出重點(diǎn)、疏暢思路、發(fā)現(xiàn)聯(lián)系、看清本質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】可視化 非線性思維 認(rèn)知工具 小學(xué)科學(xué)

【中圖分類號】G623.9 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）16-0162-01

隨著課程改革的不斷推進(jìn)，小學(xué)科學(xué)教學(xué)非常重視探究的實(shí)質(zhì)和深度。老師在關(guān)注孩子概念的獲得的同時，也重視學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，重視科學(xué)素養(yǎng)的提升，希望讓學(xué)生在探究活動中完成從直觀現(xiàn)象、感性知覺到邏輯思維、理性分析的質(zhì)的飛躍。

但是小學(xué)生由于受年齡特征的影響，在課堂教學(xué)中注意力往往只集中在某些興趣點(diǎn)上，在教學(xué)過程在常常會出現(xiàn)“活動有余，思維不足，概念混淆”的局面，學(xué)生探究活動后，還是停留在“好玩”的層面上，對所建構(gòu)的科學(xué)概念不是很清楚，甚至不能用概念來解釋問題和實(shí)現(xiàn)知識的再創(chuàng)造。因此，提高教學(xué)的實(shí)質(zhì)不僅要實(shí)現(xiàn)對科學(xué)知識、科學(xué)概念的認(rèn)識，還要達(dá)到思維的發(fā)展，使學(xué)生提升對信息整理和分析的能力，培養(yǎng)邏輯思辨能力，提高教學(xué)實(shí)效。

思維方式分為線性與非線性兩種。線性思維，是一種直線的、單向的、單維的、缺乏變化的思維方式，非線性思維則是相互連接的，非平面、立體化、無中心、無邊緣的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。線性思維方式有助于深入思考，探究到事物的本質(zhì)。非線性思維方式有助于拓展思路，看到事物的普遍聯(lián)系。非線性思維是為了更好地進(jìn)行線性思維即深入了解事物的本質(zhì)。線性思維方式是目的，而非線性思維方式是手段。

小學(xué)科學(xué)是一門形象性很強(qiáng)的學(xué)科，利用非線性思維方式更有助于學(xué)生掌握科學(xué)知識結(jié)構(gòu)，理解其抽象概念，提升邏輯思維能力，加強(qiáng)記憶能力。概念圖和思維導(dǎo)圖以其非線性結(jié)構(gòu)和具備可視化認(rèn)知工具的共同特征，如果能正確應(yīng)用到科學(xué)活動中，能在一定程度上激發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考、理清思路，從根本上提升思維的質(zhì)量。

概念圖（Concept Map）是由康奈爾大學(xué)的諾瓦克（J.D.Novak）博士根據(jù)奧蘇貝爾（David P.Ausubel）有意義的學(xué)習(xí)理論提出的一種教學(xué)技術(shù)。諾瓦克博士在《學(xué)習(xí)如何學(xué)習(xí)》一書中給出的定義是：“概念圖就是用來組織和表征知識的工具，是一種以科學(xué)命題的形式顯示概念之間的意義聯(lián)系，并用具體事例加以說明，從而把所有基本概念有機(jī)聯(lián)系起來的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖”。概念圖以認(rèn)知心理學(xué)為理論依據(jù)，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)是新舊知識的連接，其目的是表征知識，形成客觀的知識體系，主要優(yōu)勢在于其對科學(xué)概念及其相互關(guān)系的表達(dá)。因此在進(jìn)行科學(xué)概念教學(xué)和單元知識復(fù)習(xí)整理時，應(yīng)用概念圖清楚地展示出各概念之間的聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)習(xí)正遷移和有意義學(xué)習(xí)的發(fā)生，從而提高學(xué)習(xí)效率。

思維導(dǎo)圖（Mind Map）又被稱為心智圖、心靈圖、腦圖等，是20世紀(jì)中期由英國心理學(xué)家托尼·博贊（Tony Buzan）發(fā)明的一種記筆記的方法（Note Making）。他在《思維導(dǎo)圖》一書中對思維導(dǎo)圖是這樣定義的：“思維導(dǎo)圖是放射性思維的表達(dá)，因此也是人類思維的自然功能。它是一種非常有用的圖形技術(shù)，是打開大腦潛力的萬用鑰匙。思維導(dǎo)圖可以用于生活的各個方面，其改進(jìn)后的學(xué)習(xí)能力和清晰的思維方式會改善人的行為表現(xiàn)?！彼季S導(dǎo)圖以神經(jīng)心理學(xué)為依據(jù)，認(rèn)為思維是神經(jīng)元及神經(jīng)元之間的連接。其核心目的是為了整理和激發(fā)思考，將抽象的思維可視化，其采用的方式是從中心向周圍進(jìn)行的發(fā)散式的非線性筆記。通俗地說，思維導(dǎo)圖是一個簡單、有效、美麗的思維工具?？梢赃\(yùn)用圖文并重的技巧，把各級主題的關(guān)系用相互隸屬與相關(guān)的層級圖表現(xiàn)出來，如：在紙上把所有的信息組織在一個樹狀結(jié)構(gòu)圖上，每一分支寫上不同概念的關(guān)鍵詞，這些概念按類別有層次地分布在圖上，并配上豐富的顏色和圖像。在這個過程中，能同時刺激左右腦的機(jī)能，利用記憶、閱讀、思維的規(guī)律，協(xié)助人們在科學(xué)與藝術(shù)、邏輯與想象之間平衡發(fā)展，從而開啟人類大腦的無限潛能。

科學(xué)探究的最終落腳點(diǎn)是要發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力。但是人的思維是看不見，摸不著的。概念圖和思維導(dǎo)圖雖然有著各自的特征，概念圖重在進(jìn)行知識點(diǎn)之間關(guān)系的梳理，將知識系統(tǒng)化；思維導(dǎo)圖重在進(jìn)行知識點(diǎn)的全面梳理，將知識完整化，使學(xué)生形象而清晰地知道“學(xué)了什么”。但它們都是非線性化的可視化思維整理工具，都能幫助人直觀的思維和記憶。在繪制過程中將學(xué)生看不見的思維轉(zhuǎn)化為可以看見的、豐富多彩的圖像，這不單是促進(jìn)學(xué)生思維外化的過程，也讓教師從中發(fā)現(xiàn)學(xué)生理解上的問題所在，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格和思維習(xí)慣，關(guān)注學(xué)生思維能力的發(fā)展。

在具體的實(shí)踐應(yīng)用中，可以將概念圖和思維導(dǎo)圖兩者“整合”起來。利用概念圖圖示化、突出概念、突出概念之間的關(guān)系、突出概念之間的層次的特征，在科學(xué)概念的學(xué)習(xí)和組織時，能輔助學(xué)生理清思路，建立自己所理解的課程框架體系，提高學(xué)習(xí)效率。而思維導(dǎo)圖所具有的層次性、聯(lián)想性、開放性的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以讓復(fù)雜的問題變得非常簡單，在探究活動中幫助我們從繁雜的信息中迅速找出重點(diǎn)、疏暢思路、發(fā)現(xiàn)聯(lián)系、看清本質(zhì)。

愛因斯坦說過，天才的思維都是直觀的，我思考問題時，不是用語言進(jìn)行思考，而是用活動的跳躍的形象進(jìn)行思考。當(dāng)這種思考完成后，把它們轉(zhuǎn)換成語言。所以，語言只是交流的工具，但并不是思考的最佳工具。不要讓語言限制了學(xué)生的思維和創(chuàng)造力。利用可視化非線性思維工具，讓學(xué)生把在科學(xué)探究的活動中的所感、所想、所悟展示出來，將發(fā)散性思維具體化，使思考與表達(dá)和諧統(tǒng)一，使思維過程可視化和可操作化，激發(fā)學(xué)生大腦的潛能，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維技巧，實(shí)現(xiàn)科學(xué)概念和科學(xué)探究雙螺旋協(xié)同發(fā)展。

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