小學低年級科學教學中思維可視化的應用策略

胡躍瑜

摘 要：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地、系統地得到鍛煉與發展。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出來，并且主動參與、樂于參與科學探究活動，從而培養學生的科學素養、思維能力。

關鍵詞：小學低年級;科學教學;思維可視化;應用策略

引言

“思維可視化”是促進兒童思維發展的有效認知策略。在小學科學探究教學中，教師可以通過學生前概念的可視化，找準科學探究的起點;通過學生思維發展的可視化，把握科學探究的節奏;通過學生學習效果的可視化，評測科學探究的效度。這些學與教的思維可視化策略，能夠促進科學探究活動有效開展，培養學生的科學思維能力，進一步提升學生的科學思維品質。

1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現或事物的特征。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出來。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域，分別標上“春、夏、秋、冬”四個季節，將描寫季節特點的詞語剪下并貼在相應的區域中。這是一項很簡單的活動，但學生卻把半節課甚至更多的時間花在了剪貼詞語等對思維發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。既然如此，不如將作業改成繪制季節變化圖，并根據這些有事實依據的“圖畫”進行交流。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學生的思維過程，表現他們的思維軌跡，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，從而培養學生的科學意識和科學思維。

2“可視化”情境，生動呈現學生的思維

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驗的感知思維的運用，對于生活經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，教師應根據教學實際，借助一些教學道具，創設形象的“可視化”情境，生動呈現學生的思維過程。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夢來創設情境，讓他們的思維隨著歷史的演變而生動展現。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！（用微視頻呈現書的演化歷史）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！）教師將“歷史博物館”中的體驗活動設計成三張廣告牌，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。

3找準科學探究的起點：學生前概念可視化

科學探究活動的起點應以學生已有的認知結構為基礎，通過“畫一畫”“想一想”“說一說”等方法能夠把學生的前概念充分地展示出來。特別是當學生用圖示的形式將隱形的思維呈現于記錄紙上時，能幫助教師依照學生的認知需要和特征，有效引導學生的主題探究活動更有針對性，讓學生主動建構對科學概念的理解。如教學《簡單電路》前，讓學生畫出“用電池、導線點亮小燈泡”的方法，并想一想“為什么這樣做小燈泡會亮”。我們發現，學生“單線連接”的思路比較普遍，大部分學生把電池和燈泡底部用“導線”連接，又或者不用“導線”直接把燈泡底部接在電池的正極。他們的解釋是“這樣連接起來電池里的電能就能輸出給燈泡，燈泡自然就會亮了”。這就是現在的孩子關于電池點亮燈泡方法的“前概念”。通過進一步訪談了解到，學生這樣的認識源于對燈泡了解的局限，即對燈泡內部結構的不了解。因此在教學中，教師設計的探究活動的核心就是圍繞認識燈泡的內部結構展開，即“燈泡燈絲的兩端各連接一條金屬架，它們一直往下延伸到了哪兒呢？”直面學生的前概念的根源問題。

結束語

思維可視化是將隱形的思維用顯性的方式展現出來。在小學科學教學中，著眼于學生思維能力的培養是毋庸置疑的。基于低段小學生的思維特點，教師可以通過圖形直觀顯現學生的思維，通過情境生動呈現學生的思維，通過操作動態復現學生的思維，通過思維導圖完整展現學生的思維。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出來，從而促進學生科學思維能力的養成，不斷提升他們的科學素養。

參考文獻

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