科學課堂思維可視化教學設計

何姍

在科學教學中，提升教學效率的關鍵并不于在知識重復的次數，而在于概念的挖掘和思維的呈現。將抽象的思維具體化、隱形的思維可視化，能有效提升學生的思維能力，同時能幫助學生深入、透徹、系統理解科學知識，從而進入有效學與教的良性循環。如何將思維可視化運用于小學科學教學過程？本文從“看”“畫”“說”三個方面加以闡述。

思維可視是針對小學生抽象思維發展的局限性而提出的認知策略。它是指通過圖畫或者分析表等形式，將抽象的事物變得直觀可視、形象具體，而讓學生易于接受理解的過程。

學生對抽象的思維理解困難，如果將抽象的思維具體化，比如用圖表、文字等方式讓抽象變得具體，就比較容易被接受。思維可視是一種認知策略，它打破了學生抽象思維發展的局限。

對小學生尤其是低年級小學生來說，可視的思維更容易被理解和記憶，在這個可見的知識加工過程中，他們的思考能力能夠得到有效鍛煉和提升。通過這個讓抽象的思維直觀化的過程，學生創新思維的火把就能夠被充分地點燃。這對提高學生的課堂學習效能，提升其思維能力和心理能力，進而提高學生的全面素質，有著極大的促進作用。

那么，如何將思維可視技術融入小學科學教學活動呢？筆者作為一名小學科學教師，通過自己的研究和探索，對思維可視有了自己的感悟和體會，對于如何將抽象的思維直觀地展現出來，我在課堂教學中對思維可視的教學設計進行了探索。

一、看——叩開思維大門

看，是思維可視的第一步。看就是觀察的一種方式。看的同時也會伴隨著一系列的動手操作。從觀察演繹而來的其他的探索方法，都與“觀察”有著密不可分的聯系。由看現象到引發思考再到求證解惑，在這個過程中，包含了學生多種心理，比如注意、感覺、想象、記憶等。也就是說，觀察的過程也是學生由簡單認知進入復雜認知的過程。

如在教學《認識常見的巖石》時，學生對巖石已有一定的初步認知，甚至能說出一些身邊常見的巖石，但對巖石的特征模糊不清。教師先通過提問“你在哪里見過巖石？”“巖石有什么作用？”激發學生的思維，緊接著又提供了幾種常見的、具有代表性的巖石讓學生自由觀察，將學生的思維火花點燃。拿到巖石后，學生立刻仔細觀察起來，不一會兒有的學生不滿足于只用眼睛看，開始摸一摸、捏一捏、敲一敲巖石，甚至還想到利用放大鏡進一步觀察。從看，到摸，再到敲，最后到借助實驗工具，觀察過程逐漸復雜，這反映出學生的思維火花也在慢慢升溫，正在從簡單向復雜遞進。這一系列可視的活動變化反饋到教師眼中，有利于教師準確掌握學生思維動態并及時調節教學步驟，進而提高教學效率和品質。此外，在潛移默化中由“看”衍生出來的多種研究方法正是科學探究活動中必不可少的觀察方法，這些方法也有助于提升學生的思維能力。

二、畫——展現思維脈絡

畫，是思維可視的第二步。在思維認知的活動流程中，畫尤為重要。如果說看是挖掘思維的過程，那么畫就是展現思維的過程。學生畫出的思維活動，有的涇渭分明，有的稚嫩含糊。無論清晰與模糊，都是學生思維的痕跡，教師都不能輕視或忽略。

如在教學《肺和呼吸》時，學生對呼吸器官究竟了解多少？他們是怎樣理解呼吸過程的？如何讓其將這些抽象的思維表達出來呢？直接用語言表達可能學生很難清晰描述，如果用畫圖的方式表達，學生就輕松自如多了。于是教師提供一張人體輪廓圖，讓學生先畫出他們認為的呼吸器官及其位置。根據學生的人體呼吸系統圖，教師就能迅速掌握學生對呼吸器官前概念的認識程度，及時調整教學內容，有針對性地進行教學，使得教學目標更明確。此外，學生相互分享“作品”時，又是一次思維火花相互碰撞的過程。當他們正確認識呼吸器官后，讓其對原稿進行修改，再次畫出準確的呼吸器官及其位置。兩次畫圖，將學生抽象思維的建構過程栩栩如生地表達出來，這種直觀表達的方式，讓教學更為有效。

三、說——促進思維轉化

說，是思維可視的第三步。說的內容、說的方式可以是豐富多彩的。學生可以向同伴分享，可以向老師介紹，也可以向質疑者解釋，還可以反駁他人。在說的過程中，學生要想全面、清晰地表達自己的思維，就需要好好組織語言，梳理邏輯，逐漸將可視思維轉化成出聲思維。這個過程既是一種自主呈現，又是一種自我反饋。

如在《電磁鐵》的教學中，電磁鐵磁力大小與哪些因素有關的實驗方案設計是一大難點。為了攻克這一難點，教師設計了微型辯論會，讓學生用語言表達思維。教師讓學生先在小組內交流初步設計實驗方案，然后全班交流。每個小組的實驗方案各不相同，學生的看法也很難統一，哪一種才是最合適的呢？辯論者努力通過清晰明了的語言將自己的思維邏輯完整地表達出來，得到大家的認可。反駁者則耐心、完整地傾聽別人的想法，迅速整合信息，再有理有據地反駁對方。辯論的過程中，學生的思維極為活躍，他們不斷地思考、推理、分析、概括，然后用語言的搏擊展現思維的碰撞。辯論后，怎樣設計實驗方案更有效，學生有了答案，筆者讓學生再次小組討論，取長補短，完善方案。從合作到爭議再到合作，學生在思維的碰撞和融合中共同進步，找到了合理有效的實驗方案。

“看”“畫”“說”這三個簡單流程是一個鮮活的動態過程。它將抽象的思維直觀化，把復雜的過程具體化。在這樣的學習過程中，學生思維有提升，教師教學更高效。