基于“思維可視化”的小學科學探究教學策略

張菁

(常州市西新橋小學,江蘇常州 213000）

“思維可視化”指的是將一些抽象的思維發展直觀地呈現出來，所以“思維可視化”是建立在思維和心理基礎上的一種直觀的思維方式，并且這兩種思維方式包括“可視思維”和“出聲思維”兩種主要形式，例如，將具體的問題和思考過程通過科學的手段直觀地呈現出來，使其變得更加直觀和想象，再比如可以將復雜的思維過程通過肢體語言和聲音表達出來，從而體現出學生的思想活動和規律，這在小學科學教學中的運用不僅可以有效地幫助教師理解學生，同時也可以開展具有針對性的教學。那么如何才能開展基于“思維可視化”的小學科學教學呢？本文對此提出幾點觀點和建議。

一、當前小學科學教學中常見的問題

（一）小學科學教學方式和教學觀念陳舊，無法激發學生的學習興趣

通過對當前的小學科學教學的調查發現，有一部分小學科學教師在教學中采用的依然是傳統的灌輸式教學和“題海”戰術，也就是在課堂上長篇大論地講述理論知識，然后課下的時候布置大量的作業讓學生們進行練習，這種教學方式雖然可以完成教學任務，但是并不能讓小學生感到科學知識的樂趣，所以降低了小學生學習科學知識的積極性。然而從小學科學這門學科的特點來看，該學科是一門以實踐為基礎的學科，并且也是一門和實際生活有著密切聯系的學科，所以想要學好科學知識首先需要教師注重教學方式的拓展，結合學生的實際生活進行教學，這樣才能使小學生感受到科學知識和實際生活的樂趣，才能激發學生參與科學學習和探究的積極性。但是多數小學科學教師在實際教學中過多重視學生的考試成績和教學成果，對教學過程中學生是否吸收和掌握教師講解的知識則沒有引起足夠的重視，所以導致小學生無法感受到科學的樂趣，甚至長期處在這種傳統的教學模式中還會降低小學生的學習積極性，影響了小學科學教學的有效開展，更影響了小學生的綜合發展。

（二）實踐教學缺少，學生的實踐能力和思維能力得不到有效的培養

科學是一門具有較強實踐性的學科，并且小學生具有強烈的好奇心和求知欲，但是他們對課本上枯燥的知識很難保持長時間的注意力和學習積極性，這也就意味著教師在開展小學科學教學的過程中要積極地結合小學生的性格特點和學科特點進行。但是在當前的小學科學教學中多數小學科學教師對實踐教學的開展缺乏足夠的重視，所以導致小學生開展科學實踐的機會較少，而多數教師則過于重視對學生理論知識的講解，雖然理論知識的講解也可以完成教學任務，但是并不能激發小學生學習科學知識的積極性，并且在這種缺少實踐的小學科學教學中也無法培養和鍛煉學生的動手能力、思維能力，更別提“思維可視化”在小學科學教學中的運用了。

二、基于“思維可視化”的小學科學教學重要性

（一）有助于教師加強對學生的了解和開展具有針對性的教學

基于“思維可視化”的小學科學教學可以將學生的思維和學習過程以及學習難點通過直觀的方式呈現出來，例如，在開展科學探究的過程中學生通過數形結合的方式將思考的內容通過圖形的方式呈現出來，也可以通過計算時候數字的陳列將思考的問題呈現出來，這些都是“思維可視化”的表現，也是學生展示心中思想和學習過程的體現。并且通過學生將“思維過程”用多種方式呈現出來，教師也可以結合學生的呈現方式加強對學生的了解，例如，在學習蘇教版小學科學《摩擦力的秘密》時，學生通過數形結合思想展示思維過程，教師就可以通過數形結合來了解學生的內心所想，從而具體的教學中可以結合學生的學習實際情況進行授課，這在潛移默化中實現了具有針對性的教學，同時也可以使教師更深入地了解學生的學習情況，從而大幅度提高教學質量。由此可以看出“思維可視化”的小學科學教學對開展具有針對性的教學和教師加強對學生的了解起到了積極的作用和影響。

（二）有助于促進小學生的個性化發展和實現小學科學教學改革

不同的學生在學習能力上和基礎知識的掌握上存在較大的差異，但是在傳統的小學科學教學中教師采用的教學方式單一，所以導致個別學生的個性化學習需求得不到滿足，甚至還會打擊學生的學習積極性。但是在“思維可視化”的小學科學教學中就可以有效地解決這一問題，通過“思維可視化”的小學科學教學可以使學生將自己思考問題的過程，并且在思考問題的過程中通過表情、肢體語言等方式將思考的問題直觀地呈現出來，從而更加高效地進行學習和思考。[1]當然，不同的學生在思考問題上有不同的方式，但是“思維可視化”就可以將學生采用的思考方式直觀地呈現出來，例如，在學習《能量的轉換》時，教師可以借助手段把微觀世界呈現出來，這樣教師也可以及時了解學生，以便于及時調整教學方案，從而促進小學生的個性化發展和實現小學科學教學改革。由此可以看出基于“思維可視化”的小學科學教學對小學生的個性化發展和小學科學教學改革也起到了積極的影響和幫助。

三、基于“思維可視化”的小學科學教學開展策略

（一）加強和學生的互動與交流，讓思維看得見

在小學科學教學中想要開展“思維可視化”的教學，首先需要教師加強和學生的互動，通過加強和學生的互動直觀地了解學生的內心所想和學習中遇到的問題，并且通過互動還可以營造濃厚的學習氛圍，營造出和諧、平等并且積極向上的氛圍。更重要的是通過和學生的互動可以將學生的思維直觀地呈現出來，教師可以針對學生的思維調整教學方案，從而提高教學效率。就像我在開展蘇教版小學科學《植物與環境》這一課程教學的時候，在本節課程教學中教師就可以通過加強和學生的互動與交流將思維可視化。首先我讓學生思考植物生長和環境之間的關系，當學生思考完畢之后我點名讓某個同學回答我的問題，例如，我提出了這樣一個問題：為什么冬天的時候很多樹葉都掉落了，但是也有個別樹葉依然是綠色的呢？通過問題的提出學生就會陷入思考中，這個時候我就會和學生一同思考和探究，給予學生一些點撥和啟發，通過這樣的方式來了解學生的思維?；蛘邔W生在思考問題的過程中我也可以讓他們采用小組合作學習的方式進行討論，并且我也積極地參與其中，這些都是直觀體現學生思維的有效方式，也是“思維可視化”的教學體現。

（二）引導學生開展圖表繪畫，直觀呈現思維

思維是驅使肢體運動的基礎，所以在小學科學教學的過程中教師可以運用繪畫制表的方式來開展“思維可視化”的小學科學教學。因為制圖繪畫的過程就是學生思維體現的過程，也是“思維可視化”的過程，所以在開展小學科學教學的過程中教師要積極引導學生開展圖表繪畫，以此來直觀地呈現學生的思維。[2]就像我在開展蘇教版小學科學《形狀與結構》這一課程教學時，我就引導學生利用圖表繪畫的方式進行教學，通過讓學生畫房子、橋梁等建筑使學生的思維和想象力得到培養，并且通過繪畫也可以更深入地了解橋梁、房子的建筑結構，這個時候我再進行一些引導和講解，學生就可以掌握其中的科學知識和建筑原理。當然，由于本節課程的教學特點就是繪畫，并且繪畫也是學生思維的呈現過程，同時也是“思維可視化”的體現，由此可以看出小學科學教學中教師通過引導學生開展圖表繪畫也是“思維可視化”小學科學教學的體現，對提高教學質量起到了積極的作用，對培養小學生的想象力和思維能力也有重要的意義。

（三）加強對實驗的重視，在思維的引導下實驗

實驗是小學科學教學的重要組成部分，或者也可以說小學科學教學離不開實驗。所以在教學過程中小學科學教師要加強對實驗的重視，通過組織學生開展實驗教學來幫助學生加深對知識的理解，更直觀地感受和學習科學知識、開展科學探究，從而提高學習效率。此外，學生在實驗的過程中動手操作的過程就是“思維可視化”的體現，因為學生的動手操作是在思維的驅使下開展的，所以學生實驗的過程就是其思維的體現。[3]就像在開展蘇教版小學科學《玩磁鐵》這一課程教學時，教師就可以積極組織學生開展實驗進行授課。比如我在開展本節課程教學時準備了各種形狀的磁鐵，然后讓學生利用磁鐵開展磁極的實驗，至于具體的實驗方式教師則可以讓學生自己設定和進行。通過這樣的方式進行教學，學生首先要進行思考，然后在預設好的實驗步驟下開展實驗，在這個過程中學生的思維得到了發散，并且在動手操作的過程中體現了其思維的過程，從而在潛移默化中實現了“思維可視化”，當學生實驗完成之后，教師需要和學生一同對本節課程進行總結，同時給予學生科學的評價。當然，評價不僅僅是教師針對學生，也可以是學生給予教師的評價，包括實驗內容以及教學組織等，因為學生在給予教師評價的過程中會對本節課程進行思考和回顧，而這個過程也體現出了學生的思維，從而實現了“思維可視化”的小學科學教學。所以在實驗過程中教師要注重引導學生發散自己的思維，在實驗結束之后教師要做好總結和評價，這些都是“思維可視化”的小學科學教學，也是促進教學質量提高的基礎和前提。

（四）把握探究的起點，讓學生前概念可視化

在落實科學探究活動的時候，教師在把握教學起點時一定要從學生的認知結構出發，作為基礎，可以讓學生畫一畫，或者想一想，也可以說一說，這樣可以幫助學生把前概念充分展示出來，學生利用圖的方式將隱藏的思維呈現出來時，可以幫助學生結合他們的認知需求和特點，引導學生開展主題探究活動，這樣也可以讓主題探究活動變得更具備針對性，可以讓學生主動建構對于科學概念的理解和認知，從而獲得更為理想的效果。例如，在學習小學科學電路的內容時，教師可以讓學生繪制出使用電池還有導線將小燈泡點亮的方法，這時候讓學生一邊繪制一邊思考為什么這樣做小燈泡能夠被點亮。學生對電池點亮小燈泡會有自己的一個前概念，在這個基礎上教師可以進行拓展，讓學生繼續探究，解決學生前概念中存在的問題。及時有效地幫助學生解決問題，這樣的方式可以有效地提升教學的效果和質量。

（五）把握科學探究的節奏，促進學生思維發展可視化

在科學學習中會涉及一些關鍵性問題，教師要力求實現這些關鍵問題的可視化。例如，在進行電磁鐵磁性強弱相關因素探索的時候，教師讓學生討論聚焦于鐵芯的粗細、鐵芯的長短、電池多少、線圈的多少等因素。接下來，教師通過下列關鍵問題的討論，引導學生的“出聲思維”可視化。例如，讓學生研究的話思考可能出現的情況，纏繞導線時候的做法，還有前后兩次吸大頭針的注意事項等。通過學生的分析引導學生實現“可視思維”與“出聲思維”相互轉化，既是一種思維“呈現”，又是一種信息“反饋”。再有就是主題探究的思維可視化，主題式思維探究屬于一種發展學生思維重要的途徑，教師需要為學生創設一定的情境，讓學生去完成主題式探究，幫助學生把思維過程呈現出來。例如，在學習認識常見的巖石的時候，學生其實對巖石有了自己的了解和認知，但是對其特征還不是特別的清晰，這時候教師可以創設學校要增添一塊大型文化石作為“校訓石”情境導入課程，以此激發學生的探究動機，然后讓學生思考找這塊巖石需要滿足的條件，研究具體的特征和名稱，全班進行交流，總結出有效的方案。讓學生可以去摸一摸，感受巖石的手感，也可以瞧一瞧，可以借助放大鏡進行觀察等，通過這樣的主題式探究，讓學生去掌握相關的知識，使學生的思維可以得到進一步的發展。

四、結束語

總而言之，基于“思維可視化”的小學科學教學不僅可以使教師加強對學生的了解，更重要的是可以培養學生的思維能力和想象力，直觀地展示學生的思想過程，從而為開展具有針對性的教學奠定基礎。因此，作為小學科學教師要加強對“思維可視化”小學科學教學的重視，通過教學模式的改革和創新將學生的思維直觀地呈現出來，以此來設置科學的教學方案，促進教學質量的提升和實現小學科學教學改革。