利用思維可視化工具提升學生問題解決能力

袁茗瑋 _ 北京市西城區師范學校附屬小學

基于腦科學的相關理論，筆者嘗試將思維可視化工具融入小學科學課堂，以幫助學生表征問題解決步驟的思維過程，梳理問題解決策略，從而提升學生的問題解決能力。

1.用“魚骨圖”豐富學生解決問題的思維體系

以首都師范大學出版社三年級科學上冊“流動的水”為例，在這一課中，教師要帶領學生一起解決“哪些因素可以幫助水輪轉得更快”這個問題。書中所使用的實驗記錄單以記錄實驗現象和結論為主，并不能呈現學生在解決問題時的思考過程。所以，我們嘗試利用“魚骨圖”對這部分內容進行補充。

“魚骨圖”又名因果圖，是一種發現問題“根本原因”的分析方法。在實驗設計環節，我們鼓勵學生以“魚骨圖”的方式呈現小組的思考過程。學生在小方框內填寫增加水量、將水舉高等催生因素，“魚頭”框中則是實驗的效果：水輪轉速提高。如果小組內的同學在實驗過程中通過自己的思考又發現了更多可能導致水輪轉速提高的方法，還可以繼續延長魚骨，使他們解決問題的思維體系更加豐富完善。

2.用“論點地圖”梳理學生不同觀點

在“用水量的調查”一課中，學生想要在課堂上解決的問題是找到一種更加科學的測量用水量的方式。有的小組采取稱量法，有的小組采取刻度杯測量法，而澆花、淘米、洗菜、洗手等不同的用水場景，也會直接影響用水量的測量方式，學生需要考慮的實驗因素較多，容易在思考過程中出現混亂。教師引導學生在小組討論過程中利用“論點地圖”，一步步將小組內的不同論點進行梳理，并與解決方法相對應，逐步接近最優答案。

在這個例子中，小組學生想要解決“如何測量家中洗菜的用水量”這一問題。第一個學生提出可以使用有固定容量的容器。隨即就引發了三個不同的論點，針對這些觀點，又會出現二次駁斥的論點。以“論點地圖”的方式呈現，小組既能在討論的過程中不遺漏重要的觀點和信息，還可以在和全班同學進行交流與分享時，清晰地呈現本組解決問題的思路。

3.用“自我提問單”梳理解決問題的思路

在進行了一段時間思維可視化工具的訓練之后，學生已經不滿足于教師所設計好的固定的思維可視化工具，他們希望按照自己的思路和方式來設計。在“簡單電路”這節課中，學生設計了“自我提問單”來解決檢測電路時遇到的問題。相較于其他圖示化工具，學生認為這樣簡潔易懂的呈現，足以幫助他們梳理解決問題的思路。

多種多樣的可視化思維呈現方式使小學科學教學內容日趨多樣化、生活化，給予學生深入思考的時間和解決問題的空間，培養并提升其解決實際問題的能力。