借助思維可視化工具實現學生思維過程外顯化

〔摘" "要〕" 本文以思維可視化工具為切入點，探討其在實現學生科學思維過程外顯化方面的實踐探索。通過對思維可視化工具的概述、科學思維過程外顯化的內涵分析，以及實踐探索的具體策略，旨在為教育教學提供有益的參考。

〔關鍵詞〕" 小學科學；思維可視化工具；科學思維；過程外顯化

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）20" " 0034-03

科學思維是培養學生創新精神和實踐能力的基礎，而科學思維過程的外顯化則是實現這一目標的關鍵。思維可視化工具作為一種新興的教育技術，為促進學生科學思維過程外顯化提供了有力支持。本文旨在探討思維可視化工具在促進學生科學思維過程外顯化方面的實踐探索，以期為教育教學提供有益的參考。

一、思維可視化工具概述

思維可視化工具是指將人的思維過程通過圖形、圖像等可視化手段表達出來的工具。常見的思維可視化工具有思維導圖、概念圖、流程圖等。這些工具可以將抽象的思維過程具體化、形象化，有助于人們更好地理解和掌握知識。

二、科學思維過程外顯化的內涵

科學思維過程外顯化是指將學生在科學學習過程中的思考、分析、推理等思維活動通過一定的方式表現出來，使其變得可見、可感、可評估。科學思維過程外顯化的目的在于幫助學生更好地認識自己的思維過程，發現其中的問題，從而提高科學思維能力。

三、實踐探索

（一）氣泡圖

在教科版科學四年級下冊《認識幾種常見的巖石》一課的教學中，我們可以借助氣泡圖，對三大類巖石的典型特征進行歸納，幫助學生加深對巖漿巖、沉積巖、變質巖概念的理解。圖1以巖漿巖為例進行呈現。

（二）雙氣泡圖

在教學教科版科學三年上冊“水”單元時，可借助雙氣泡圖引導學生比較水和水蒸氣、水和冰的相同點及不同點，能夠從思維層面幫助學生更好地理解水的三態變化。相較于教材中所使用的韋恩圖更加直觀，更易于培養學生求同歸納、求異歸納的能力。作業中以水和水蒸氣的雙氣泡圖為例進行呈現，如圖2 所示。

（三）樹形圖

在教學教科版科學四年級上冊《一天的食物》一課時，學生通過記錄一天吃的食物，在已有經驗的基礎上學習收集和整理有用信息，此時可以使用樹形圖對食物進行分類，從而發現每天吃的食物是豐富多彩的，為后續探究食物的營養，合理飲食、健康生活做鋪墊。

（四）括號圖

在教學教科版科學四年級上冊“呼吸與消化”單元時，因消化系統的結構復雜，利用括號圖這種思維可視化工具可以有效地幫助學生理解和記憶消化系統的組成和功能。在教學過程中，教師可以利用括號圖將消化系統的主要器官和功能以層次化的方式進行展示，使學生能夠清晰地看到每個器官在消化系統中的位置和作用。通過這種方式，學生可以直觀地看到消化系統各部分之間的關系，從而更容易地理解和記憶消化系統的組成和功能。同時，括號圖還可以幫助學生形成系統的認知，使他們能夠將消化系統的各個部分聯系起來，形成一個完整的認知體系，如圖3所示。

（五）流程圖

以教科版科學六年級下冊《建造塔臺》一課為例，場景包括制作塔臺競標書、召開競標發布會、設計塔臺模型、制作塔臺模型、測試塔臺模型、評估改進塔臺模型這六個步驟。借助流程圖能夠幫助學生更好地梳理建造塔臺這個工程項目的實施過程，引導學生像工程師一樣工作，加深學生對工程的理解，如圖4所示。

（六）橋形圖

在教學教科版科學五年級上冊“地球表面及其變化”單元時，教師希望向學生解釋地球表面不同地形特征并嘗試分析其成因。為了幫助學生更好地理解這些地形是如何形成的，教師可使用橋形圖來展示每種地形與其成因之間的聯系，如圖5所示。

（七）思維導圖

思維導圖是一種圖形化的信息組織工具，它通過關鍵詞、顏色、圖像和連接線來模擬人腦的思維過程，幫助人們更有效地記憶、學習和思考。對于教科版科學三年級下冊“太陽、地球和月球”單元，思維導圖的應用場景和目的可包括：課程導入、知識梳理、課堂討論、復習總結。通過圖形和顏色的輔助，學生可以更有效地記憶太陽、地球和月球的相關知識。思維導圖的結構有助于學生理解各知識點之間的邏輯關系，形成系統的知識框架。在繪制思維導圖的過程中，學生需要主動思考如何組織信息，這有助于培養他們的批判性和創造性思維，如圖6所示。

（八）概念圖

概念圖是一種可視化工具，用于展示概念、屬性和關系。在教科版科學“地球”相關主題的學習中，學生可以通過繪制概念圖，將地球的相關知識（如地球的形成、結構、大氣層、水循環等）進行整合，形成一個完整的知識體系，如圖7所示。通過繪制概念圖，學生可以更好地理解地球各個方面的聯系，如地球內部的巖漿活動與地殼運動之間的關系，或大氣層中的氣壓與氣候變化之間的關聯。概念圖可以幫助學生將抽象的知識具象化，從而更好地記住關鍵概念和它們之間的關系。在繪制概念圖的過程中，學生需要分析各個概念之間的邏輯關系，這個過程可以激發學生的思考，促進創新意識的培養。

四、結語

思維可視化工具在促進學生科學思維過程外顯化方面具有重要作用。教師應充分發揮其優勢，開展有效的教學實踐，培養學生的科學思維能力，提高教育教學質量。同時，教師還應不斷探索和創新，將思維可視化工具與教學內容有機結合，為學生提供更多元、更豐富的學習體驗，激發他們的科學興趣和創新潛能。最后，思維可視化工具的應用還能夠促進教師教學策略的改進。通過觀察學生的思維導圖或概念圖，教師可以更加直觀地了解學生的學習情況和思維過程，從而調整自己的教學策略，更好地滿足學生的學習需求。

參考文獻

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