借助思維可視化工具實現(xiàn)學(xué)生思維過程外顯化

〔摘" "要〕" 本文以思維可視化工具為切入點(diǎn)，探討其在實現(xiàn)學(xué)生科學(xué)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(xué)思維過程外顯化的內(nèi)涵分析，以及實踐探索的具體策略，旨在為教育教學(xué)提供有益的參考。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；思維可視化工具；科學(xué)思維；過程外顯化

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

科學(xué)思維是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的基礎(chǔ)，而科學(xué)思維過程的外顯化則是實現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。思維可視化工具作為一種新興的教育技術(shù)，為促進(jìn)學(xué)生科學(xué)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(jìn)學(xué)生科學(xué)思維過程外顯化方面的實踐探索，以期為教育教學(xué)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(dá)出來的工具。常見的思維可視化工具有思維導(dǎo)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(xué)思維過程外顯化的內(nèi)涵

科學(xué)思維過程外顯化是指將學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)過程中的思考、分析、推理等思維活動通過一定的方式表現(xiàn)出來，使其變得可見、可感、可評估?？茖W(xué)思維過程外顯化的目的在于幫助學(xué)生更好地認(rèn)識自己的思維過程，發(fā)現(xiàn)其中的問題，從而提高科學(xué)思維能力。

三、實踐探索

（一）氣泡圖

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

（二）雙氣泡圖

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

（三）樹形圖

在教學(xué)教科版科學(xué)四年級上冊《一天的食物》一課時，學(xué)生通過記錄一天吃的食物，在已有經(jīng)驗的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)收集和整理有用信息，此時可以使用樹形圖對食物進(jìn)行分類，從而發(fā)現(xiàn)每天吃的食物是豐富多彩的，為后續(xù)探究食物的營養(yǎng)，合理飲食、健康生活做鋪墊。

（四）括號圖

在教學(xué)教科版科學(xué)四年級上冊“呼吸與消化”單元時，因消化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，利用括號圖這種思維可視化工具可以有效地幫助學(xué)生理解和記憶消化系統(tǒng)的組成和功能。在教學(xué)過程中，教師可以利用括號圖將消化系統(tǒng)的主要器官和功能以層次化的方式進(jìn)行展示，使學(xué)生能夠清晰地看到每個器官在消化系統(tǒng)中的位置和作用。通過這種方式，學(xué)生可以直觀地看到消化系統(tǒng)各部分之間的關(guān)系，從而更容易地理解和記憶消化系統(tǒng)的組成和功能。同時，括號圖還可以幫助學(xué)生形成系統(tǒng)的認(rèn)知，使他們能夠?qū)⑾到y(tǒng)的各個部分聯(lián)系起來，形成一個完整的認(rèn)知體系，如圖3所示。

（五）流程圖

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

（六）橋形圖

在教學(xué)教科版科學(xué)五年級上冊“地球表面及其變化”單元時，教師希望向?qū)W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(xué)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(lián)系，如圖5所示。

（七）思維導(dǎo)圖

思維導(dǎo)圖是一種圖形化的信息組織工具，它通過關(guān)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(xué)習(xí)和思考。對于教科版科學(xué)三年級下冊“太陽、地球和月球”單元，思維導(dǎo)圖的應(yīng)用場景和目的可包括：課程導(dǎo)入、知識梳理、課堂討論、復(fù)習(xí)總結(jié)。通過圖形和顏色的輔助，學(xué)生可以更有效地記憶太陽、地球和月球的相關(guān)知識。思維導(dǎo)圖的結(jié)構(gòu)有助于學(xué)生理解各知識點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系，形成系統(tǒng)的知識框架。在繪制思維導(dǎo)圖的過程中，學(xué)生需要主動思考如何組織信息，這有助于培養(yǎng)他們的批判性和創(chuàng)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(guān)系。在教科版科學(xué)“地球”相關(guān)主題的學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以通過繪制概念圖，將地球的相關(guān)知識（如地球的形成、結(jié)構(gòu)、大氣層、水循環(huán)等）進(jìn)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(xué)生可以更好地理解地球各個方面的聯(lián)系，如地球內(nèi)部的巖漿活動與地殼運(yùn)動之間的關(guān)系，或大氣層中的氣壓與氣候變化之間的關(guān)聯(lián)。概念圖可以幫助學(xué)生將抽象的知識具象化，從而更好地記住關(guān)鍵概念和它們之間的關(guān)系。在繪制概念圖的過程中，學(xué)生需要分析各個概念之間的邏輯關(guān)系，這個過程可以激發(fā)學(xué)生的思考，促進(jìn)創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

四、結(jié)語

思維可視化工具在促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維過程外顯化方面具有重要作用。教師應(yīng)充分發(fā)揮其優(yōu)勢，開展有效的教學(xué)實踐，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，提高教育教學(xué)質(zhì)量。同時，教師還應(yīng)不斷探索和創(chuàng)新，將思維可視化工具與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，為學(xué)生提供更多元、更豐富的學(xué)習(xí)體驗，激發(fā)他們的科學(xué)興趣和創(chuàng)新潛能。最后，思維可視化工具的應(yīng)用還能夠促進(jìn)教師教學(xué)策略的改進(jìn)。通過觀察學(xué)生的思維導(dǎo)圖或概念圖，教師可以更加直觀地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和思維過程，從而調(diào)整自己的教學(xué)策略，更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

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