盛佳穎

【摘? ?要】思維可視化是將隱形的思維用顯性的方式展現(xiàn)出來(lái)。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，著眼于學(xué)生思維能力的培養(yǎng)是毋庸置疑的。基于低段小學(xué)生的思維特點(diǎn)，教師可以通過(guò)圖形直觀顯現(xiàn)學(xué)生的思維，通過(guò)情境生動(dòng)呈現(xiàn)學(xué)生的思維，通過(guò)操作動(dòng)態(tài)復(fù)現(xiàn)學(xué)生的思維，通過(guò)思維導(dǎo)圖完整展現(xiàn)學(xué)生的思維。這些學(xué)與教的思維可視化策略，將學(xué)生看不見(jiàn)的思維過(guò)程、不可言說(shuō)的思考方法和思考路徑等清晰地呈現(xiàn)出來(lái)，從而促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維能力的養(yǎng)成，不斷提升他們的科學(xué)素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】思維可視化;科學(xué)教學(xué);應(yīng)用策略

小學(xué)科學(xué)是一門以探究為主的課程。探究活動(dòng)不僅要讓學(xué)生學(xué)會(huì)基本的科學(xué)知識(shí)，掌握一定的操作技能，更要讓學(xué)生的科學(xué)思維得到進(jìn)一步的發(fā)展。低年級(jí)的科學(xué)課作為科學(xué)教育的啟蒙課，早期的思維習(xí)慣影響著他們今后的科學(xué)學(xué)習(xí)，也影響著他們科學(xué)素養(yǎng)的形成。因此，低年級(jí)科學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)應(yīng)該放在促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展和科學(xué)探究能力的養(yǎng)成上。在實(shí)際教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)低年級(jí)學(xué)生的思維主要有以下四個(gè)特點(diǎn)：一是單向思維占主導(dǎo)，只有直觀的現(xiàn)象才能引起他們的注意;二是感知思維占主導(dǎo)，思維的發(fā)展受限于生活經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于生活經(jīng)驗(yàn)以外的知識(shí)難以理解;三是呈現(xiàn)出開(kāi)拓性和跳躍性的思維特點(diǎn)，再加上抽象概括和語(yǔ)言能力較弱，表達(dá)常常雜亂無(wú)章;四是具有片段化和模糊化的思維特點(diǎn)，思考難以全面、深入。因此，學(xué)生的思維猶如“黑匣子”般不可見(jiàn)。

針對(duì)以上問(wèn)題，教師可以借助“可視化”方式，如利用圖形、情境、實(shí)驗(yàn)以及思維導(dǎo)圖，直觀、生動(dòng)、動(dòng)態(tài)、完整地表征學(xué)生的思維，將隱形的思維顯現(xiàn)出來(lái)，從而促進(jìn)科學(xué)探究活動(dòng)有效開(kāi)展，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，提升學(xué)生的科學(xué)思維品質(zhì)。[1]

一、“可視化”圖形，直觀顯現(xiàn)學(xué)生的思維

小學(xué)低年級(jí)科學(xué)教材具有圖多、字少的編寫特點(diǎn)，這是基于學(xué)生有限的識(shí)字量、有限的生活經(jīng)驗(yàn)和有限的理解能力的現(xiàn)狀。圖形作為一種直觀、形象的表達(dá)方式，有助于學(xué)生呈現(xiàn)清晰的思維過(guò)程，有助于學(xué)生建構(gòu)正確的科學(xué)概念。

（一）巧用動(dòng)圖，讓思維有序

剛接觸科學(xué)實(shí)驗(yàn)的低年級(jí)學(xué)生，往往是行動(dòng)力先于思考力。在思維層面，他們不懂得有目的、有步驟地進(jìn)行科學(xué)探究，尤其難以理解科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的“操作規(guī)范”，但對(duì)圖形、視頻、實(shí)物等形象的東西更感興趣，更容易理解。若能讓圖形“動(dòng)”起來(lái)，利用“動(dòng)圖”逐一呈現(xiàn)思維的過(guò)程，便能將科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的“操作規(guī)范”形象化、具體化，使操作由難變易。

如一年級(jí)下冊(cè)《它們?nèi)ツ睦锪恕芬徽n的課堂活動(dòng)是：將食鹽、紅糖、小石子分別放入水中，觀察并記錄現(xiàn)象。為了指導(dǎo)學(xué)生更好地觀察現(xiàn)象，教材用圖提示了操作步驟：放入前的觀察—放入水中的觀察—攪拌—再觀察（見(jiàn)圖1）。

教材要求將食鹽、紅糖、小石子分別按照四個(gè)步驟逐一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這對(duì)于操作能力較弱的一年級(jí)學(xué)生來(lái)說(shuō)，容易顧此失彼，造成思維混亂。教師有必要分解實(shí)驗(yàn)步驟，降低思維難度，可將觀察記錄分成“放入前”和“放入后”兩個(gè)部分，再用四個(gè)動(dòng)圖分解物體放入水中后的操作步驟（見(jiàn)圖2）。借助動(dòng)圖的形式有效地指導(dǎo)學(xué)生完成活動(dòng)，在學(xué)生掌握“放入鹽后的觀察”實(shí)驗(yàn)步驟后，再通過(guò)小組合作分別進(jìn)行紅糖和小石子放入水中后的實(shí)驗(yàn)。以動(dòng)圖的形式將片段化的思維按一定的順序串聯(lián)起來(lái)，思維因此變得井然有序。

（二）圖形記錄，讓思維外顯

由于低年級(jí)學(xué)生年齡小，還處于形象思維階段，往往不能用準(zhǔn)確的語(yǔ)言描述自己的發(fā)現(xiàn)或事物的特征。而“圖形記錄”有助于學(xué)生將隱性的思維顯性化，把學(xué)生的思維過(guò)程一層層地暴露和展現(xiàn)出來(lái)。[2]因此，引導(dǎo)學(xué)生在探究活動(dòng)中借助圖形進(jìn)行思考，并將自己所觀察到的、所想到的用圖形記錄下來(lái)，是處于具體運(yùn)算階段的兒童最常用的思維可視化策略，尤其適用于小學(xué)低年級(jí)科學(xué)教學(xué)。比起文字的書寫，低年級(jí)學(xué)生更喜歡不受拘束的繪畫，無(wú)論是簡(jiǎn)單的畫圖，還是涂色，他們都樂(lè)此不疲。同時(shí)，他們也喜歡展示自己的作品，并用作品進(jìn)行交流。

如在二年級(jí)上冊(cè)“我們的地球家園”單元的活動(dòng)手冊(cè)中有一個(gè)活動(dòng)：將一張白紙分成四個(gè)區(qū)域，分別標(biāo)上“春、夏、秋、冬”四個(gè)季節(jié)，將描寫季節(jié)特點(diǎn)的詞語(yǔ)剪下并貼在相應(yīng)的區(qū)域中。這是一項(xiàng)很簡(jiǎn)單的活動(dòng)，但學(xué)生卻把半節(jié)課甚至更多的時(shí)間花在了剪貼詞語(yǔ)等對(duì)思維發(fā)展意義不大的活動(dòng)上，況且詞語(yǔ)還在一定程度上限制了學(xué)生的表達(dá)能力、想象能力，實(shí)在是得不償失（見(jiàn)圖3）。既然如此，不如將作業(yè)改成繪制季節(jié)變化圖，并根據(jù)這些有事實(shí)依據(jù)的“圖畫”進(jìn)行交流（圖4）。事實(shí)證明，學(xué)生基本能在教師的指導(dǎo)下用簡(jiǎn)單的符號(hào)、圖畫進(jìn)行描述和交流。比起詞不達(dá)意的描述，這種方式更有趣味性，更容易讓孩子們接受。更重要的是，學(xué)生在圖形記錄的過(guò)程中，其思維軌跡一目了然，并隨著科學(xué)探究活動(dòng)貫穿于課堂始終。

用動(dòng)圖、圖形的方式直觀展現(xiàn)學(xué)生的思維過(guò)程，表現(xiàn)他們的思維軌跡，更有利于師生、生生之間的交流。教師因勢(shì)利導(dǎo)提升學(xué)生用科學(xué)的詞匯進(jìn)行表達(dá)的能力，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)意識(shí)和科學(xué)思維。

二、“可視化”情境，生動(dòng)呈現(xiàn)學(xué)生的思維

低年級(jí)學(xué)生的思維水平受限于自身的認(rèn)知水平，他們的思維更傾向基于生活經(jīng)驗(yàn)的感知思維的運(yùn)用，對(duì)于生活經(jīng)驗(yàn)以外的思維理解能力不強(qiáng)，對(duì)于知識(shí)的應(yīng)用能力也較弱。因此，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)實(shí)際，借助一些教學(xué)道具，創(chuàng)設(shè)形象的“可視化”情境，生動(dòng)呈現(xiàn)學(xué)生的思維過(guò)程。

如二年級(jí)上冊(cè)《書的歷史》一課，旨在通過(guò)介紹書的演化歷史，讓學(xué)生了解并對(duì)比泥板、竹簡(jiǎn)和紙的書寫感受、裝訂感受和便攜程度，體會(huì)做書的材料是隨時(shí)代演變而革新的過(guò)程。對(duì)于歷史上不同時(shí)代的書，學(xué)生并沒(méi)有直接的生活經(jīng)驗(yàn)，只有來(lái)自其他學(xué)科教學(xué)或者課外閱讀的模糊認(rèn)識(shí)。這就需要教師創(chuàng)設(shè)一定的情境，讓學(xué)生親身體驗(yàn)材料的演變史，并在體驗(yàn)中進(jìn)行思考。于是，教師以學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的動(dòng)畫角色——哆啦A夢(mèng)來(lái)創(chuàng)設(shè)情境，讓他們的思維隨著歷史的演變而生動(dòng)展現(xiàn)。教學(xué)過(guò)程如下。

師：古時(shí)候的書是用什么材料做的呢？讓我們乘坐哆啦A夢(mèng)的時(shí)光機(jī)一起去看看吧！（用微視頻呈現(xiàn)書的演化歷史）

師：在時(shí)光機(jī)里你們看到了什么？

生1：遠(yuǎn)古時(shí)候，人們用樹(shù)枝在泥板上寫字。

生2：在烏龜殼上寫字。

生3：到戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，人們用毛筆在竹簡(jiǎn)上寫字。

師：（響起電話鈴聲）誰(shuí)來(lái)電話了？（屏幕上呈現(xiàn)哆啦A夢(mèng)的形象）聽(tīng)聽(tīng)哆啦A夢(mèng)要跟我們說(shuō)什么。

（畫外音：小朋友們好！ 我是哆啦A夢(mèng)，今天我要帶領(lǐng)你們一起游覽書的歷史博物館，讓我們一起來(lái)體驗(yàn)一下吧！）

教師將“歷史博物館”中的體驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)成三張廣告牌（見(jiàn)圖5），要求學(xué)生完成相應(yīng)的任務(wù)，并將自己的作品貼在本小組一欄中。在情境中融入便于學(xué)生接受的動(dòng)畫角色，再加上道具的輔助，使學(xué)生身臨其境，愿意主動(dòng)學(xué)習(xí)，主動(dòng)探究，思維也在有趣的情境中自然而然打開(kāi)了。

三、“可視化”操作，動(dòng)態(tài)復(fù)現(xiàn)學(xué)生的思維

“可視化”操作，是指學(xué)生在任務(wù)的指引下，利用教師提供的實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，并通過(guò)操作材料的過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)思維的外化，復(fù)現(xiàn)思維的過(guò)程。“可視化”操作能將抽象的、靜態(tài)的科學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇^的、動(dòng)態(tài)的操作，使學(xué)生內(nèi)隱的思維活動(dòng)通過(guò)外顯的動(dòng)手體現(xiàn)出來(lái)?！翱梢暬辈僮鲗?duì)具有開(kāi)拓性和跳躍性思維特點(diǎn)的低年級(jí)學(xué)生而言，可以有效幫助他們將思考過(guò)程、思維路徑通過(guò)操作、試錯(cuò)，得以驗(yàn)證，從而獲得基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，并實(shí)現(xiàn)思維的外化。

例如在一年級(jí)上冊(cè)《做一個(gè)測(cè)量紙帶》一課中，要求學(xué)生在教師指導(dǎo)下，依照制作步驟制作一個(gè)測(cè)量紙帶，用于測(cè)量桶圍?！爱?、剪、貼、標(biāo)數(shù)字”，這看似簡(jiǎn)單的四個(gè)制作步驟，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中卻困難重重。一年級(jí)學(xué)生對(duì)科學(xué)活動(dòng)充滿好奇，但好動(dòng)、注意力難以持久集中，所以教師用講授法指導(dǎo)四個(gè)步驟的效果不佳。教師是否可以換一種方法，讓學(xué)生以自己的方法用紙帶測(cè)量桶圍（見(jiàn)圖6）。

學(xué)生測(cè)量后發(fā)現(xiàn)，每個(gè)小組的測(cè)量結(jié)果大相徑庭，由此激活了學(xué)生的思維：為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢？通過(guò)觀察測(cè)量過(guò)程的圖片，學(xué)生很容易發(fā)現(xiàn)：兩個(gè)紙帶中間出現(xiàn)了空隙，這是造成每個(gè)小組測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差的原因。同樣，在“標(biāo)數(shù)字”的時(shí)候，教師也給予學(xué)生“試錯(cuò)”的機(jī)會(huì)，并在每次“試錯(cuò)”后用事實(shí)來(lái)證明自己的想法，直到找到正確的方法。

雖然低年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知能力是有限的，但他們的思維又是無(wú)限的，因?yàn)閯?chuàng)造力是無(wú)限的。因此，在課堂教學(xué)中，教師盡量不要限制學(xué)生的思維，采用先學(xué)后教的方式，給他們“試錯(cuò)”的機(jī)會(huì)，暴露他們的思維過(guò)程。教師只有清楚“看見(jiàn)”學(xué)生出現(xiàn)偏差的思維過(guò)程，再進(jìn)行適當(dāng)有效的指導(dǎo)，才能點(diǎn)亮學(xué)生的思維火花，實(shí)現(xiàn)真正意義上的科學(xué)探究。

四、“可視化”導(dǎo)圖，完整展現(xiàn)學(xué)生的思維

思維導(dǎo)圖作為一種知識(shí)可視化的工具，能將知識(shí)以圖解的方式表示出來(lái)，從而大大降低了語(yǔ)言通道的認(rèn)知負(fù)荷，加速了思維的發(fā)生。[3]思維導(dǎo)圖作為學(xué)生梳理思維的工具，能夠完整地將思維、想法呈現(xiàn)出來(lái)。

如在二年級(jí)上冊(cè)《不同材料的餐具》一課中，需要學(xué)生運(yùn)用眼、耳、手、鼻等多種感官觀察材料的特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)一年的科學(xué)學(xué)習(xí)，學(xué)生能正確指認(rèn)出金屬、陶瓷、塑料、木頭四種常見(jiàn)材料，也能運(yùn)用多種感官對(duì)材料進(jìn)行觀察。在觀察活動(dòng)中，學(xué)生能有意識(shí)地說(shuō)出這些觀察方法，但是不能進(jìn)行有效的全面觀察，如用眼睛看什么，用手摸什么等。因此，全面觀察并用科學(xué)詞匯對(duì)材料的特點(diǎn)進(jìn)行完整的描述是本節(jié)課的難點(diǎn)。教師借助梳理思維的工具——思維導(dǎo)圖來(lái)呈現(xiàn)各種感官觀察的重點(diǎn)內(nèi)容及方法，使學(xué)生片段化、模糊化的思維向全面、深入發(fā)展（見(jiàn)圖7）。

低年級(jí)科學(xué)課作為啟蒙課程，科學(xué)學(xué)習(xí)剛剛起步，關(guān)注學(xué)生的思維發(fā)展至關(guān)重要。教師要結(jié)合低年級(jí)學(xué)生的思維特點(diǎn)，運(yùn)用“可視化”策略將學(xué)生潛在的思維挖掘出來(lái)，讓教師看得見(jiàn)學(xué)生的思維，跟進(jìn)學(xué)生的思維，與學(xué)生一起思考，進(jìn)行思維的碰撞，產(chǎn)生思維的火花，學(xué)生的思維能力在師生互動(dòng)及生生互動(dòng)中持續(xù)地、系統(tǒng)地得到鍛煉與發(fā)展。學(xué)生通過(guò)“可視化”學(xué)習(xí)，將抽象的科學(xué)概念，不可言說(shuō)的想法直觀展現(xiàn)出來(lái)，并且主動(dòng)參與、樂(lè)于參與科學(xué)探究活動(dòng)，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、思維能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]季榮臻.基于“思維可視化”的小學(xué)科學(xué)探究教學(xué)策略[J].江蘇教育研究，2018（2）.

[2]呂文煥.運(yùn)用“圖示記錄”促使學(xué)生隱性思維顯性化[J].教學(xué)月刊·小學(xué)版（綜合），2013（5）.

[3]劉陽(yáng)丹，高翔.思維導(dǎo)圖在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].教育與裝備研究，2017（9）.

（浙江省臺(tái)州市溫嶺市澤國(guó)鎮(zhèn)中心小學(xué)? ?317502）