〔摘 要〕 思維可視化是在現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展出來(lái)的一個(gè)新興內(nèi)容，就是將常見(jiàn)的知識(shí)具象化地呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，應(yīng)用視覺(jué)描述促進(jìn)知識(shí)的傳播和創(chuàng)新。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，科學(xué)教師可以充分利用教學(xué)優(yōu)勢(shì)，將抽象的概念具象地呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力的產(chǎn)生，推動(dòng)小學(xué)科學(xué)教育工作的順利開(kāi)展?；诖耍疚木托W(xué)科學(xué)教學(xué)中學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)展開(kāi)研究。

〔關(guān)鍵詞〕 小學(xué)科學(xué)；思維可視化；策略

〔中圖分類(lèi)號(hào)〕 G424 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕 A 〔文章編號(hào)〕 1674-6317 （2024） 22 016-018

可視化工具對(duì)于小學(xué)科學(xué)教學(xué)至關(guān)重要，能夠有效緩解小學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的壓力，切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的空間感受。故此，為了讓小學(xué)科學(xué)教學(xué)得到創(chuàng)新性發(fā)展，科學(xué)教師就要合理應(yīng)用思維可視化的教學(xué)形式，借助思維導(dǎo)圖、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)圖表等形式，較為直觀、形象地展示科學(xué)學(xué)科知識(shí)，為學(xué)生營(yíng)造出良好的科學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境，滿(mǎn)足學(xué)生充滿(mǎn)好奇、善于發(fā)現(xiàn)的特性，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)思維的形成和發(fā)展，推動(dòng)學(xué)生對(duì)科學(xué)學(xué)科知識(shí)的完整理解和掌握。

一、借助思維導(dǎo)圖，讓思維可視化

（一）應(yīng)用思維導(dǎo)圖完成知識(shí)學(xué)習(xí)

思維導(dǎo)圖是一種實(shí)現(xiàn)教與學(xué)雙贏的學(xué)習(xí)方法，主要是利用直觀的圖式來(lái)定義小學(xué)科學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)，便于學(xué)生發(fā)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的內(nèi)在規(guī)律。小學(xué)科學(xué)教師可以借助思維導(dǎo)圖完成學(xué)科知識(shí)的高效教學(xué)，將本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重難點(diǎn)知識(shí)展示其中，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力獲得有效調(diào)動(dòng)，便于學(xué)生更加全面地學(xué)習(xí)科學(xué)學(xué)科知識(shí)。小學(xué)科學(xué)教師還可以基于思維可視化教學(xué)模式的建設(shè)，將現(xiàn)代化媒體技術(shù)合理應(yīng)用其中，借助媒體技術(shù)的直觀展示功能，對(duì)學(xué)生展開(kāi)系統(tǒng)講解，將抽象的科學(xué)學(xué)科知識(shí)以圖片或視頻形式直觀展示出來(lái)，為學(xué)生營(yíng)造良好的課堂學(xué)習(xí)環(huán)境，進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生的視聽(tīng)感覺(jué)器官。

例如，“地球的運(yùn)動(dòng)”這一單元主要包括“太陽(yáng)和影子”“晝夜交替”“晝夜是怎樣形成的”“一年四季”“四季是怎樣形成的”這五項(xiàng)內(nèi)容，科學(xué)教師可以先借助思維導(dǎo)圖完成本單元知識(shí)體系的展示（如下），帶領(lǐng)學(xué)生梳理學(xué)習(xí)思路，讓學(xué)生對(duì)晝夜交替現(xiàn)象有所了解。此后小學(xué)科學(xué)教師可以借助媒體設(shè)備帶領(lǐng)學(xué)生完成可視化學(xué)習(xí)，將本節(jié)課重難點(diǎn)知識(shí)和抽象的晝夜交替現(xiàn)象直觀呈現(xiàn)出來(lái)。借助實(shí)驗(yàn)的直觀展示，帶領(lǐng)學(xué)生了解太陽(yáng)、影子、溫度之間的關(guān)系，以及晝夜變化和四季變化對(duì)動(dòng)物、植物的影響，以加深學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)的理解和記憶，保證學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)參與度。

（二）應(yīng)用思維導(dǎo)圖完成知識(shí)復(fù)習(xí)

教師利用思維導(dǎo)圖這一可視化工具展開(kāi)教學(xué)，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和自主性，學(xué)生也能體驗(yàn)到思維導(dǎo)圖對(duì)于“教”與“學(xué)”的便利性，逐步學(xué)會(huì)獨(dú)立思考和發(fā)散思維。小學(xué)科學(xué)教師可以將思維導(dǎo)圖這一可視化工具應(yīng)用到課堂復(fù)習(xí)、鞏固環(huán)節(jié)中，利用思維導(dǎo)圖搭建起所授知識(shí)點(diǎn)的框架結(jié)構(gòu)，帶有邏輯性地展現(xiàn)本節(jié)課授課內(nèi)容，帶領(lǐng)學(xué)生在這種直觀化的教學(xué)氛圍中展開(kāi)自主學(xué)習(xí)。學(xué)生可以通過(guò)思維導(dǎo)圖的建立補(bǔ)充知識(shí)系統(tǒng)，將學(xué)科中的零散知識(shí)點(diǎn)系統(tǒng)地歸納。在此過(guò)程中，學(xué)生將會(huì)實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)和知識(shí)鏈的靈活轉(zhuǎn)換，幫助學(xué)生建立更廣闊的三維認(rèn)知系統(tǒng)，有效儲(chǔ)備豐富的知識(shí)和自學(xué)技能。

例如，對(duì)于教科版科學(xué)“呼吸與消化”這部分知識(shí)，科學(xué)教師就可以借助思維導(dǎo)圖帶領(lǐng)學(xué)生直觀化地復(fù)習(xí)，即將“呼吸與消化”作為思維導(dǎo)圖的核心詞匯，將“呼吸”“消化”兩方面作為思維導(dǎo)圖的兩項(xiàng)分支，在“呼吸”分支上又分出二級(jí)分支，即“感受我們的呼吸”“呼吸與健康生活”“測(cè)量肺活量”等。三級(jí)分支則為對(duì)三者的統(tǒng)整，即“通過(guò)學(xué)習(xí)，我們知道了呼吸器官的組成，氣體交換的實(shí)質(zhì)，氣體成分的變化、肺活量的測(cè)量、運(yùn)動(dòng)有利于增強(qiáng)呼吸功能”。以此類(lèi)推，補(bǔ)充“消化”的分支和二級(jí)分支，將食物和消化作為二級(jí)分支，將“一天的食物、食物中的營(yíng)養(yǎng)、營(yíng)養(yǎng)要均衡”和“食物在口腔里的變化、食物在身體里的旅行”作為三級(jí)分支。四級(jí)分支為匯總講解，讓思維導(dǎo)圖在復(fù)習(xí)、鞏固環(huán)節(jié)發(fā)揮最大作用?？茖W(xué)教師在制作思維導(dǎo)圖板書(shū)時(shí)，可以借助有色粉筆勾勒出精彩的思維導(dǎo)圖框架，在思維導(dǎo)圖中添加一些圖畫(huà)和符號(hào)，幫助學(xué)生有效識(shí)別符號(hào)和圖畫(huà)所代表的知識(shí)點(diǎn)。

二、借助項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，讓思維可視化

（一）借助問(wèn)題探究完成實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)是小學(xué)科學(xué)的重要教學(xué)項(xiàng)目之一，能夠提高學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力和實(shí)踐探索能力。小學(xué)科學(xué)教師可以在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式的支撐下，立足學(xué)生主體地位，布置難度適中的實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)，讓學(xué)生在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中了解科學(xué)規(guī)律，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)探究的趣味性。科學(xué)教師也要積極參與學(xué)生的項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)探究，指引學(xué)生科學(xué)地展開(kāi)問(wèn)題思考和實(shí)驗(yàn)探究，以良好的態(tài)度參與實(shí)驗(yàn)探究，將自身的實(shí)驗(yàn)想法和意見(jiàn)等分享其中?？梢愿惺艿降氖?，經(jīng)過(guò)這樣的可視化教學(xué)設(shè)計(jì)，學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)參與度變高了，對(duì)于科學(xué)知識(shí)的理解程度也更深了，項(xiàng)目式教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)凸顯出來(lái)。

例如，教科版科學(xué)中“設(shè)計(jì)制作小車(chē)”這一實(shí)驗(yàn)探究項(xiàng)目，主要是讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目探究中強(qiáng)化對(duì)機(jī)械制造的認(rèn)知和實(shí)踐操作，進(jìn)一步鍛煉學(xué)生的合作精神。首先，小學(xué)科學(xué)教師可以向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)涉及的基礎(chǔ)知識(shí)，并向?qū)W生提出本質(zhì)性問(wèn)題：小車(chē)設(shè)計(jì)的用途是什么？實(shí)驗(yàn)操作中具體有哪些要求？讓學(xué)生完整經(jīng)歷“提出問(wèn)題、制訂方案、解決問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)探究、實(shí)驗(yàn)展示和總結(jié)”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。其次，小學(xué)科學(xué)教師可以將實(shí)驗(yàn)所需材料分發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生在班級(jí)內(nèi)部自主完成實(shí)驗(yàn)操作，自行設(shè)計(jì)小車(chē)的外形和結(jié)構(gòu)，并將小車(chē)的穩(wěn)定性、車(chē)速、重量、材料等因素融入其中。最后，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生完成小車(chē)測(cè)試，提出：為什么小車(chē)不能走直線呢？讓學(xué)生預(yù)設(shè)“車(chē)軸不正”的原因，在問(wèn)題探究中完成實(shí)踐操作。

（二）借助問(wèn)題探究完成創(chuàng)意實(shí)踐

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)主要是依托教學(xué)環(huán)節(jié)的一個(gè)或者若干個(gè)項(xiàng)目展開(kāi)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行分析、探索、討論和展示。小學(xué)科學(xué)教學(xué)中合理應(yīng)用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式展開(kāi)思維可視化教學(xué)，便于突出學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中釋放出自身學(xué)習(xí)潛能。教師要結(jié)合科學(xué)教學(xué)內(nèi)容向?qū)W生提出合理化的項(xiàng)目問(wèn)題，先讓學(xué)生就問(wèn)題在合作小組內(nèi)展開(kāi)討論，明確本節(jié)課項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方向，使學(xué)生在問(wèn)題驅(qū)動(dòng)下展開(kāi)實(shí)踐，找到解決實(shí)際問(wèn)題的方法。這一過(guò)程也是學(xué)生自主建構(gòu)知識(shí)體系的過(guò)程。此后小學(xué)科學(xué)教師可以學(xué)生的生活情況為落腳點(diǎn)，為學(xué)生布置生活化的項(xiàng)目?jī)?nèi)容，讓學(xué)生樂(lè)于參與其中。

例如，針對(duì)教科版科學(xué)“制作我的小樂(lè)器”這部分知識(shí)，科學(xué)教師可以設(shè)計(jì)出“創(chuàng)意小樂(lè)器”這一項(xiàng)目任務(wù)，讓學(xué)生經(jīng)歷“設(shè)計(jì)、制作、調(diào)整、展示”完整的小樂(lè)器制作過(guò)程。先由科學(xué)教師講解“改變物體屬性可以使它發(fā)出不同的聲音”這一概念，將科學(xué)和技術(shù)緊密結(jié)合起來(lái)。此后教師可以向?qū)W生提出項(xiàng)目式探究問(wèn)題：“玻璃瓶?jī)?nèi)的水量對(duì)音高是否有影響？當(dāng)玻璃瓶?jī)?nèi)水量相同時(shí)，采用的敲擊方式不同，為什么音高也會(huì)有所不同？二胡不同于其他樂(lè)器，它只有兩根琴弦，但依然能發(fā)出不同的高音，這是為什么？”啟發(fā)學(xué)生的項(xiàng)目式探究思維，讓學(xué)生從科學(xué)角度研究樂(lè)器的構(gòu)造和制作方法，借助吸管制作吸管琴、借助氣球和塑料杯制作小鼓、借助皮筋和空盒子制作皮筋琴等，讓學(xué)生在可視化項(xiàng)目探究中感受到學(xué)習(xí)的快樂(lè)。

三、借助數(shù)據(jù)圖表，讓思維可視化

（一）應(yīng)用數(shù)據(jù)圖表展示實(shí)驗(yàn)成果

可視化工具能夠讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解更加深刻，也能夠幫助教師在教學(xué)中提高課堂效率。小學(xué)科學(xué)教師可以合理應(yīng)用數(shù)據(jù)圖表完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，給予學(xué)生自主發(fā)展和展示的平臺(tái)，讓學(xué)生積極參與其中，總結(jié)自身實(shí)驗(yàn)成果?；蛘呖梢越柚鷮?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖表，將本組實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程以及實(shí)驗(yàn)探究思路等分享出來(lái)，帶領(lǐng)學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)探究中出現(xiàn)的實(shí)質(zhì)性錯(cuò)誤，在與班級(jí)其他學(xué)生的互動(dòng)交流中及時(shí)改進(jìn)。同時(shí)對(duì)于一些科學(xué)概念知識(shí)，由于小學(xué)生的思維認(rèn)知較為抽象化，無(wú)法在腦海中形成清晰認(rèn)知，小學(xué)科學(xué)教師就可以借助數(shù)據(jù)圖表，為學(xué)生展示科學(xué)概念知識(shí)的具體變化過(guò)程，讓學(xué)生從數(shù)據(jù)和圖表兩方面理解。

例如，針對(duì)“導(dǎo)體與絕緣體”這一實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)，教師可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中，將“實(shí)驗(yàn)主題、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和感想”等，以圖表的形式寫(xiě)出來(lái)，并記錄下實(shí)驗(yàn)操作的完整過(guò)程。由教師將各組的實(shí)驗(yàn)圖表展示出來(lái)，并將各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)“實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)成果、實(shí)驗(yàn)問(wèn)題”等展示出來(lái)。各組依次展示，讓學(xué)生清楚本組實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的不足，在這樣可視化教學(xué)中調(diào)整實(shí)驗(yàn)方向和思路，進(jìn)一步推動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力的提升。針對(duì)“水結(jié)冰了”這部分知識(shí)，教師可以借助“數(shù)據(jù)圖表”，將“液態(tài)水變成固態(tài)”的變化過(guò)程展示出來(lái)，在溫度變化過(guò)程中繪制各種溫度折線，讓學(xué)生通過(guò)觀察圖表了解：水在0℃時(shí)結(jié)冰，并且凝固成冰溫度保持在0℃左右是一項(xiàng)科學(xué)定律。

（二）應(yīng)用數(shù)據(jù)圖表完成課堂講評(píng)

可視化學(xué)習(xí)，除了重視學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)、探索外，還關(guān)注學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的合理掌握和鞏固，以及可視化教學(xué)成果的總結(jié)。也就是說(shuō)，小學(xué)科學(xué)教師在借助各種可視化工具展開(kāi)知識(shí)教學(xué)后，可以利用可視化工具完成課堂總結(jié)和評(píng)價(jià)，并詳細(xì)展示出每名學(xué)生在課堂小測(cè)驗(yàn)中的成績(jī)，借助數(shù)據(jù)圖表展示班級(jí)每名學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)變化。不能以學(xué)習(xí)成績(jī)?yōu)閱我坏脑u(píng)判方式，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、參與度、繪圖思路、思維發(fā)展等都要綜合考慮在KTlNgwF+/rLI0F4KJJ+RiQ==內(nèi)，讓學(xué)生在自主反思和相互評(píng)價(jià)中，發(fā)現(xiàn)自身不足和閃光之處，學(xué)會(huì)更加全面地認(rèn)識(shí)自己。

例如，小學(xué)科學(xué)教師可以借助數(shù)據(jù)圖表形式，將學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程、教師的教學(xué)過(guò)程展示出來(lái)。鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上展開(kāi)“可視化”自評(píng)，并由教師在此后展開(kāi)綜合講評(píng)和反思，對(duì)學(xué)生表示鼓勵(lì)和支持。教師可對(duì)“思維可視化”教學(xué)優(yōu)點(diǎn)和問(wèn)題展開(kāi)總結(jié)，匯總反思結(jié)果填入“數(shù)據(jù)圖表”中，與同學(xué)科其他教師相互商討，制訂更加完善、有針對(duì)性的“思維可視化”科學(xué)教學(xué)模式。同時(shí)，小學(xué)科學(xué)教師還可以借助圖表形式，將班級(jí)每一位學(xué)生、每一次的課堂小測(cè)驗(yàn)成績(jī)展示出來(lái)，讓學(xué)生在對(duì)比和分析中發(fā)現(xiàn)自己的進(jìn)步，認(rèn)真反思自己學(xué)習(xí)中的變化，于自信建立中調(diào)動(dòng)思維可視化學(xué)習(xí)的動(dòng)力，構(gòu)建起屬于自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃表，以清晰的表格形式指明自己今后的學(xué)習(xí)方向。

總而言之，思維可視化是一種符合新課程改革要求的新型教學(xué)法，順應(yīng)了新課程改革的教育目標(biāo)和發(fā)展戰(zhàn)略。因此小學(xué)科學(xué)教師在開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)時(shí)，要從小學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)需求出發(fā)，科學(xué)、合理地使用各類(lèi)可視化教學(xué)工具，為學(xué)生營(yíng)造出良好的教學(xué)氛圍，讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)從直觀現(xiàn)象到邏輯思維、從感性知覺(jué)到理性分析的跨越，幫助學(xué)生更好地突破學(xué)習(xí)中存在的思維難點(diǎn)，穩(wěn)步發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。

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