科学课堂思维可视化教学设计

何姗

在科学教学中，提升教学效率的关键并不于在知识重复的次数，而在于概念的挖掘和思维的呈现。将抽象的思维具体化、隐形的思维可视化，能有效提升学生的思维能力，同时能帮助学生深入、透彻、系统理解科学知识，从而进入有效学与教的良性循环。如何将思维可视化运用于小学科学教学过程？本文从“看”“画”“说”三个方面加以阐述。

思维可视是针对小学生抽象思维发展的局限性而提出的认知策略。它是指通过图画或者分析表等形式，将抽象的事物变得直观可视、形象具体，而让学生易于接受理解的过程。

学生对抽象的思维理解困难，如果将抽象的思维具体化，比如用图表、文字等方式让抽象变得具体，就比较容易被接受。思维可视是一种认知策略，它打破了学生抽象思维发展的局限。

对小学生尤其是低年级小学生来说，可视的思维更容易被理解和记忆，在这个可见的知识加工过程中，他们的思考能力能够得到有效锻炼和提升。通过这个让抽象的思维直观化的过程，学生创新思维的火把就能够被充分地点燃。这对提高学生的课堂学习效能，提升其思维能力和心理能力，进而提高学生的全面素质，有着极大的促进作用。

那么，如何将思维可视技术融入小学科学教学活动呢？笔者作为一名小学科学教师，通过自己的研究和探索，对思维可视有了自己的感悟和体会，对于如何将抽象的思维直观地展现出来，我在课堂教学中对思维可视的教学设计进行了探索。

一、看——叩开思维大门

看，是思维可视的第一步。看就是观察的一种方式。看的同时也会伴随着一系列的动手操作。从观察演绎而来的其他的探索方法，都与“观察”有着密不可分的联系。由看现象到引发思考再到求证解惑，在这个过程中，包含了学生多种心理，比如注意、感觉、想象、记忆等。也就是说，观察的过程也是学生由简单认知进入复杂认知的过程。

如在教学《认识常见的岩石》时，学生对岩石已有一定的初步认知，甚至能说出一些身边常见的岩石，但对岩石的特征模糊不清。教师先通过提问“你在哪里见过岩石？”“岩石有什么作用？”激发学生的思维，紧接着又提供了几种常见的、具有代表性的岩石让学生自由观察，将学生的思维火花点燃。拿到岩石后，学生立刻仔细观察起来，不一会儿有的学生不满足于只用眼睛看，开始摸一摸、捏一捏、敲一敲岩石，甚至还想到利用放大镜进一步观察。从看，到摸，再到敲，最后到借助实验工具，观察过程逐渐复杂，这反映出学生的思维火花也在慢慢升温，正在从简单向复杂递进。这一系列可视的活动变化反馈到教师眼中，有利于教师准确掌握学生思维动态并及时调节教学步骤，进而提高教学效率和品质。此外，在潜移默化中由“看”衍生出来的多种研究方法正是科学探究活动中必不可少的观察方法，这些方法也有助于提升学生的思维能力。

二、画——展现思维脉络

画，是思维可视的第二步。在思维认知的活动流程中，画尤为重要。如果说看是挖掘思维的过程，那么画就是展现思维的过程。学生画出的思维活动，有的泾渭分明，有的稚嫩含糊。无论清晰与模糊，都是学生思维的痕迹，教师都不能轻视或忽略。

如在教学《肺和呼吸》时，学生对呼吸器官究竟了解多少？他们是怎样理解呼吸过程的？如何让其将这些抽象的思维表达出来呢？直接用语言表达可能学生很难清晰描述，如果用画图的方式表达，学生就轻松自如多了。于是教师提供一张人体轮廓图，让学生先画出他们认为的呼吸器官及其位置。根据学生的人体呼吸系统图，教师就能迅速掌握学生对呼吸器官前概念的认识程度，及时调整教学内容，有针对性地进行教学，使得教学目标更明确。此外，学生相互分享“作品”时，又是一次思维火花相互碰撞的过程。当他们正确认识呼吸器官后，让其对原稿进行修改，再次画出准确的呼吸器官及其位置。两次画图，将学生抽象思维的建构过程栩栩如生地表达出来，这种直观表达的方式，让教学更为有效。

三、说——促进思维转化

说，是思维可视的第三步。说的内容、说的方式可以是丰富多彩的。学生可以向同伴分享，可以向老师介绍，也可以向质疑者解释，还可以反驳他人。在说的过程中，学生要想全面、清晰地表达自己的思维，就需要好好组织语言，梳理逻辑，逐渐将可视思维转化成出声思维。这个过程既是一种自主呈现，又是一种自我反馈。

如在《电磁铁》的教学中，电磁铁磁力大小与哪些因素有关的实验方案设计是一大难点。为了攻克这一难点，教师设计了微型辩论会，让学生用语言表达思维。教师让学生先在小组内交流初步设计实验方案，然后全班交流。每个小组的实验方案各不相同，学生的看法也很难统一，哪一种才是最合适的呢？辩论者努力通过清晰明了的语言将自己的思维逻辑完整地表達出来，得到大家的认可。反驳者则耐心、完整地倾听别人的想法，迅速整合信息，再有理有据地反驳对方。辩论的过程中，学生的思维极为活跃，他们不断地思考、推理、分析、概括，然后用语言的搏击展现思维的碰撞。辩论后，怎样设计实验方案更有效，学生有了答案，笔者让学生再次小组讨论，取长补短，完善方案。从合作到争议再到合作，学生在思维的碰撞和融合中共同进步，找到了合理有效的实验方案。

“看”“画”“说”这三个简单流程是一个鲜活的动态过程。它将抽象的思维直观化，把复杂的过程具体化。在这样的学习过程中，学生思维有提升，教师教学更高效。