小学低年级科学教学中思维可视化的应用策略

胡跃瑜

摘 要：低年级科学课作为启蒙课程，科学学习刚刚起步，关注学生的思维发展至关重要。教师要结合低年级学生的思维特点，运用“可视化”策略将学生潜在的思维挖掘出来，让教师看得见学生的思维，跟进学生的思维，与学生一起思考，进行思维的碰撞，产生思维的火花，学生的思维能力在师生互动及生生互动中持续地、系统地得到锻炼与发展。学生通过“可视化”学习，将抽象的科学概念，不可言说的想法直观展现出来，并且主动参与、乐于参与科学探究活动，从而培养学生的科学素养、思维能力。

关键词：小学低年级;科学教学;思维可视化;应用策略

引言

“思维可视化”是促进儿童思维发展的有效认知策略。在小学科学探究教学中，教师可以通过学生前概念的可视化，找准科学探究的起点;通过学生思维发展的可视化，把握科学探究的节奏;通过学生学习效果的可视化，评测科学探究的效度。这些学与教的思维可视化策略，能够促进科学探究活动有效开展，培养学生的科学思维能力，进一步提升学生的科学思维品质。

1图形记录，让思维外显

由于低年级学生年龄小，还处于形象思维阶段，往往不能用准确的语言描述自己的发现或事物的特征。而“图形记录”有助于学生将隐性的思维显性化，把学生的思维过程一层层地暴露和展现出来。因此，引导学生在探究活动中借助图形进行思考，并将自己所观察到的、所想到的用图形记录下来，是处于具体运算阶段的儿童最常用的思维可视化策略，尤其适用于小学低年级科学教学。比起文字的书写，低年级学生更喜欢不受拘束的绘画，无论是简单的画图，还是涂色，他们都乐此不疲。同时，他们也喜欢展示自己的作品，并用作品进行交流。如在二年级上册“我们的地球家园”单元的活动手册中有一个活动：将一张白纸分成四个区域，分别标上“春、夏、秋、冬”四个季节，将描写季节特点的词语剪下并贴在相应的区域中。这是一项很简单的活动，但学生却把半节课甚至更多的时间花在了剪贴词语等对思维发展意义不大的活动上，况且词语还在一定程度上限制了学生的表达能力、想象能力，实在是得不偿失。既然如此，不如将作业改成绘制季节变化图，并根据这些有事实依据的“图画”进行交流。事实证明，学生基本能在教师的指导下用简单的符号、图画进行描述和交流。比起词不达意的描述，这种方式更有趣味性，更容易让孩子们接受。更重要的是，学生在图形记录的过程中，其思维轨迹一目了然，并随着科学探究活动贯穿于课堂始终。用动图、图形的方式直观展现学生的思维过程，表现他们的思维轨迹，更有利于师生、生生之间的交流。教师因势利导提升学生用科学的词汇进行表达的能力，从而培养学生的科学意识和科学思维。

2“可视化”情境，生动呈现学生的思维

低年级学生的思维水平受限于自身的认知水平，他们的思维更倾向基于生活经验的感知思维的运用，对于生活经验以外的思维理解能力不强，对于知识的应用能力也较弱。因此，教师应根据教学实际，借助一些教学道具，创设形象的“可视化”情境，生动呈现学生的思维过程。如二年级上册《书的历史》一课，旨在通过介绍书的演化历史，让学生了解并对比泥板、竹简和纸的书写感受、装订感受和便携程度，体会做书的材料是随时代演变而革新的过程。对于历史上不同时代的书，学生并没有直接的生活经验，只有来自其他学科教学或者课外阅读的模糊认识。这就需要教师创设一定的情境，让学生亲身体验材料的演变史，并在体验中进行思考。于是，教师以学生喜闻乐见的动画角色——哆啦A梦来创设情境，让他们的思维随着历史的演变而生动展现。教学过程如下。师：古时候的书是用什么材料做的呢？让我们乘坐哆啦A梦的时光机一起去看看吧！（用微视频呈现书的演化历史）师：在时光机里你们看到了什么？生1：远古时候，人们用树枝在泥板上写字。生2：在乌龟壳上写字。生3：到战国时期，人们用毛笔在竹简上写字。师：（响起电话铃声）谁来电话了？（屏幕上呈现哆啦A梦的形象）听听哆啦A梦要跟我们说什么。（画外音：小朋友们好！我是哆啦A梦，今天我要带领你们一起游览书的历史博物馆，让我们一起来体验一下吧！）教师将“历史博物馆”中的体验活动设计成三张广告牌，要求学生完成相应的任务，并将自己的作品贴在本小组一栏中。在情境中融入便于学生接受的动画角色，再加上道具的辅助，使学生身临其境，愿意主动学习，主动探究，思维也在有趣的情境中自然而然打开了。

3找准科学探究的起点：学生前概念可视化

科学探究活动的起点应以学生已有的认知结构为基礎，通过“画一画”“想一想”“说一说”等方法能够把学生的前概念充分地展示出来。特别是当学生用图示的形式将隐形的思维呈现于记录纸上时，能帮助教师依照学生的认知需要和特征，有效引导学生的主题探究活动更有针对性，让学生主动建构对科学概念的理解。如教学《简单电路》前，让学生画出“用电池、导线点亮小灯泡”的方法，并想一想“为什么这样做小灯泡会亮”。我们发现，学生“单线连接”的思路比较普遍，大部分学生把电池和灯泡底部用“导线”连接，又或者不用“导线”直接把灯泡底部接在电池的正极。他们的解释是“这样连接起来电池里的电能就能输出给灯泡，灯泡自然就会亮了”。这就是现在的孩子关于电池点亮灯泡方法的“前概念”。通过进一步访谈了解到，学生这样的认识源于对灯泡了解的局限，即对灯泡内部结构的不了解。因此在教学中，教师设计的探究活动的核心就是围绕认识灯泡的内部结构展开，即“灯泡灯丝的两端各连接一条金属架，它们一直往下延伸到了哪儿呢？”直面学生的前概念的根源问题。

结束语

思维可视化是将隐形的思维用显性的方式展现出来。在小学科学教学中，着眼于学生思维能力的培养是毋庸置疑的。基于低段小学生的思维特点，教师可以通过图形直观显现学生的思维，通过情境生动呈现学生的思维，通过操作动态复现学生的思维，通过思维导图完整展现学生的思维。这些学与教的思维可视化策略，将学生看不见的思维过程、不可言说的思考方法和思考路径等清晰地呈现出来，从而促进学生科学思维能力的养成，不断提升他们的科学素养。

参考文献

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[2]杨静.画“图”让学生的思维可视化[J].中国教育学刊，2017（06）：15.

[3]谭翠芬.在小学科学中运用可视化非线性思维工具初探[J].课程教育研究，2017（16）：12.