基于思维可视化，构建高效科学课堂

诸琴芳

【中图分类号】G623.9   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2021）43-0140-02

一、案例背景

小学科学是一门基础性、实践性、综合性的课程，探究活动是学生学习科学的重要方式，倡导学生探究式学习也是小学科学的课程理念。新课程标准中提到科学探究针对于五六年级目标：能基于所学知识，从事物的结构、功能变化及相互关系提出科学问题、作出针对性的假设、制定实验方案、获取事物信息、整理信息、得出结论、评价及反思。旧版苏教版科学五年级下册第二单元《形状与结构》中《折形状》是在学生已经学习了常见材料、常见力的基础上，通过折成不同形状的纸为例，研究它们的承受力，引导学生发现纸的形状与它们的承受力大小有关，从而发现薄材的弯曲变形可以增大其承受力。宗旨是引导他们了解形状与结构的初步知识，掌握科技制作的初步技能，培养创新意识、创新兴趣、创新胆量。

同时，关于思维可视化话题已是教育界关注和谈论的热点，也是众多教育人和学科教师不断尝试和探索的课题。鉴于五年级的学生已经具备了一定的科学知识和科学技能，故以《折形状》为典型，大胆开展“思维可视化”探究，追寻更有效的科学课堂。

本文试以《折形状》一课谈谈学生思维可视化教学手段的认识和思考，构建高效的科学课堂。

二、案例描述

本节课在学生具备一定观察、认知能力的基础上，以游戏、实物、图片、语言等为引导，一步步在探究形状与承受力大小的关系的实验过程中，根据学生思维的显性进一步进行实验，促进学生个体能力的发展，发展学生科学素养，提高科学课堂效率。

活动一：游戏导入，激发兴趣

1.游戏：在大家的桌子上，有双面胶、纸、科学书。不借助任何帮助，你们有办法让一张纸托起我们的科学书吗？请学生思考后小组内动手试试。

2.你们在试验时有什么发现吗？

3.今天，我们每位同学已经变成了小小科学家，小小工程师，能从事物的结构中提出可探究的科学问题，并提出自己的猜想——揭示课题：折形状。

活动二：观察身边物体，研究各种形状的特点及作用

1.播放图片：这些都是我们身边的物体（乌龟、仙人掌、帐篷、台灯、房屋、金字塔），請你们仔细观察，这些物体都有哪些形状？这些形状有什么特点？小组内讨论一下。

2.观察我们的教室，说说教室里的一些物体是由什么形状组成的？这样的形状有什么好处？小组内讨论一下。

3.这些形状用立体图可以怎么表示呢？小组内动手画一画。（课件展示：三棱柱、四棱柱、多棱柱、圆柱体）

活动三：科学探究，观察实验

1.通过观察我们发现生活中物体有各种各样的形状，以此增加自身的承受能力。下面我们就借助这张纸来进行研究物体形状和承受力间的关系。这张纸，你能把纸折成什么形状？（学生纸上设计自己认为承受力最大的形状，并在小组内说一说根据——作出有根据的假设。）

2.如果每个组都做这么多种形状，时间不够，怎么办？（每组同学设计形状后投票选择两种最想研究的形状作承受力大小的对比，其余课间找时间继续完成。）

3.开始实验时，我们要注意什么？比如：折纸需要的材料？怎么折？折时注意什么？放科学书怎么放等等……（通过指导学生选择实验用的纸，为实验操作控制变量，向学生渗透设计实验的方法。）

4.小组实验并填写实验记录、整理数据。（教师巡视指导）

5.小组派代表汇报实验数据并谈一谈你们小组的发现，老师利用Excel进行统计，求出平均值。（得出结论、表达交流）

6.同学们出现了不同的意见，要想真正说服自己和别人，怎么办？（反思与评价）

活动四：归纳总结

通过游戏我们提出问题，接着根据观察我们又作出假设，设计实验方案，搜集证据，处理数据，得出小组结论，在全班表达和交流中我们终于知道了一张纸的“魅力”有多大了吗？

活动五：拓展延伸，布置作业

1.游戏：（出示四个蛋）请一位同学站上去，你们猜这些蛋会破吗？

2.学生上台表演。学生试着分析蛋没破的原因。

3.展示壳体结构的悉尼歌剧院、北京网球馆等图片。

4.知识来源于生活也应用于生活，请学生课后思考：生活中哪些建筑的设计来源于生物？

三、案例分析

（一）细酌选择“可视点”

思维是人脑对客观现实间接的和概括的反映，它是隐性的，过去人们总是把眼光聚焦在知识的积累方面，而笔者粗浅地认为知识再多，离开了“思维”就变成了“死知识”，授人以鱼不如授人以渔。可思维可视化过程中，“可视点”的选择该是如何呢？

笔者粗浅地认为：现在为了提高教学质量，得到更高的分数大多数教师和学生都把目光聚焦到了“答案”上，忽视了“答案”的解决过程、“问题”解决的方法。其实学生思维的培养并不等于“答案的积累”，而是来自于“得出答案的思维方法和过程”。我们要从“关注答案”向“关注答案的生成过程”进行转变，从依靠感性经验解决问题向理性思考解决问题的方式进行转变。

《折形状》课堂上老师在能力的培养中一共有2条线：一条横穿整个探究实验的科学探究步骤：提出问题—作出假设—制定计划—搜集证据—处理信息—得出结论—表达交流—反思评价;一条是认识物体形状不同和承受力大小的关系;教师整个课堂没有呈现知识点，注重的是学生的前知识，是学习过程，是学生学习的方法，主要让学生观察、发现、实验，从而自己得出观点。知道不一定能做到，但通过做过可以加深知识的了解。

（二）推敲辨识“可视点”

如何辨识“可视点”？笔者粗浅地认为：科学技术的快速发展对每一位公民的科学素养提出了新的要求。因此，“可视点”的辨识就是要以培养学生科学素养为基础，针对于每节课的课程目标，了解与认识水平相适应的科学知识，体验科学探究的基本过程，培养良好的学习习惯，发展学生科学探究能力、学习能力、思维能力、实践能力与创新能力，形成科学的态度为宗旨，训练学生的各项思维，通过语言的引导、游戏的进行等教学活动推敲出来。

《折形状》这节课可以根据课程标准中科学知识目标、科学探究目标、科学态度目标和科学、技术、社会与环境目标推敲“可视点”，以形状贯穿全文，形状的认识、形状的设计、形状与承受力的关系、再次设计“形状”等，隐形的思维可视化，发展学生思维，提高科学课堂的效率。

（三）共同努力，构建高效课堂

俗话说：说了你不一定会了，但会做了一定是你懂了。小学科学课程本身就是一门基础性课程，一门实践性课程，一门综合性课程。因为时间的限制，在《折形状》这一课中，我们只是让学生进行了设计你认为承受力最大的形状，只是让学生进行了设计，没有让每一个学生的想法都体现出来，但我相信学生有办法可以推选出他们最想做的2个。而且我们也留了课后作业请同学们继续探究形状与承受力大小的关系。这也是让科学的课堂延续到了课后，笔者认为构建高效的科学课堂不仅在教师，还应该有家长的支持和学生的参与;不应仅限于课堂的观察实验，还应在于课外“知识”的积累。笔者粗浅地认为为了发展学生的思维，提高科学课堂的效率还可以从几个方面做起：

1.强化课堂常规，务实高效课堂

课堂是学生得以提高的重要阵地，教师应把握好主阵地，而高效的課堂呈现教师应在课下加强备课，特别是每周一次的集体备课活动，紧扣教材根据学生实际认真地研讨课堂教学设计：课堂导入的针对性、关联性、直观性、启发性和灵活简洁性;教师讲授内容的精当、语言的规范、提问的有效和板书的工整;课堂练习的针对性;课堂小结的方式方法和作业布置的形式、评语及辅导;除此之外，课堂上还应加强教学管理，教师可以制定一系列规章制度，针对教学环节提出具体的要求;上完课教师及时进行教学反思，在教研时可以进行研讨，发现优点与不足，以便取长补短，相互学习，共同提高。

2.作“支持型”家长，静听花开的声音

苏霍姆林斯基说：“最完备的社会教育是学校教育和家庭教育。”这充分说明在影响孩子的各种因素中，家庭教育和学校教育是最重要的。每个孩子都是一颗花的种子，只不过每个人的花期不同。有的花，一开始就很灿烂的绽放，有的花需漫长等待，不要看别人怒放就着急，相信是花都有自己的花期。细心地呵护自己的花，慢慢地看着它长大，陪它沐浴阳光和风雨，这何尝不是一种幸福。因此，家长要重视家庭教育，转变陈旧观念，遵循科学有效的教育方法，树立榜样，给孩子创造良好的学习环境。科学不像语数外，没有立竿见影的成绩，没有“鲜艳的花朵”，但只要你细心关照，作“支持型”家长，有一天他会变成参天大树。

3.独立思考，作学习的主人

一节完整的课，学生会经历认知事物的三个阶段：课前，课上，课后;传统的课堂教学，学生对新知识的认识是从哪里来，也就是复习提问;创设情景教学，提出问题，引起认知冲突;接下来就是解决问题生成新知;深化理解过程;课堂小结和布置作业;整个课堂学生得不到思考，思维得不到锻炼，能力得不到提高，只能跟着老师的PPT进行学习“知识”。为此，学生应在课前对于上课的内容进行独立思考，结合自己平时生活中所见所闻提出自己的观点、疑问等，课堂和教师面对面交流讨论解决自己的疑虑，课后独立思考自己的收获，作学习的主人。

高效的课堂离不开思维的锻炼，如何使得思维可视化来提高教学效果未来还需要更多探究与努力。