基于“思维可视化”的小学科学探究教学策略

张菁

(常州市西新桥小学,江苏常州 213000）

“思维可视化”指的是将一些抽象的思维发展直观地呈现出来，所以“思维可视化”是建立在思维和心理基础上的一种直观的思维方式，并且这两种思维方式包括“可视思维”和“出声思维”两种主要形式，例如，将具体的问题和思考过程通过科学的手段直观地呈现出来，使其变得更加直观和想象，再比如可以将复杂的思维过程通过肢体语言和声音表达出来，从而体现出学生的思想活动和规律，这在小学科学教学中的运用不仅可以有效地帮助教师理解学生，同时也可以开展具有针对性的教学。那么如何才能开展基于“思维可视化”的小学科学教学呢？本文对此提出几点观点和建议。

一、当前小学科学教学中常见的问题

（一）小学科学教学方式和教学观念陈旧，无法激发学生的学习兴趣

通过对当前的小学科学教学的调查发现，有一部分小学科学教师在教学中采用的依然是传统的灌输式教学和“题海”战术，也就是在课堂上长篇大论地讲述理论知识，然后课下的时候布置大量的作业让学生们进行练习，这种教学方式虽然可以完成教学任务，但是并不能让小学生感到科学知识的乐趣，所以降低了小学生学习科学知识的积极性。然而从小学科学这门学科的特点来看，该学科是一门以实践为基础的学科，并且也是一门和实际生活有着密切联系的学科，所以想要学好科学知识首先需要教师注重教学方式的拓展，结合学生的实际生活进行教学，这样才能使小学生感受到科学知识和实际生活的乐趣，才能激发学生参与科学学习和探究的积极性。但是多数小学科学教师在实际教学中过多重视学生的考试成绩和教学成果，对教学过程中学生是否吸收和掌握教师讲解的知识则没有引起足够的重视，所以导致小学生无法感受到科学的乐趣，甚至长期处在这种传统的教学模式中还会降低小学生的学习积极性，影响了小学科学教学的有效开展，更影响了小学生的综合发展。

（二）实践教学缺少，学生的实践能力和思维能力得不到有效的培养

科学是一门具有较强实践性的学科，并且小学生具有强烈的好奇心和求知欲，但是他们对课本上枯燥的知识很难保持长时间的注意力和学习积极性，这也就意味着教师在开展小学科学教学的过程中要积极地结合小学生的性格特点和学科特点进行。但是在当前的小学科学教学中多数小学科学教师对实践教学的开展缺乏足够的重视，所以导致小学生开展科学实践的机会较少，而多数教师则过于重视对学生理论知识的讲解，虽然理论知识的讲解也可以完成教学任务，但是并不能激发小学生学习科学知识的积极性，并且在这种缺少实践的小学科学教学中也无法培养和锻炼学生的动手能力、思维能力，更别提“思维可视化”在小学科学教学中的运用了。

二、基于“思维可视化”的小学科学教学重要性

（一）有助于教师加强对学生的了解和开展具有针对性的教学

基于“思维可视化”的小学科学教学可以将学生的思维和学习过程以及学习难点通过直观的方式呈现出来，例如，在开展科学探究的过程中学生通过数形结合的方式将思考的内容通过图形的方式呈现出来，也可以通过计算时候数字的陈列将思考的问题呈现出来，这些都是“思维可视化”的表现，也是学生展示心中思想和学习过程的体现。并且通过学生将“思维过程”用多种方式呈现出来，教师也可以结合学生的呈现方式加强对学生的了解，例如，在学习苏教版小学科学《摩擦力的秘密》时，学生通过数形结合思想展示思维过程，教师就可以通过数形结合来了解学生的内心所想，从而具体的教学中可以结合学生的学习实际情况进行授课，这在潜移默化中实现了具有针对性的教学，同时也可以使教师更深入地了解学生的学习情况，从而大幅度提高教学质量。由此可以看出“思维可视化”的小学科学教学对开展具有针对性的教学和教师加强对学生的了解起到了积极的作用和影响。

（二）有助于促进小学生的个性化发展和实现小学科学教学改革

不同的学生在学习能力上和基础知识的掌握上存在较大的差异，但是在传统的小学科学教学中教师采用的教学方式单一，所以导致个别学生的个性化学习需求得不到满足，甚至还会打击学生的学习积极性。但是在“思维可视化”的小学科学教学中就可以有效地解决这一问题，通过“思维可视化”的小学科学教学可以使学生将自己思考问题的过程，并且在思考问题的过程中通过表情、肢体语言等方式将思考的问题直观地呈现出来，从而更加高效地进行学习和思考。[1]当然，不同的学生在思考问题上有不同的方式，但是“思维可视化”就可以将学生采用的思考方式直观地呈现出来，例如，在学习《能量的转换》时，教师可以借助手段把微观世界呈现出来，这样教师也可以及时了解学生，以便于及时调整教学方案，从而促进小学生的个性化发展和实现小学科学教学改革。由此可以看出基于“思维可视化”的小学科学教学对小学生的个性化发展和小学科学教学改革也起到了积极的影响和帮助。

三、基于“思维可视化”的小学科学教学开展策略

（一）加强和学生的互动与交流，让思维看得见

在小学科学教学中想要开展“思维可视化”的教学，首先需要教师加强和学生的互动，通过加强和学生的互动直观地了解学生的内心所想和学习中遇到的问题，并且通过互动还可以营造浓厚的学习氛围，营造出和谐、平等并且积极向上的氛围。更重要的是通过和学生的互动可以将学生的思维直观地呈现出来，教师可以针对学生的思维调整教学方案，从而提高教学效率。就像我在开展苏教版小学科学《植物与环境》这一课程教学的时候，在本节课程教学中教师就可以通过加强和学生的互动与交流将思维可视化。首先我让学生思考植物生长和环境之间的关系，当学生思考完毕之后我点名让某个同学回答我的问题，例如，我提出了这样一个问题：为什么冬天的时候很多树叶都掉落了，但是也有个别树叶依然是绿色的呢？通过问题的提出学生就会陷入思考中，这个时候我就会和学生一同思考和探究，给予学生一些点拨和启发，通过这样的方式来了解学生的思维。或者学生在思考问题的过程中我也可以让他们采用小组合作学习的方式进行讨论，并且我也积极地参与其中，这些都是直观体现学生思维的有效方式，也是“思维可视化”的教学体现。

（二）引导学生开展图表绘画，直观呈现思维

思维是驱使肢体运动的基础，所以在小学科学教学的过程中教师可以运用绘画制表的方式来开展“思维可视化”的小学科学教学。因为制图绘画的过程就是学生思维体现的过程，也是“思维可视化”的过程，所以在开展小学科学教学的过程中教师要积极引导学生开展图表绘画，以此来直观地呈现学生的思维。[2]就像我在开展苏教版小学科学《形状与结构》这一课程教学时，我就引导学生利用图表绘画的方式进行教学，通过让学生画房子、桥梁等建筑使学生的思维和想象力得到培养，并且通过绘画也可以更深入地了解桥梁、房子的建筑结构，这个时候我再进行一些引导和讲解，学生就可以掌握其中的科学知识和建筑原理。当然，由于本节课程的教学特点就是绘画，并且绘画也是学生思维的呈现过程，同时也是“思维可视化”的体现，由此可以看出小学科学教学中教师通过引导学生开展图表绘画也是“思维可视化”小学科学教学的体现，对提高教学质量起到了积极的作用，对培养小学生的想象力和思维能力也有重要的意义。

（三）加强对实验的重视，在思维的引导下实验

实验是小学科学教学的重要组成部分，或者也可以说小学科学教学离不开实验。所以在教学过程中小学科学教师要加强对实验的重视，通过组织学生开展实验教学来帮助学生加深对知识的理解，更直观地感受和学习科学知识、开展科学探究，从而提高学习效率。此外，学生在实验的过程中动手操作的过程就是“思维可视化”的体现，因为学生的动手操作是在思维的驱使下开展的，所以学生实验的过程就是其思维的体现。[3]就像在开展苏教版小学科学《玩磁铁》这一课程教学时，教师就可以积极组织学生开展实验进行授课。比如我在开展本节课程教学时准备了各种形状的磁铁，然后让学生利用磁铁开展磁极的实验，至于具体的实验方式教师则可以让学生自己设定和进行。通过这样的方式进行教学，学生首先要进行思考，然后在预设好的实验步骤下开展实验，在这个过程中学生的思维得到了发散，并且在动手操作的过程中体现了其思维的过程，从而在潜移默化中实现了“思维可视化”，当学生实验完成之后，教师需要和学生一同对本节课程进行总结，同时给予学生科学的评价。当然，评价不仅仅是教师针对学生，也可以是学生给予教师的评价，包括实验内容以及教学组织等，因为学生在给予教师评价的过程中会对本节课程进行思考和回顾，而这个过程也体现出了学生的思维，从而实现了“思维可视化”的小学科学教学。所以在实验过程中教师要注重引导学生发散自己的思维，在实验结束之后教师要做好总结和评价，这些都是“思维可视化”的小学科学教学，也是促进教学质量提高的基础和前提。

（四）把握探究的起点，让学生前概念可视化

在落实科学探究活动的时候，教师在把握教学起点时一定要从学生的认知结构出发，作为基础，可以让学生画一画，或者想一想，也可以说一说，这样可以帮助学生把前概念充分展示出来，学生利用图的方式将隐藏的思维呈现出来时，可以帮助学生结合他们的认知需求和特点，引导学生开展主题探究活动，这样也可以让主题探究活动变得更具备针对性，可以让学生主动建构对于科学概念的理解和认知，从而获得更为理想的效果。例如，在学习小学科学电路的内容时，教师可以让学生绘制出使用电池还有导线将小灯泡点亮的方法，这时候让学生一边绘制一边思考为什么这样做小灯泡能够被点亮。学生对电池点亮小灯泡会有自己的一个前概念，在这个基础上教师可以进行拓展，让学生继续探究，解决学生前概念中存在的问题。及时有效地帮助学生解决问题，这样的方式可以有效地提升教学的效果和质量。

（五）把握科学探究的节奏，促进学生思维发展可视化

在科学学习中会涉及一些关键性问题，教师要力求实现这些关键问题的可视化。例如，在进行电磁铁磁性强弱相关因素探索的时候，教师让学生讨论聚焦于铁芯的粗细、铁芯的长短、电池多少、线圈的多少等因素。接下来，教师通过下列关键问题的讨论，引导学生的“出声思维”可视化。例如，让学生研究的话思考可能出现的情况，缠绕导线时候的做法，还有前后两次吸大头针的注意事项等。通过学生的分析引导学生实现“可视思维”与“出声思维”相互转化，既是一种思维“呈现”，又是一种信息“反馈”。再有就是主题探究的思维可视化，主题式思维探究属于一种发展学生思维重要的途径，教师需要为学生创设一定的情境，让学生去完成主题式探究，帮助学生把思维过程呈现出来。例如，在学习认识常见的岩石的时候，学生其实对岩石有了自己的了解和认知，但是对其特征还不是特别的清晰，这时候教师可以创设学校要增添一块大型文化石作为“校训石”情境导入课程，以此激发学生的探究动机，然后让学生思考找这块岩石需要满足的条件，研究具体的特征和名称，全班进行交流，总结出有效的方案。让学生可以去摸一摸，感受岩石的手感，也可以瞧一瞧，可以借助放大镜进行观察等，通过这样的主题式探究，让学生去掌握相关的知识，使学生的思维可以得到进一步的发展。

四、结束语

总而言之，基于“思维可视化”的小学科学教学不仅可以使教师加强对学生的了解，更重要的是可以培养学生的思维能力和想象力，直观地展示学生的思想过程，从而为开展具有针对性的教学奠定基础。因此，作为小学科学教师要加强对“思维可视化”小学科学教学的重视，通过教学模式的改革和创新将学生的思维直观地呈现出来，以此来设置科学的教学方案，促进教学质量的提升和实现小学科学教学改革。