思维可视化助推教学提质增效

顾晓仙

科学是一门以学生探究为主、培养学生各方面素养的学科。思维可视化是架设在它们之间的桥梁。思维可视化是指通过运用一系列的图示技术将学生不可视的思维呈现出来，使其变得清晰、可视，而思维导图则是实现思维可视化的一种有效手段。小学科学教师在课堂教学中应用思维导图提质增效，从不同的角度锻炼学生的科学思维，给学生展示科学学习的方向，找到了科学探索的动力。

一、小学生科学学习中遇到的问题

小学生在进行科学学习的时候，因对科学知识了解有限，导致课堂参与积极性不高，学习效率很难得到质的飞跃。大部分学生在进行科学探索的时候，往往按照科学教师的要求按部就班地接受，学生的思维根本不能向纵深延伸，导致学生思维主体性地位的缺失，思维品质得不到很好的提升。一个单元的科学课程结束之后，对零散的知识点需要进行科学的整合，这对小学生来说是个极大的挑战。虽然科学课一直强调自主、合作、探究，但大多则是“伪自主”“伪合作”“伪探究”，缺乏思维含量。所以，改变现有科学课的教学模式，让科学课变得灵动，提高学生的思维品质，已经成为迫在眉睫需要解决的问题。

二、思维可视化对教学的积极影响

思维导图是实现思维可视化的重要载体，小学科学教师运用思维导图教学手段，能对科学教学产生积极的影响。

（一）有助于提升教学效率

思维是课堂教学的“靶心”，课堂是学生思维能力拔节的地方。让课堂成为学生思维交流的舞台、思维可见的集散地，这样的课堂才能让学生流连忘返。在课堂教学中，只有通过思维导图让学生的思维可见，教师才能了解学生的思维脉络，并循着学生的思维轨迹展开教学，从而引导学生学会思考、掌握正确的思维方法，引导学生在原有的基础上产生新的、更准确的思维方法和路径，这样的课堂教学才是有效的、高效的。

（二）有助于提升学生核心素养

没有思维氛围的课堂是僵死的课堂，没有思维品质的学生是僵化的学生，学会思维是一个人未来最具价值的能力。思维导图有助于提高学生的知识理解能力和记忆能力，可以培养学生筛选信息、加工信息、应用技能的能力，让学生获得思维层面的成果，学会站在科学的角度分析问题、解决问题，提升核心素养，形成可持续发展的循环。

（三）有助于提升学生整合能力

比尔·盖茨曾说过：“思维导图能够将众多知识与想法连接起来，并有效加以分析，从而最大限度地实现创新。”学生绘制思维导图，在制作过程中将零碎的知识像零件一样一件一件地装到机器上，融入自己的理解、思想、联想和感情，既了解事件本身，搭建起单元的知识框架，又了解了事物的发展规律，搞清事件之间的線索和因果关系。学生穿梭于已有的知识结构之间，更好地培养了分析、组织和信息整合能力。

三、思维可视化助推小学科学教学提质增效

（一）设置预习任务——激发学生参与意识

教师为学生设置预习任务，使学生提前了解课堂需要掌握的知识点，能够加快学生明确学习目标的速度，激发学生的参与意识。

在教学苏教版六年级上册《探索宇宙》一课时，笔者为了使学生了解中国的航天发展史，感受我国航天事业取得的伟大成就，激发其爱国主义情感，在教学之前为学生设置了课前预习的任务，鼓励学生围绕“中国航天发展史”这一主线，通过各种渠道查阅相关资料，设计思维导图，将查阅的相关资料填充到思维导图中（如图1），拓宽自己的学习路径，为参与课堂讨论奠定了基础。

由此可见，小学科学教师在课堂教学中运用思维导图，应懂得为学生设置预习任务，激发学生的参与意识。

（二）引导思维——发挥学生的主体作用

教师在引领学生的时候，要先了解学生内心的想法，围绕学生的需求展开引领，通过学生回答问题的情况来了解学生的学习效果，创设学生主体发挥的舞台。学生在思考问题的过程中，会抓住科学知识学习的线索，找到自己在课堂中的位置。

在教学苏教版四年级上册《矿物与我们的生活》一课时，笔者为了使学生了解地球上岩石的基本情况，知道几种常见矿物的性质，能够从不同的角度来分析，发散学生的科学思维，增强学生的体验感，在教学中为学生圈定了“矿物”这一学习主题。学生讨论后认为可以从颜色、形状、光泽、透明度、硬度和用途等方面来分析矿物的性质。笔者精选四种矿物，让学生从多个方面科学观察、细致描述、如实记录，并组织学生将自己课堂观察思考所得填充到思维导图中（如图2），罗列能够区别矿物的主要性质。学生经过课堂参与，熟悉了几种矿物的性质，发挥了自己的主体作用。

由此可见，小学科学教师在课堂教学中运用思维导图，应做好思维课堂引领，发挥学生的主体作用。

（三）鼓励复习——巩固学生所学知识

知识是需要巩固的。教师组织学生复习课堂所学知识，让学生运用思维导图汇总知识，可以加深学生的课堂学习印象，提高学生的学习效率。学生在复习中，会发现自己学习中的疏漏，进行科学调整。

在教学苏教版三年级下册“植物与环境”这一单元时，笔者为了使学生了解环境对植物的影响，知道植物为了适应环境发生的一些变化，培养学生的观察能力和分析能力，唤起学生探索自然奥秘的好奇心，在教学之后为学生设置了复习的学习任务。让学生整理本单元所学知识点，将自己认为重要的知识点提炼出来，融入思维导图中，建立“植物与环境”的科学知识框架，深化对课堂所学知识的记忆。学生经过思维导图（如图3）的设计，整理了课本知识，进行了进一步的复习和巩固，完善了“植物与环境”这一单元的知识框架，学会了从不同的环境条件出发分析植物特点。

由此可见，小学科学教师在课堂教学中应用思维可视化，应鼓励学生运用思维导图科学复习，巩固学生课堂所学知识。

（四）组织小组合作——深化学生的科学思维

教师将学生分成不同的小组，有助于学生之间的融合，能够扩大学生的交流范围，深化学生对科学知识的思考。学生在小组合作中，会发现自己的学习优势，拥有团队协作精神，能够进一步了解科学的魅力。

在教学苏教版四年级上册《导体和绝缘体》一课时，笔者为了使学生了解生活中的导体和绝缘体，知道怎样判断物体是导体还是绝缘体，培养学生安全用电的生活常识，在教学中依据学生的学习特点将学生分成了不同的小组，并鼓励学生合作，完成设计思维可视化图示的合作任务。学生拿到合作任务后，先是在小组内展开了分工，明确了彼此的责任，然后围绕导体和绝缘体进行了资料搜集和信息筛选。学生汇总合作的内容，设计了思维可视化图示（如图4），发挥了自己的作用，形成了主动沟通、分工合作的学习习惯，并在了解的基础上坚定了相信科学的思维。

由此可见，小学科学教师在课堂教学中应用思维可视化，应灵活运用思维导图，开启小组合作模式，深化学生的科学思维。

（五）关注实践环节——推进学生思维发展

教师关注学生实践，考查学生对科学知识的应用情况，可以挖掘学生的潜力，发现学生的实际学习情况，然后对学生进行指导。学生在实践的过程中，会体验到知识应用的乐趣，知道怎样秉持科学的态度来解释生活问题。

在教学苏教版五年级上册《从刺激到反应》一课时，笔者为了使学生知道神经信息传递的路径，培养学生处理信息的思维意识，促进学生实践体验，在教学中为学生设计了实践任务，向学生出示了一些神经信息传递的具体事例，例如看见红绿灯，组织学生画出事例中的神经信息传递流程图（如图五），并说一说自己的思考依据。

在学生实践的过程中，笔者会對学生进行观察，了解学生对思维流程图的设计、分支的设计、内容的加入等，熟悉学生的实践现状。在学生完成实践任务之后，笔者会结合学生设计的思维流程图对其进行评价，开展有针对性的指导，为学生的思维发展创设有利条件。

由此可见，小学科学教师在课堂教学中运用思维导图，应关注学生实践环节，促进学生思维发展。

（六）优化作业设计——拓展学生思维

小学科学教师要树立崭新的教学思想和作业设计观念，要多重视在作业设计中体现出学生的思维探究性，激发学生对作业的思维拓展，彰显作业的新鲜感和多样化，这样学生才会带着主动、积极的情绪完成作业，也让课程改革落到工作实处。

例如在六年级学生掌握了电与磁的相关科学内容、了解了能量转化理论之后，笔者给学生布置了设计制作与之相关的科技小制作的作业，要求学生将思考过程或设计原理画一画。例如，有学生设计制作了可以将电能转化为机械能的静电小马达，并根据实验原理画出了静电的转移路线（如图六），用思维图示的方式向我们清晰地展示了他的思维过程，也对静电这个概念有了更深层次的拓展提升。

由此可见，小学科学教师在课堂教学中运用思维导图，应优化学生作业设计，拓展学生思维。

总之，本文通过剖析小学生科学学习中遇到的问题，明确了在当前“双减”政策背景下阻碍小学生科学发展的基本元素，知道了培养学生科学意识、发展学生科学思维已经刻不容缓。基于此，笔者在了解了思维导图对学生的积极影响后，将教学目光凝聚在了思维导图教学上，提出了利用其助推小学科学教学效能提升的具体策略。学生在科学课堂上围绕科学进行多方位的探索，形成了主动学习的习惯，由浅层学习迈入了深度学习，掌握了科学知识学习技能。教师运用思维可视化教学手段，加强了对学生科学思维的构建，帮助学生摆脱了对教师的依赖，强化了学生的主体意识。