依托科学小课题 实施思维可视化

朱小琴

思维可视化即让学生运用形象、符号、动作等多种手段、界面，直观、深入浅出地表现自己思维的过程。学生科学学习的过程，头脑中并不是一张白纸，如对一些科学概念会有一些零碎的、简单的、甚至是错误的前认识；对实验方法的设计会有自己獨特的想法等，所以，老师酷似医生，更胜于医生。老师在教学过程中就必须想办法让学生的思维可视化，然后判断出学生的思维过程和知识概念上出了什么问题，当然，我们可以凭借出声思维让学生将想的内容说出来，但仅凭出声思维是不行的。其一，出声思维具有局限性，对表述者的语言表达能力具有一定的要求；其二，语言具有一定的欺骗性，而前概念和思维过程具有一定的隐蔽性。因此，教师不能仅仅通过师生之间回答、理答来诊断学生的前概念，判断学生的思维过程是否正确，而作出合理的评价。在科学教学、科学活动中，我注重依托科学小课题，加强了思维可视化形式、功能的研究，进一步促进学生科学素养的提高。

一、依托科学小课题研究，加强实施思维可视化形式的研究

小课题研究是指学生在教师的指导下，以构建具有教育性、创造性、实践性的学生主体活动为形式，通过学生自主发现问题、自主提出问题、自主选择研究课题，根据已有的知识和经验，从课堂到课外以及生活中的问题，进行自主探索，让学生在探究过程中学到知识，受到教育，得到发展的一种学习方式。

1.引导学生把思维画出来

像“纸桥承重”、“超级搭建”等动手操作性小课题研究活动深受学生的喜爱，可以说，每个学生拿到材料都能动手操作一番，但是我们没有盲目的让学生去做简单的操作，而是引导学生在动手之前先动脑，先将自己的设计方案用画设计图的形式展现出来，然后小组交流讨论，通过交流，我们发现学生认识到设计图中的不足，如在纸桥搭建中如何增强纸桥结构的稳定性、如何增强纸桥桥墩的承重力等，然后让学生再一次修改自己的设计图，最后让学生按照自己的设计图操作，学生在整个活动中，不仅节约了时间，更重要的是提高了活动的质量。

像“农村露天垃圾如何处理”、“校园绿色花木调查与研究”等调查研究型的小课题研究，由于不同小组研究的内容不同，为了能让小组之间清晰的分享劳动成果，在小课题研究的汇报交流阶段，我们引导学生将本小组研究的结果用画概念图的形式表现出来加以交流，学生在交流的过程中不仅增加了交流的容量，更重要的是突出了交流思路的清晰度。

2.引导学生把思维做出来

像“我设计的新型垃圾筒”、“我的奇思妙想”等发明创造型的小课题研究，我们通常引导学生把自己的想法做出来。在发明创造型小课题研究活动中，学生的思维属于发散性思维，要鼓励学生多想、敢想、会想，为了提高活动效率，我们首先采用图表记录的形式引导学生将“加一加”、“剪一剪”、“扩一扩”的方案及时记录下来，或者，发出一个主题，然后让大家围绕主题尽可能多的想方案，并用画、写的形式记录下来，通过这样的方式，学生能将头脑中的一些“金点子”及时捕捉到，然后引导学生将自己的想法用模型的形式做出来，如在“我设计的新型垃圾筒”活动中，学生做出来许多令人佩服的作品，有防二次掏垃圾的环保垃圾筒、干湿垃圾筒、便携式垃圾袋等。

3.引导学生把思维写出来、说出来

像“种子萌发条件的研究”、“铁钉在什么条件容易生锈”等科学实验型小课题研究活动，这类小课题研究活动侧重引导学生开展实验研究，学生对实验过程非常感兴趣，而往往忽视科学、合理实验方案的设计，为了判断学生的思维过程是否正确，是否合理，是否科学，我们尝试让学生将自己的实验方案写出来、说出来，然后对不同的实验方案进行追问，和学生展开充分的对话，深度了解学生思维过程中的问题。如“种子萌发条件的研究”属于一个对比实验，学生在实验方案中多数考虑不周全，尤其是实验控制条件的不变，通过让学生写方案、说方案、提问题，不断进行思维碰撞，使实验方案的设计逐步科学、合理。

二、依托科学小课题研究，加强思维可视化功能的研究

1.思维可视化的诊断功能

思维可视化诊断功能是指一种通过可以觉察的视觉方式，将思维进行外化呈现，并加以了解判断。教师在科学课堂中、在小课题研究中，通过一定的方式让学生思维外显，一方面能让我们教师及时了解学生学习的认知状态，有助于教师根据学生现有的认知状态合理的改变教学思路及活动思路，通过我们的实践、调查，发现这样的教学更有利于提高课堂效率，更有利于促进学生的发展。另一方面，也能让学生了解自己最初的想法，当然这些想法有的是正确的，有的是错误的，并对自己的想法加以改进、完善。

2.思维可视化的促进功能

思维可视化的促进功能在“金点子创意”等头脑风暴小课题研究活动中体现的明显。头脑风暴是由10个左右的成员组成，大家在自由愉快、畅所欲言的气氛中，目标指向同一个物体，自由交换想法或点子，并以此激发与会者创意及灵感，以产生更多创意的方法。大家在交流的过程中，会迸发许多创意、灵感，这些创意、灵感由自己、或专门的记录员记录下来，并且不做任何评判，然后在讨论的过程中以及讨论完毕后，所有的记录内容向参与者公开共享，最后大家对各种观点进行评价，提出不适合或者重复的内容，将相似的观点聚集在一起，然后进行再一次的讨论，直到得出满意的结果。在整个过程中，思维可视化能快速让学生将自己的创意及时的表达出来，同时也能将大家瞬息交流的思维火花捕获下来，为接下来的研究提供了资料。