思维可视化在低年级科学教学中的应用策略

孙海清

【摘   要】  科学教学强调以学生的自主探究为主线，融入科学知识，促进学生从中掌握科学操作技能和方法，发展科学思维。但低年级学生认知力偏低，对科学思维的渗透，可以通过可视化方式来达成。本文以笔者聆听的几节观摩课为例，结合实践来探析思维可视化在低年级科学教学中的应用策略。

【关键词】  小学科学;思维可视化;教学策略

从低年级小学科学教学来看，教师要关注低年级学生学情，特别是对于抽象的科学思维，要通过图形化、直观化手法来揭示科学规律，促进学生科学探究意识和能力的养成。低年级学生思维呈现四个特点：一是单向化思维占主导，以直观现象为注意点;二是感知思维占主导，受限于日常生活经验;三是开拓性、跳跃性思维占主导，语言表达力、抽象概括力较弱;四是片段化、模糊化思维占主导，对问题思考不深入、不全面。基于此，思维可视化教学就显得尤为重要。

一、以直观化图形帮助建构正确的科学概念

在低年级科学教材中，图文化编写模式，顺应学生生活经验少、识字量有限等特点，便于从直观、形象的图形化展示中构建正确的科学思维。通常，刚接触科学的学生，行动力往往先于思考力。在面对科学探究活动时，不懂得优化步骤，更缺失探究目的性。尽管为学生提供了图形、视频、实物等可感知的素材，但如果未能让这些素材直观化呈现，则很难让学生明白科学道理，更缺失正确的操作规范。例如，在一次小学科学教学观摩活动中，一位老师在“它们都去哪里了”课堂探究中，将红糖、食盐、小石子放入不同的水杯中，让学生去观察并记录实验现象。如果让学生自主去探究，很多学生会出现操作错误。为此，我们指导学生规范操作步骤：在放入前，进行观察，有何现象;在放入水中后进行观察，记录现象;通过分别搅拌后再观察，记录现象。虽然教材中也明确了实验步骤，但对于低年级学生而言，还是会顾此失彼，造成思维混乱。为此，我们对实验方法进行重构，以降低实验思维难度，将观察过程归属“放入前”“放入后”两部分，并分别以动态图示方式，对放入物进行操作。如放盐时，先取一勺盐放水中，观察并记录;接着，用小棒搅拌，再观察并记录。随后，再对红糖、小石子进行重复实验操作。如此一来，学生的片段化思维得到了有效串联，实验过程变得井然有序。当然，对于低年级学生，其形象化思维往往占主导，对所观察到的现象，缺乏准确的语言描述能力。图形化记录方式，可以让学生的隐性思维显性化。在探究“春、夏、秋、冬”四个季节时，我们可以让学生先用语言来表达各个季节的特点。如春天，有春色满园，春回大地，绿树成荫，春暖花开等;秋天，有硕果累累，北雁南飞，秋高气爽等。之后，让学生以绘画的方式，将自己对不同季节的理解进行描述，从而很好地发展了学生的科学意识和科学思维。

二、以可视化情境来呈现学生的思维过程

很多时候，低年级学生因认知、经验受限，在分析、理解方面显得不强。他们的思维，更倾向于生活经验的感知领域。因此，我们可以在科学课堂上，借助一些生活化学具、素材，为学生呈现“可视化”认知情境。例如，同样在那一次科学教学观摩活动中，一位老师在引导学生认识“书的历史”时，教材中介绍展示了书的演化过程，有泥板字、竹简字，还有学生熟悉的纸版字。这些不同的材料，不同的形式，向我们展示了不同时代的书的历史。但对于小学生，只对纸书了解，对其他书的形式感觉很模糊。为此，我们引入动画“哆啦A梦”，让学生乘坐时光机，去观看关于书的历史微视频。古时候，书是用什么材料做成的？用手和泥，制成泥板，然后用树枝在上面刻字;再后来，用龟壳代替泥板，在龟壳上写字;到了战国时期，开始将竹子劈开成条，在竹简上写字;再后来，纸张的出现，为我们写字提供了方便。从这个视频中，我们将生动、直观的图片、视频，配合解说，向学生展示了书的历史，特别是利用哆啦A梦的趣味化动画场景，增强了学生的学习积极性，也让学生能够很好地顺应思维情境，走进书的历史，了解不同时期、不同材料的特点，提高了主动探究思维能力。

三、以动态复现方式来实现科学思维的外化

动手操作是科学活动体验式教学的重要途径，结合不同教学任务，引领学生一边动手，一边体会科学知识，让学生从“可视化”操作中，把抽象的、静态的科学问题转换为直观的、动态的实验过程，实现内隐性的思維活动外显化。针对小学生思维开拓性、跳跃性特点，我们可以让学生在动手操作中，去试错，去验证，从而积累科学经验。例如，在那次小学科学教学观摩活动中，一位教师在教学“测量纸带”制作活动中，根据教材内容，对整个制作步骤明确如下：画、剪、贴、标数字。但看似很简单的四个步骤，但对于低年级学生来说，依然是存在较多的实际困难。小学生思维活跃，充满了好奇心，但注意力难以持久，更易受外界的干扰而出现不集中。教师在课堂讲授时，尽管多次强调制作流程，但还是收效甚微。为此，我们转换了教学思维，让学生以分组方式，用纸带来测量塑料小桶。在测量结果中，各个小组测量结果都不同，为什么同样的小桶，会出现不同的结果？观察学生的测量过程，发现纸带间的空隙问题，导致测量结果偏差。还有，在标数字时，也有小组的数字标识不正确。最后，结合各组的测量实际，我们再重新回到操作步骤，这一次，很多学生都能够正确完成测量任务。

总之，小学科学“可视化”教学，契合低年级学生思维发展特点，也有助于激活学生科学意识，促进学生主动参与、乐于参与科学探究活动。

【参考文献】

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