思維可視化助推教學提質(zhì)增效

顧曉仙

科學是一門以學生探究為主、培養(yǎng)學生各方面素養(yǎng)的學科。思維可視化是架設(shè)在它們之間的橋梁。思維可視化是指通過運用一系列的圖示技術(shù)將學生不可視的思維呈現(xiàn)出來，使其變得清晰、可視，而思維導圖則是實現(xiàn)思維可視化的一種有效手段。小學科學教師在課堂教學中應(yīng)用思維導圖提質(zhì)增效，從不同的角度鍛煉學生的科學思維，給學生展示科學學習的方向，找到了科學探索的動力。

一、小學生科學學習中遇到的問題

小學生在進行科學學習的時候，因?qū)茖W知識了解有限，導致課堂參與積極性不高，學習效率很難得到質(zhì)的飛躍。大部分學生在進行科學探索的時候，往往按照科學教師的要求按部就班地接受，學生的思維根本不能向縱深延伸，導致學生思維主體性地位的缺失，思維品質(zhì)得不到很好的提升。一個單元的科學課程結(jié)束之后，對零散的知識點需要進行科學的整合，這對小學生來說是個極大的挑戰(zhàn)。雖然科學課一直強調(diào)自主、合作、探究，但大多則是“偽自主”“偽合作”“偽探究”，缺乏思維含量。所以，改變現(xiàn)有科學課的教學模式，讓科學課變得靈動，提高學生的思維品質(zhì)，已經(jīng)成為迫在眉睫需要解決的問題。

二、思維可視化對教學的積極影響

思維導圖是實現(xiàn)思維可視化的重要載體，小學科學教師運用思維導圖教學手段，能對科學教學產(chǎn)生積極的影響。

（一）有助于提升教學效率

思維是課堂教學的“靶心”，課堂是學生思維能力拔節(jié)的地方。讓課堂成為學生思維交流的舞臺、思維可見的集散地，這樣的課堂才能讓學生流連忘返。在課堂教學中，只有通過思維導圖讓學生的思維可見，教師才能了解學生的思維脈絡(luò)，并循著學生的思維軌跡展開教學，從而引導學生學會思考、掌握正確的思維方法，引導學生在原有的基礎(chǔ)上產(chǎn)生新的、更準確的思維方法和路徑，這樣的課堂教學才是有效的、高效的。

（二）有助于提升學生核心素養(yǎng)

沒有思維氛圍的課堂是僵死的課堂，沒有思維品質(zhì)的學生是僵化的學生，學會思維是一個人未來最具價值的能力。思維導圖有助于提高學生的知識理解能力和記憶能力，可以培養(yǎng)學生篩選信息、加工信息、應(yīng)用技能的能力，讓學生獲得思維層面的成果，學會站在科學的角度分析問題、解決問題，提升核心素養(yǎng)，形成可持續(xù)發(fā)展的循環(huán)。

（三）有助于提升學生整合能力

比爾·蓋茨曾說過：“思維導圖能夠?qū)⒈姸嘀R與想法連接起來，并有效加以分析，從而最大限度地實現(xiàn)創(chuàng)新。”學生繪制思維導圖，在制作過程中將零碎的知識像零件一樣一件一件地裝到機器上，融入自己的理解、思想、聯(lián)想和感情，既了解事件本身，搭建起單元的知識框架，又了解了事物的發(fā)展規(guī)律，搞清事件之間的線索和因果關(guān)系。學生穿梭于已有的知識結(jié)構(gòu)之間，更好地培養(yǎng)了分析、組織和信息整合能力。

三、思維可視化助推小學科學教學提質(zhì)增效

（一）設(shè)置預習任務(wù)——激發(fā)學生參與意識

教師為學生設(shè)置預習任務(wù)，使學生提前了解課堂需要掌握的知識點，能夠加快學生明確學習目標的速度，激發(fā)學生的參與意識。

在教學蘇教版六年級上冊《探索宇宙》一課時，筆者為了使學生了解中國的航天發(fā)展史，感受我國航天事業(yè)取得的偉大成就，激發(fā)其愛國主義情感，在教學之前為學生設(shè)置了課前預習的任務(wù)，鼓勵學生圍繞“中國航天發(fā)展史”這一主線，通過各種渠道查閱相關(guān)資料，設(shè)計思維導圖，將查閱的相關(guān)資料填充到思維導圖中（如圖1），拓寬自己的學習路徑，為參與課堂討論奠定了基礎(chǔ)。

由此可見，小學科學教師在課堂教學中運用思維導圖，應(yīng)懂得為學生設(shè)置預習任務(wù)，激發(fā)學生的參與意識。

（二）引導思維——發(fā)揮學生的主體作用

教師在引領(lǐng)學生的時候，要先了解學生內(nèi)心的想法，圍繞學生的需求展開引領(lǐng)，通過學生回答問題的情況來了解學生的學習效果，創(chuàng)設(shè)學生主體發(fā)揮的舞臺。學生在思考問題的過程中，會抓住科學知識學習的線索，找到自己在課堂中的位置。

在教學蘇教版四年級上冊《礦物與我們的生活》一課時，筆者為了使學生了解地球上巖石的基本情況，知道幾種常見礦物的性質(zhì)，能夠從不同的角度來分析，發(fā)散學生的科學思維，增強學生的體驗感，在教學中為學生圈定了“礦物”這一學習主題。學生討論后認為可以從顏色、形狀、光澤、透明度、硬度和用途等方面來分析礦物的性質(zhì)。筆者精選四種礦物，讓學生從多個方面科學觀察、細致描述、如實記錄，并組織學生將自己課堂觀察思考所得填充到思維導圖中（如圖2），羅列能夠區(qū)別礦物的主要性質(zhì)。學生經(jīng)過課堂參與，熟悉了幾種礦物的性質(zhì)，發(fā)揮了自己的主體作用。

由此可見，小學科學教師在課堂教學中運用思維導圖，應(yīng)做好思維課堂引領(lǐng)，發(fā)揮學生的主體作用。

（三）鼓勵復習——鞏固學生所學知識

知識是需要鞏固的。教師組織學生復習課堂所學知識，讓學生運用思維導圖匯總知識，可以加深學生的課堂學習印象，提高學生的學習效率。學生在復習中，會發(fā)現(xiàn)自己學習中的疏漏，進行科學調(diào)整。

在教學蘇教版三年級下冊“植物與環(huán)境”這一單元時，筆者為了使學生了解環(huán)境對植物的影響，知道植物為了適應(yīng)環(huán)境發(fā)生的一些變化，培養(yǎng)學生的觀察能力和分析能力，喚起學生探索自然奧秘的好奇心，在教學之后為學生設(shè)置了復習的學習任務(wù)。讓學生整理本單元所學知識點，將自己認為重要的知識點提煉出來，融入思維導圖中，建立“植物與環(huán)境”的科學知識框架，深化對課堂所學知識的記憶。學生經(jīng)過思維導圖（如圖3）的設(shè)計，整理了課本知識，進行了進一步的復習和鞏固，完善了“植物與環(huán)境”這一單元的知識框架，學會了從不同的環(huán)境條件出發(fā)分析植物特點。

由此可見，小學科學教師在課堂教學中應(yīng)用思維可視化，應(yīng)鼓勵學生運用思維導圖科學復習，鞏固學生課堂所學知識。

（四）組織小組合作——深化學生的科學思維

教師將學生分成不同的小組，有助于學生之間的融合，能夠擴大學生的交流范圍，深化學生對科學知識的思考。學生在小組合作中，會發(fā)現(xiàn)自己的學習優(yōu)勢，擁有團隊協(xié)作精神，能夠進一步了解科學的魅力。

在教學蘇教版四年級上冊《導體和絕緣體》一課時，筆者為了使學生了解生活中的導體和絕緣體，知道怎樣判斷物體是導體還是絕緣體，培養(yǎng)學生安全用電的生活常識，在教學中依據(jù)學生的學習特點將學生分成了不同的小組，并鼓勵學生合作，完成設(shè)計思維可視化圖示的合作任務(wù)。學生拿到合作任務(wù)后，先是在小組內(nèi)展開了分工，明確了彼此的責任，然后圍繞導體和絕緣體進行了資料搜集和信息篩選。學生匯總合作的內(nèi)容，設(shè)計了思維可視化圖示（如圖4），發(fā)揮了自己的作用，形成了主動溝通、分工合作的學習習慣，并在了解的基礎(chǔ)上堅定了相信科學的思維。

由此可見，小學科學教師在課堂教學中應(yīng)用思維可視化，應(yīng)靈活運用思維導圖，開啟小組合作模式，深化學生的科學思維。

（五）關(guān)注實踐環(huán)節(jié)——推進學生思維發(fā)展

教師關(guān)注學生實踐，考查學生對科學知識的應(yīng)用情況，可以挖掘?qū)W生的潛力，發(fā)現(xiàn)學生的實際學習情況，然后對學生進行指導。學生在實踐的過程中，會體驗到知識應(yīng)用的樂趣，知道怎樣秉持科學的態(tài)度來解釋生活問題。

在教學蘇教版五年級上冊《從刺激到反應(yīng)》一課時，筆者為了使學生知道神經(jīng)信息傳遞的路徑，培養(yǎng)學生處理信息的思維意識，促進學生實踐體驗，在教學中為學生設(shè)計了實踐任務(wù)，向?qū)W生出示了一些神經(jīng)信息傳遞的具體事例，例如看見紅綠燈，組織學生畫出事例中的神經(jīng)信息傳遞流程圖（如圖五），并說一說自己的思考依據(jù)。

在學生實踐的過程中，筆者會對學生進行觀察，了解學生對思維流程圖的設(shè)計、分支的設(shè)計、內(nèi)容的加入等，熟悉學生的實踐現(xiàn)狀。在學生完成實踐任務(wù)之后，筆者會結(jié)合學生設(shè)計的思維流程圖對其進行評價，開展有針對性的指導，為學生的思維發(fā)展創(chuàng)設(shè)有利條件。

由此可見，小學科學教師在課堂教學中運用思維導圖，應(yīng)關(guān)注學生實踐環(huán)節(jié)，促進學生思維發(fā)展。

（六）優(yōu)化作業(yè)設(shè)計——拓展學生思維

小學科學教師要樹立嶄新的教學思想和作業(yè)設(shè)計觀念，要多重視在作業(yè)設(shè)計中體現(xiàn)出學生的思維探究性，激發(fā)學生對作業(yè)的思維拓展，彰顯作業(yè)的新鮮感和多樣化，這樣學生才會帶著主動、積極的情緒完成作業(yè)，也讓課程改革落到工作實處。

例如在六年級學生掌握了電與磁的相關(guān)科學內(nèi)容、了解了能量轉(zhuǎn)化理論之后，筆者給學生布置了設(shè)計制作與之相關(guān)的科技小制作的作業(yè)，要求學生將思考過程或設(shè)計原理畫一畫。例如，有學生設(shè)計制作了可以將電能轉(zhuǎn)化為機械能的靜電小馬達，并根據(jù)實驗原理畫出了靜電的轉(zhuǎn)移路線（如圖六），用思維圖示的方式向我們清晰地展示了他的思維過程，也對靜電這個概念有了更深層次的拓展提升。

由此可見，小學科學教師在課堂教學中運用思維導圖，應(yīng)優(yōu)化學生作業(yè)設(shè)計，拓展學生思維。

總之，本文通過剖析小學生科學學習中遇到的問題，明確了在當前“雙減”政策背景下阻礙小學生科學發(fā)展的基本元素，知道了培養(yǎng)學生科學意識、發(fā)展學生科學思維已經(jīng)刻不容緩?；诖?，筆者在了解了思維導圖對學生的積極影響后，將教學目光凝聚在了思維導圖教學上，提出了利用其助推小學科學教學效能提升的具體策略。學生在科學課堂上圍繞科學進行多方位的探索，形成了主動學習的習慣，由淺層學習邁入了深度學習，掌握了科學知識學習技能。教師運用思維可視化教學手段，加強了對學生科學思維的構(gòu)建，幫助學生擺脫了對教師的依賴，強化了學生的主體意識。