在小學(xué)科學(xué)課堂中運(yùn)用“思維可視化\"理念，對(duì)教學(xué)質(zhì)量提升帶來(lái)積極影響。學(xué)習(xí)材料可視化能增強(qiáng)學(xué)生的理解和記憶能力：思維過(guò)程可視化能促進(jìn)學(xué)生邏輯思維的發(fā)展：知識(shí)結(jié)構(gòu)可視化，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與動(dòng)力。對(duì)此，小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)加強(qiáng)對(duì)思維可視化理念的解讀，立足小學(xué)科學(xué)學(xué)科內(nèi)容，為學(xué)生設(shè)計(jì)具有趣味性的學(xué)習(xí)活動(dòng)，以可視化教學(xué)項(xiàng)目激活學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，降低學(xué)習(xí)難度，并促進(jìn)教育公平與創(chuàng)新。

一、“思維可視化”理念

（一）基本內(nèi)涵

“思維可視化\"理念在教育學(xué)、心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、管理學(xué)等領(lǐng)域中，都有廣泛的應(yīng)用和研究，其旨在通過(guò)“圖示、表格、脈絡(luò)圖\"等形式，將原本不可見(jiàn)的思維結(jié)構(gòu)、思考路徑及方法呈現(xiàn)出來(lái)，使其變得清晰可見(jiàn)。具體而言，思維可視化就是將抽象的思維過(guò)程變得“具體化”，使項(xiàng)目、學(xué)習(xí)內(nèi)容變得直觀、具體、易懂，從而實(shí)現(xiàn)深度理解。

（二）在教育中的價(jià)值

在教育活動(dòng)中運(yùn)用“思維可視化”，大多可采用“思維導(dǎo)圖、概念圖、實(shí)驗(yàn)\"等方法，將零散的知識(shí)系統(tǒng)化，易于學(xué)生理解與記憶，并提高教學(xué)效率。思維可視化能幫助學(xué)生理解與記憶所學(xué)內(nèi)容，其以直觀的學(xué)習(xí)方式，將抽象的思維、知識(shí)結(jié)構(gòu)以視覺(jué)形式展現(xiàn)出來(lái)，使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)一目了然，讓其更好地理解與記憶復(fù)雜的概念，有效提高其學(xué)習(xí)效率；而在思維可視化中“圖像\"與“文字\"的有效結(jié)合，雙重學(xué)習(xí)刺激可加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，幫助其建立更牢固的記憶聯(lián)結(jié)。除此之外，思維可視化活化課堂氛圍，能夠?yàn)閷W(xué)生帶來(lái)生動(dòng)有趣的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，通過(guò)對(duì)所學(xué)內(nèi)容的“可視化”，知識(shí)內(nèi)容會(huì)比文字描述更加生動(dòng)有趣，能快速激活學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力，讓其感受到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣與成就感，從而更加積極地投入學(xué)習(xí)，還會(huì)主動(dòng)地探索未知領(lǐng)域，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與水平會(huì)得到提升。

二、基于“思維可視化\"的小學(xué)科學(xué)探究教學(xué)

（一）口述觀察—看見(jiàn)思維，探究科學(xué)原理

小學(xué)生年齡小，思維發(fā)展呈現(xiàn)具象化的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，抽象、復(fù)雜的知識(shí)概念、學(xué)習(xí)內(nèi)容，對(duì)小學(xué)生而言理解較為困難，語(yǔ)言說(shuō)教難以讓學(xué)生快速理解所學(xué)知識(shí)?！翱谑鲇^察\"是思維可視化的一種方式，其要求教師在設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，通過(guò)具體的動(dòng)作或?qū)嶒?yàn)操作，引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考，并讓其講述自己的體驗(yàn)、想法，教師在學(xué)生體驗(yàn)后引出科學(xué)知識(shí)，進(jìn)而激活學(xué)生的科學(xué)探究意識(shí)，讓其產(chǎn)生探究科學(xué)原理的意愿。這一教學(xué)方法能激發(fā)學(xué)生的好奇心與探究欲，學(xué)生能在“口述表達(dá)、親身體驗(yàn)\"中找到科學(xué)知識(shí)、了解科學(xué)原理，充分展現(xiàn)了思維可視化的教育價(jià)值。

以教科版小學(xué)三年級(jí)科學(xué)上冊(cè)中《水到哪里去了》為例，在本課科學(xué)學(xué)習(xí)中，要求學(xué)生了解有關(guān)水的知識(shí)，讓學(xué)生觀察幾種日常生產(chǎn)、生活中的蒸發(fā)現(xiàn)象，引出本課要研究的問(wèn)題，讓學(xué)生了解“蒸發(fā)\"的概念，得知“蒸發(fā)需要吸收熱量\"的科學(xué)原理。在課程活動(dòng)開(kāi)始前，為讓學(xué)生認(rèn)識(shí)“蒸發(fā)\"的現(xiàn)象，了解基本科學(xué)原理，教師可從身邊人手，以動(dòng)作示范實(shí)現(xiàn)思維可視。比如，教師可引導(dǎo)學(xué)生用“濕抹布\"擦拭黑板，讓學(xué)生觀察黑板上遺留的水痕，直觀地觀察水痕的變化。在觀察結(jié)束后，教師可提出問(wèn)題：“黑板上的水去哪里了？水為什么會(huì)不見(jiàn)了？\"結(jié)合具體的動(dòng)作行為，快速引出本課的科學(xué)探究話題，并激活學(xué)生的探究興趣，讓其主動(dòng)尋找相關(guān)的科學(xué)原理，教師可引出“蒸發(fā)\"的概念，讓學(xué)生得知“黑板上的水分變成水蒸氣到空中了”。隨后，為讓學(xué)生了解“蒸發(fā)需要吸收熱量\"的科學(xué)原理后，教師可帶領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)“蒸發(fā)\"的感覺(jué)。比如，教師可讓學(xué)生將少量的水涂抹在手背或腦門(mén)上，并提出問(wèn)題：“涂上水的皮膚，帶給你什么感覺(jué)？\"引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)出“涼涼的、涼快\"等關(guān)鍵詞，學(xué)生便會(huì)得知“蒸發(fā)可以吸收表面的熱量，使溫度降低”，教學(xué)目標(biāo)隨之達(dá)成。

（二）繪制圖表一思維可視，掌握科學(xué)規(guī)律

繪制圖表是思維可視化中最基本、最常見(jiàn)的方法，其指通過(guò)圖表的形式，將科學(xué)規(guī)律、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等做出可視化呈現(xiàn)，讓學(xué)生能直觀地理解、觀察科學(xué)數(shù)據(jù)，并讓其掌握較為豐富的科學(xué)知識(shí)。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師可利用所學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生繪制表格，或利用思維導(dǎo)圖形式呈現(xiàn)科學(xué)知識(shí)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間關(guān)系與規(guī)律，以圖表優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)思維可視化，讓學(xué)生掌握科學(xué)規(guī)律，全面探究科學(xué)知識(shí)。

以教科版小學(xué)四年級(jí)科學(xué)上冊(cè)《讓小車運(yùn)動(dòng)起來(lái)》為例，本課學(xué)習(xí)圍繞著“運(yùn)動(dòng)和力\"主題展開(kāi)，要求學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作與觀察，理解“力可以使靜止的物體運(yùn)動(dòng)”，初步掌握“拉力大小\"與“小車運(yùn)動(dòng)快慢\"之間的關(guān)系。在教材中為學(xué)生設(shè)計(jì)“探究拉力大小與小車運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系”活動(dòng)，教師可利用該活動(dòng)，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)際操作繪制表格，以表格的形式將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、思維過(guò)程呈現(xiàn)出來(lái)。比如，針對(duì)活動(dòng)“拉力大小與小車運(yùn)動(dòng)快慢的關(guān)系”，教師可指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)以下表格。

隨著實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的開(kāi)展，學(xué)生會(huì)根據(jù)自己觀察到的情況，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中，隨著多次實(shí)驗(yàn)的展開(kāi)，學(xué)生會(huì)對(duì)本課活動(dòng)產(chǎn)生更加清晰的認(rèn)識(shí)，表格中的數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)了科學(xué)學(xué)習(xí)的過(guò)程。學(xué)生用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明自己的推測(cè)，并總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，科學(xué)學(xué)習(xí)的思維過(guò)程也會(huì)直觀、形象地顯現(xiàn)出來(lái)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)概念的理解。

（三）實(shí)踐驗(yàn)證 動(dòng)手動(dòng)腦，發(fā)展邏輯思維

“實(shí)踐驗(yàn)證”不僅實(shí)現(xiàn)了思維可視化，其還能通過(guò)具體的實(shí)踐項(xiàng)目，讓學(xué)生將思維呈現(xiàn)在具體的活動(dòng)中，以實(shí)際操作、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證為主，更全面地了解科學(xué)知識(shí)，并檢驗(yàn)科學(xué)假設(shè)與理論。在這一教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生需根據(jù)對(duì)所學(xué)科學(xué)知識(shí)，基于科學(xué)問(wèn)題提出假設(shè)、猜想，根據(jù)猜想提出自己的活動(dòng)方案，最終通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證的途徑，讓學(xué)生學(xué)會(huì)解決問(wèn)題，將思維呈現(xiàn)在實(shí)際操作中。在這一過(guò)程中，學(xué)生能夠切身體驗(yàn)到科學(xué)探究的樂(lè)趣，通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)進(jìn)一步了解科學(xué)知識(shí)，并獲取較高的學(xué)習(xí)成就感，以思維可視化促進(jìn)其邏輯思維的發(fā)展。

以教科版小學(xué)四年級(jí)科學(xué)上冊(cè)中《用橡皮筋驅(qū)動(dòng)小車》為例，本課通過(guò)組裝橡皮筋小車，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究\"小車行駛距離與橡皮筋纏繞圈數(shù)的關(guān)系”，進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)主題\"運(yùn)動(dòng)和力”，讓學(xué)生理解\"彈力\"的概念，了解彈力如何驅(qū)動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)的原理。基于本課學(xué)習(xí)內(nèi)容，為落實(shí)思維可視化的教育理念，教師可立足學(xué)生儲(chǔ)備的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，向?qū)W生提出問(wèn)題：“如何使小車行駛得更遠(yuǎn)？橡皮筋纏繞的圈數(shù)越多，小車行駛的距離越遠(yuǎn)嗎？\"引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合本課學(xué)習(xí)內(nèi)容大膽想象，并提出自己的假設(shè)。隨后，教師可引導(dǎo)學(xué)生在紙上繪制實(shí)驗(yàn)草圖，并讓其以小組為單位，設(shè)計(jì)一個(gè)完成的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，要求小組成員結(jié)合設(shè)計(jì)圖完成科學(xué)驗(yàn)證。在這一過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)繪制圖表、設(shè)計(jì)計(jì)劃，其思維逐漸呈現(xiàn)在圖像、表格、實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生會(huì)對(duì)科學(xué)知識(shí)產(chǎn)生更加全面的認(rèn)識(shí)，學(xué)生的科學(xué)思維及探究能力得到提升，教育目標(biāo)也隨之達(dá)成。

（四）模型講解 分析現(xiàn)象，強(qiáng)化科學(xué)思維

“模型講解\"是指通過(guò)構(gòu)建物理模型、數(shù)學(xué)模型，通過(guò)模擬場(chǎng)景的方式，向?qū)W生解釋科學(xué)現(xiàn)象。在這一教學(xué)方法中，其突出了思維可視化的特點(diǎn)，模型能夠讓學(xué)生直觀地了解科學(xué)知識(shí)，通過(guò)對(duì)各種問(wèn)題的演繹、模擬，學(xué)生能快速找到解決問(wèn)題的方法以及造成問(wèn)題現(xiàn)象的原因，使其更好地理解復(fù)雜的科學(xué)現(xiàn)象，幫助學(xué)生把握科學(xué)規(guī)律，有效強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)思維。對(duì)此，在小學(xué)科學(xué)探究教學(xué)中，教師可解讀教材中的內(nèi)容，采用“模型講解\"的方法，將重點(diǎn)知識(shí)滲透在科學(xué)學(xué)習(xí)中，通過(guò)對(duì)模擬現(xiàn)象的分析，進(jìn)一步發(fā)揮思維可視化的教育優(yōu)勢(shì)

以教科版小學(xué)五年級(jí)科學(xué)上冊(cè)《身體的運(yùn)動(dòng)》為例，本課圍繞著“骨、關(guān)節(jié)、肌肉\"等身體部位，讓學(xué)生了解“運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的組成”，通過(guò)對(duì)教材內(nèi)的解讀，學(xué)生需掌握“關(guān)節(jié)是怎樣完成運(yùn)動(dòng)的\"與“需要怎么保護(hù)關(guān)節(jié)并促進(jìn)關(guān)節(jié)的生長(zhǎng)\"兩方面知識(shí)。對(duì)此，基于“人體科學(xué)\"知識(shí)，在思維可視化背景下，教師可利用人體模型進(jìn)行講解，通過(guò)模型探索科學(xué)知識(shí)。首先，教師可讓學(xué)生拿起自己的水杯，并利用手臂舉起水杯，讓學(xué)生觀察自己大臂、小臂、手掌、手腕發(fā)生的變化。在這一基礎(chǔ)上，教師可出示人體骨骼模型，模仿學(xué)生剛做過(guò)的動(dòng)作，讓學(xué)生直觀地觀察到\"手指、手腕、手肘關(guān)節(jié)”的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。學(xué)生通過(guò)觀察現(xiàn)象，描述“骨、關(guān)節(jié)和肌肉是如何相互配合，完成舉起水杯的動(dòng)作的”。以直觀的模型講解，學(xué)生領(lǐng)悟本課的科學(xué)知識(shí)，落實(shí)思維可視化理念。在這一基礎(chǔ)上，教師可引出話題“需要怎么保護(hù)關(guān)節(jié)并促進(jìn)關(guān)節(jié)的生長(zhǎng)”，并利用模型向?qū)W生模仿\"外力損傷、突然發(fā)力、缺乏鍛煉\"等對(duì)關(guān)節(jié)、肌肉造成的影響，讓學(xué)生了解身體成長(zhǎng)、發(fā)育的特點(diǎn)，使其掌握相關(guān)的知識(shí)，得知“發(fā)育和運(yùn)動(dòng)又緊密地關(guān)聯(lián)著，經(jīng)常參加運(yùn)動(dòng)，并科學(xué)展開(kāi)運(yùn)動(dòng)，可讓身體變得更加強(qiáng)壯，身體的免疫力也會(huì)增強(qiáng)\"等知識(shí)。在這一學(xué)習(xí)課程中，模型的直觀講解及問(wèn)題情境的模擬，讓學(xué)生快速、直觀地了解到所學(xué)內(nèi)容，并能根據(jù)觀察到的現(xiàn)象做出解決問(wèn)題的方法，思維可視化理念的教育優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮，學(xué)生科學(xué)探究學(xué)習(xí)質(zhì)量也會(huì)得到提升。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文基于“思維可視化\"理念，探討小學(xué)科學(xué)探究教學(xué)活動(dòng)，結(jié)合教科版小學(xué)科學(xué)教材，結(jié)合具體案例對(duì)教學(xué)活動(dòng)提出幾點(diǎn)可行之策。思維可視化理念在小學(xué)科學(xué)的運(yùn)用，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的理解能力，通過(guò)圖形、圖表和思維導(dǎo)圖的運(yùn)用，思維可視化將復(fù)雜的科學(xué)概念變得生動(dòng)易懂，讓學(xué)生充分體驗(yàn)了科學(xué)知識(shí)的魅力，并加深學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解與記憶。對(duì)此，教師應(yīng)加強(qiáng)對(duì)“思維可視化\"理念的探究，創(chuàng)新科學(xué)教學(xué)活動(dòng)，降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度，促進(jìn)學(xué)生邏輯思維能力及創(chuàng)新能力的提升，為學(xué)生未來(lái)科學(xué)學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]段鑫雅，顧建鋒.數(shù)據(jù)圖表中的科學(xué)思維可視化表達(dá)[J.小學(xué)教學(xué)研究，2023（34）：86-87.

[2]孫海燕.信息技術(shù)助力小學(xué)科學(xué)教學(xué)的實(shí)踐探索[J].中小學(xué)電教（教學(xué)），2023（8）：64-66.

[3]顧益明.思維導(dǎo)圖，助力科學(xué)思維可視化[新課程導(dǎo)學(xué)，2023（13）：20-23.

[4]葉蕾.思維可視化：小學(xué)科學(xué)深度學(xué)習(xí)的探索[J]教育與裝備研究，2022，38（9）：38-42.