从前概念视角探析思维可视化科学课堂教学

来源:用户上传      作者:

　　摘 要：“思维可视化”是促进儿童思维发展的有效认知策略。在教学过程中利用前概念思维可视化、学生思维可视化、板书设计可视化、学习效果可视化等方法，能够找准科学探究的开端，把握科学课堂的节奏，了解科学探究的效果，促进科学探究活动有效开展，培养学生的科学思维能力，进一步提升学生的科学思维品质，修正学生的错误，构建全面完善的认知结构。
　　关键词：前概念;思维可视化;课堂教学;构建认知
　　科学课是对思维逻辑要求较高的一门课。部分课题涉及的内容超出现有认知水平，因而学生难以理解。“思维可视化”是针对儿童抽象思维发展的局限性而提出的认知策略，是建立在思维发展的认知心理学基础之上的。“思维可视化”包括“可视思维”和“出声思维”。指的是通过概念调查、课堂观察、动作表情、图表、文字记录、绘画、习作图示、表演、视频、演示、实验、提问、说一说等多种多样的方式将学生看不见的思维过程展现出来。
　　科学课堂往往开端于一个问题或者一个现象，再通过教师一系列的引导，透过现象看到本质，理解现象背后隐藏的原理或者概念。值得注意的是，学生在接受教育的时候，不是“空着脑袋走进教室的”。长久以来自身的生活经验和学习经验，学生的脑袋中已经形成了对各种各样的事物存在部分正确、片面或者是模糊的认识和理解，这就是前概念。
　　前概念是隱藏在学生脑中的，能否纠正错误的认知是科学课堂教学的关键。因此科学课堂的开端就要由学生的前概念入手，将我们的课堂思维可视化，让整节课思维逻辑呈现在学生面前，在掌握学生的思维状况的前提下，有针对性地设计科学探究活动，组织实施教学，促进学生对科学知识、概念、原理的理解更深入、更透彻、更系统，使学生的思维能力得到有效发展，提升学生的思维品质，完善学生的思维体系，引导学生解决认知冲突，构建起系统而全面的正确认知。
　　一、 科学探究的开端：前概念思维可视化
　　科学探究活动的起点应以学生已有的认知结构为基础，因此采用恰当的方式调查和呈现学生的前概念十分必要。当学生用可见的方式形式将隐形的思维呈现出来时，能帮助教师依照学生的认知需要和特征，有效引导学生的主题探究活动更有针对性，让学生主动建构对科学概念的理解。
　　前概念的调查方式有多种，如课前：观察活动、问卷调查、访谈、习题等，如课堂：提问、绘画、填写记录等方式。前概念的呈现方式也有多种，如板贴、视频、投影展示、讲演等。前概念的调查和展示方式应当依据教学内容的特点和学生的学情来选择。
　　如教学《各种各样的岩石》一课，课前通过布置学生在家长的陪同下去野外观察岩石，并选取一两块拍照或者视频描述岩石的特征。我们再选取典型的视频和照片制作成视频集，并在新课课前循环播放学生野外采集活动的视频，让学生看到自身和同学们描述的异同。紧接着在课堂导入环节抛出有层次的提问：①经历了野外岩石采集活动，谁来说说你用什么方法找到了岩石的什么特征？比如我用眼睛看到有的岩石是黄色的。②我们找到了各种各样的岩石这么多的特征，谁能判断哪些物体是岩石？通过学生的回答了解学生现有认知水平所采用的观察方法和所知道的岩石特征，顺势通过学生和教师的归纳，将口语化的描述转化为专业术语。板贴在黑板上，呈现出来。
　　通过调查前概念，我们发现学生大多采用“看”和“摸”这两种观察方法，对岩石特征的描述多为：到处都有、大小、轻重、硬的。因此我们发现需要完善学生对观察方法的认知，意识到多种观察方法的结合以及工具使用能够帮助我们获得物体更全面丰富的特征。
　　通过进一步要求学生在多张图片中找出岩石的时候，发现大部分学生都能找到并说出不是岩石的如砖头、瓦片是人为制造的。因此在该环节我们可以顺着学生的认知直接给出结论，即人工合成的不是岩石。岩石是天然形成的、广泛分布的，天然、广泛分布是所有岩石的基本特征。
　　二、 科学探究的推进：学生认知的思维可视化
　　前概念可视化后，我们找准了课堂的起点，把握好了课堂的命脉所在。紧接着课堂中需要将后续学生认知的变化呈现出来，分析学生在探究过程中的思维痕迹，推测他们的思维过程和思维状态，了解其思维变化特点，及时发现问题所在，针对性地调整科学探究的节奏，促成学生向着积极的思维方向发展，引导学生构建正确的认知。因此课堂教学中我们要采用各种可视化的手段实现学生认知的思维可视化。
　　（一） 实验记录单思维可视化
　　实验记录单是了解学生脑中隐性思维非常关键的工具，因而实验单可采用各种类型图表、图形、写绘、勾画等多种方式进行设计，要起到引导学生开展探究活动以及呈现思维的作用。
　　如《各种各样的岩石》一课，在观察岩石特征的环节中，我们设计了附有工具使用指引的维恩图记录单，旨在学生在观察的时候不仅发现正确的使用工具能够帮助我们获得更多的岩石特征，还可以通过维恩图发现不同岩石具有异同特征。
　　（二） 集体表征思维可视化
　　集体表征指的是将集体揭示和阐明的观点、立场呈现出来。对同一个实验或者原理、不同人或不同小组之间的认知过程或结论会有异同，往往这些异同就是我们应当抓住加以利用的闪光点，因此将个人与个人、组间的异同在全班进行展示十分必要。因而可以在重要实验结束后设计集体表征环节，将组间实验得出的结论思维可视化，便于生生互动、师生互动，利用集体的智慧找出思维的漏洞、认知的错误，解决疑难，完善认知。
　　如《各种各样的岩石》一课，在岩石分类的环节，为了让学生发现分类标准的多样性以及不同的分类标准下会有不同的分类结果，我们设置了可视化的集体表征，每个小组将分类的标准和分类结果图片板贴在黑板，因而学生能够通过自身的观察和思考就能得出正确的结论，突破教学重难点。
　　三、 科学探究的升华：板书设计的思维可视化
　　板书是伴随课堂始终，记录课堂重难点的最佳载体。善用板书能够最大限度地展现思维的变化过程，帮助学生正确理解和记忆原理。我们可以针对不同课题的特点合理设计板书，如：思维导图、圆圈图、气泡图、双气泡图、流程图、复流程图、树形图、括号图、桥型图、物体原型图、示意图以及各类表格等。在每个环节需要的地方，及时板演和记录，呈现思维由浅入深、由简单到复杂的过程，最后形成本课完整的认知。
　　如《各种各样的岩石》一课，首先在前概念调查环节将学生提及的观察方法和岩石特征及时板贴，紧接着在岩石的特征环节，急需补充工具和观察到的特征，最后通过最后一个环节的集体表征把利用岩石不同特征进行分类的结果展现出来，形成由前概念——工具帮助下获得更多的岩石特征——利用特征进行分类——分类标准不同导致结果不同，绘制本课完整的思维逻辑。
　　学与教的思维可视化策略，是能够实现科学探究有效开展的一种重要途径。通过前概念的思维可视化、学生的思维可视化、板书设计的思维可视化等的方法来展示科学探究实验的设计、操作、记录、交流等行为，让学习方式真正走向“主动参与、探究发现、合作交流”，能够有效培养学生的思维能力，使思维的品质得以提升，突破教学重难点，达成教学目标。
　　作者简介：
　　湛海颖，广东省深圳市，华南师范大学附属龙岗乐城小学。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/9/view-15114773.htm