基于思維可視化，構建高效科學課堂

諸琴芳

【中圖分類號】G623.9 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）43-0140-02

一、案例背景

小學科學是一門基礎性、實踐性、綜合性的課程，探究活動是學生學習科學的重要方式，倡導學生探究式學習也是小學科學的課程理念。新課程標準中提到科學探究針對于五六年級目標：能基于所學知識，從事物的結構、功能變化及相互關系提出科學問題、作出針對性的假設、制定實驗方案、獲取事物信息、整理信息、得出結論、評價及反思。舊版蘇教版科學五年級下冊第二單元《形狀與結構》中《折形狀》是在學生已經學習了常見材料、常見力的基礎上，通過折成不同形狀的紙為例，研究它們的承受力，引導學生發現紙的形狀與它們的承受力大小有關，從而發現薄材的彎曲變形可以增大其承受力。宗旨是引導他們了解形狀與結構的初步知識，掌握科技制作的初步技能，培養創新意識、創新興趣、創新膽量。

同時，關于思維可視化話題已是教育界關注和談論的熱點，也是眾多教育人和學科教師不斷嘗試和探索的課題。鑒于五年級的學生已經具備了一定的科學知識和科學技能，故以《折形狀》為典型，大膽開展“思維可視化”探究，追尋更有效的科學課堂。

本文試以《折形狀》一課談談學生思維可視化教學手段的認識和思考，構建高效的科學課堂。

二、案例描述

本節課在學生具備一定觀察、認知能力的基礎上，以游戲、實物、圖片、語言等為引導，一步步在探究形狀與承受力大小的關系的實驗過程中，根據學生思維的顯性進一步進行實驗，促進學生個體能力的發展，發展學生科學素養，提高科學課堂效率。

活動一：游戲導入，激發興趣

1.游戲：在大家的桌子上，有雙面膠、紙、科學書。不借助任何幫助，你們有辦法讓一張紙托起我們的科學書嗎？請學生思考后小組內動手試試。

2.你們在試驗時有什么發現嗎？

3.今天，我們每位同學已經變成了小小科學家，小小工程師，能從事物的結構中提出可探究的科學問題，并提出自己的猜想——揭示課題：折形狀。

活動二：觀察身邊物體，研究各種形狀的特點及作用

1.播放圖片：這些都是我們身邊的物體（烏龜、仙人掌、帳篷、臺燈、房屋、金字塔），請你們仔細觀察，這些物體都有哪些形狀？這些形狀有什么特點？小組內討論一下。

2.觀察我們的教室，說說教室里的一些物體是由什么形狀組成的？這樣的形狀有什么好處？小組內討論一下。

3.這些形狀用立體圖可以怎么表示呢？小組內動手畫一畫。（課件展示：三棱柱、四棱柱、多棱柱、圓柱體）

活動三：科學探究，觀察實驗

1.通過觀察我們發現生活中物體有各種各樣的形狀，以此增加自身的承受能力。下面我們就借助這張紙來進行研究物體形狀和承受力間的關系。這張紙，你能把紙折成什么形狀？（學生紙上設計自己認為承受力最大的形狀，并在小組內說一說根據——作出有根據的假設。）

2.如果每個組都做這么多種形狀，時間不夠，怎么辦？（每組同學設計形狀后投票選擇兩種最想研究的形狀作承受力大小的對比，其余課間找時間繼續完成。）

3.開始實驗時，我們要注意什么？比如：折紙需要的材料？怎么折？折時注意什么？放科學書怎么放等等……（通過指導學生選擇實驗用的紙，為實驗操作控制變量，向學生滲透設計實驗的方法。）

4.小組實驗并填寫實驗記錄、整理數據。（教師巡視指導）

5.小組派代表匯報實驗數據并談一談你們小組的發現，老師利用Excel進行統計，求出平均值。（得出結論、表達交流）

6.同學們出現了不同的意見，要想真正說服自己和別人，怎么辦？（反思與評價）

活動四：歸納總結

通過游戲我們提出問題，接著根據觀察我們又作出假設，設計實驗方案，搜集證據，處理數據，得出小組結論，在全班表達和交流中我們終于知道了一張紙的“魅力”有多大了嗎？

活動五：拓展延伸，布置作業

1.游戲：（出示四個蛋）請一位同學站上去，你們猜這些蛋會破嗎？

2.學生上臺表演。學生試著分析蛋沒破的原因。

3.展示殼體結構的悉尼歌劇院、北京網球館等圖片。

4.知識來源于生活也應用于生活，請學生課后思考：生活中哪些建筑的設計來源于生物？

三、案例分析

（一）細酌選擇“可視點”

思維是人腦對客觀現實間接的和概括的反映，它是隱性的，過去人們總是把眼光聚焦在知識的積累方面，而筆者粗淺地認為知識再多，離開了“思維”就變成了“死知識”，授人以魚不如授人以漁。可思維可視化過程中，“可視點”的選擇該是如何呢？

筆者粗淺地認為：現在為了提高教學質量，得到更高的分數大多數教師和學生都把目光聚焦到了“答案”上，忽視了“答案”的解決過程、“問題”解決的方法。其實學生思維的培養并不等于“答案的積累”，而是來自于“得出答案的思維方法和過程”。我們要從“關注答案”向“關注答案的生成過程”進行轉變，從依靠感性經驗解決問題向理性思考解決問題的方式進行轉變。

《折形狀》課堂上老師在能力的培養中一共有2條線：一條橫穿整個探究實驗的科學探究步驟：提出問題—作出假設—制定計劃—搜集證據—處理信息—得出結論—表達交流—反思評價;一條是認識物體形狀不同和承受力大小的關系;教師整個課堂沒有呈現知識點，注重的是學生的前知識，是學習過程，是學生學習的方法，主要讓學生觀察、發現、實驗，從而自己得出觀點。知道不一定能做到，但通過做過可以加深知識的了解。

（二）推敲辨識“可視點”

如何辨識“可視點”？筆者粗淺地認為：科學技術的快速發展對每一位公民的科學素養提出了新的要求。因此，“可視點”的辨識就是要以培養學生科學素養為基礎，針對于每節課的課程目標，了解與認識水平相適應的科學知識，體驗科學探究的基本過程，培養良好的學習習慣，發展學生科學探究能力、學習能力、思維能力、實踐能力與創新能力，形成科學的態度為宗旨，訓練學生的各項思維，通過語言的引導、游戲的進行等教學活動推敲出來。

《折形狀》這節課可以根據課程標準中科學知識目標、科學探究目標、科學態度目標和科學、技術、社會與環境目標推敲“可視點”，以形狀貫穿全文，形狀的認識、形狀的設計、形狀與承受力的關系、再次設計“形狀”等，隱形的思維可視化，發展學生思維，提高科學課堂的效率。

（三）共同努力，構建高效課堂

俗話說：說了你不一定會了，但會做了一定是你懂了。小學科學課程本身就是一門基礎性課程，一門實踐性課程，一門綜合性課程。因為時間的限制，在《折形狀》這一課中，我們只是讓學生進行了設計你認為承受力最大的形狀，只是讓學生進行了設計，沒有讓每一個學生的想法都體現出來，但我相信學生有辦法可以推選出他們最想做的2個。而且我們也留了課后作業請同學們繼續探究形狀與承受力大小的關系。這也是讓科學的課堂延續到了課后，筆者認為構建高效的科學課堂不僅在教師，還應該有家長的支持和學生的參與;不應僅限于課堂的觀察實驗，還應在于課外“知識”的積累。筆者粗淺地認為為了發展學生的思維，提高科學課堂的效率還可以從幾個方面做起：

1.強化課堂常規，務實高效課堂

課堂是學生得以提高的重要陣地，教師應把握好主陣地，而高效的課堂呈現教師應在課下加強備課，特別是每周一次的集體備課活動，緊扣教材根據學生實際認真地研討課堂教學設計：課堂導入的針對性、關聯性、直觀性、啟發性和靈活簡潔性;教師講授內容的精當、語言的規范、提問的有效和板書的工整;課堂練習的針對性;課堂小結的方式方法和作業布置的形式、評語及輔導;除此之外，課堂上還應加強教學管理，教師可以制定一系列規章制度，針對教學環節提出具體的要求;上完課教師及時進行教學反思，在教研時可以進行研討，發現優點與不足，以便取長補短，相互學習，共同提高。

2.作“支持型”家長，靜聽花開的聲音

蘇霍姆林斯基說：“最完備的社會教育是學校教育和家庭教育。”這充分說明在影響孩子的各種因素中，家庭教育和學校教育是最重要的。每個孩子都是一顆花的種子，只不過每個人的花期不同。有的花，一開始就很燦爛的綻放，有的花需漫長等待，不要看別人怒放就著急，相信是花都有自己的花期。細心地呵護自己的花，慢慢地看著它長大，陪它沐浴陽光和風雨，這何嘗不是一種幸福。因此，家長要重視家庭教育，轉變陳舊觀念，遵循科學有效的教育方法，樹立榜樣，給孩子創造良好的學習環境。科學不像語數外，沒有立竿見影的成績，沒有“鮮艷的花朵”，但只要你細心關照，作“支持型”家長，有一天他會變成參天大樹。

3.獨立思考，作學習的主人

一節完整的課，學生會經歷認知事物的三個階段：課前，課上，課后;傳統的課堂教學，學生對新知識的認識是從哪里來，也就是復習提問;創設情景教學，提出問題，引起認知沖突;接下來就是解決問題生成新知;深化理解過程;課堂小結和布置作業;整個課堂學生得不到思考，思維得不到鍛煉，能力得不到提高，只能跟著老師的PPT進行學習“知識”。為此，學生應在課前對于上課的內容進行獨立思考，結合自己平時生活中所見所聞提出自己的觀點、疑問等，課堂和教師面對面交流討論解決自己的疑慮，課后獨立思考自己的收獲，作學習的主人。

高效的課堂離不開思維的鍛煉，如何使得思維可視化來提高教學效果未來還需要更多探究與努力。