從辯證角度看科學(xué)課堂思維可視化教學(xué)

沈丹

近年來，思維可視化技術(shù)一直處于不斷發(fā)展變化中，并且應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。在教育領(lǐng)域引入思維可視化課堂模型，開辟了教學(xué)新理念。目前，不少教師將思維導(dǎo)圖等同于思維可視化進(jìn)行理解，這是一種概念混淆的現(xiàn)象。針對(duì)這些現(xiàn)象，本文結(jié)合小學(xué)科學(xué)教程進(jìn)行相關(guān)概念的解讀，探討思維可視化教學(xué)的辯證關(guān)系，以期獲得量變到質(zhì)變的教學(xué)效果。

一、革新：思維可視化教學(xué)解讀

要想進(jìn)行課堂教學(xué)模式革新，首先應(yīng)明確思維可視的概念，從概念著手分析思維可視的現(xiàn)狀，進(jìn)而闡述思維可視應(yīng)用于課堂教學(xué)的必要性。

（一）何為思維可視

思維是人腦對(duì)客觀事物的理解，反映了事物本質(zhì)和客觀規(guī)律。思維可視，顧名思義，是讓不可見的思維變成可見的內(nèi)容，這個(gè)過程需要借助一系列圖示技術(shù)，把“思維”過程變得清晰可見。思維可視化的技術(shù)一般有兩種，一種是圖示技術(shù)，即思維導(dǎo)圖、流程圖等，一種是可以生成圖示的軟件技術(shù)。通過技術(shù)構(gòu)造，學(xué)習(xí)者直觀看到思維過程，促進(jìn)知識(shí)的聯(lián)系和掌握。

（二）思維可視的必要性

傳統(tǒng)的教學(xué)模式，都是教師板書和口述，學(xué)生觀察和記憶。片面追求答案效果，忽略思維過程，沒有系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，沒有可視化的思維進(jìn)程，讓課程顯得枯燥乏味，這讓思維無法長(zhǎng)時(shí)間集中的小學(xué)生，更容易喪失學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生在死學(xué)習(xí)的過程中，很容易陷入不懂思考也不愿意主動(dòng)學(xué)習(xí)思考的惡性循環(huán)。教師教學(xué)拘泥于課本內(nèi)容，不利于學(xué)生領(lǐng)略科學(xué)的真諦，也無法激發(fā)學(xué)生求知的心態(tài)和探索的欲望。所以，思維可視化教學(xué)勢(shì)在必行。

二、辯證：思維可視化教學(xué)的價(jià)值

思維的核心是大腦對(duì)客觀事物的思考運(yùn)動(dòng)，目的是獲得有價(jià)值的客觀認(rèn)識(shí)，這就需要對(duì)客觀事物進(jìn)行分析，而分析就需要“辯證”。通過辯證，可以讓思維邏輯縝密，邏輯性更強(qiáng)，認(rèn)識(shí)更加深刻而直觀，這也就是思維可視化教學(xué)中，辯證所帶來的價(jià)值。

（一）可視的方法

用圖片來表現(xiàn)思維和思維過程是思維可視化最行之有效的方法。在實(shí)際教學(xué)中，思維可視化是基于引導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)的，因此，思維可視化要以思維、過程、圖片來實(shí)現(xiàn)。目前，常用的思維可視化方法包括思維導(dǎo)圖、模型圖、流程圖等非常直觀的技術(shù)，隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，思維可視化還涉及呈現(xiàn)、存儲(chǔ)、交互、共享等技術(shù)。

（二）可視的問題

由于教師對(duì)思維可視化缺乏理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)“可視”的理解往往停留在“看得見”層面上。因此在思維可視化教學(xué)中，一方面存在概念模糊的問題，另一方面存在手段模糊的問題。

一是概念模糊。思維的發(fā)展不是答案累積的過程，而是來源于為了求解答案而自發(fā)或者引導(dǎo)的思維過程和方法。為了提高小學(xué)科學(xué)的教學(xué)效能，教師應(yīng)當(dāng)將原先的結(jié)果導(dǎo)向向過程導(dǎo)向轉(zhuǎn)變，避免“經(jīng)驗(yàn)答題”。然而在實(shí)際教學(xué)中，由于教師對(duì)思維可視化概念理解得不全面或不深入，往往存在將“思維導(dǎo)圖”與“學(xué)科思維導(dǎo)圖”等效以及將“學(xué)科思維導(dǎo)圖”與思維可視化等效的問題。

二是手段模糊。思維可視化是一個(gè)寬泛的概念，在教學(xué)中涉及多種多樣的知識(shí)點(diǎn)、情況以及難度，這就需要不同的思維可視化工具搭配這些情況，以幫助教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)自然科學(xué)知識(shí)。思維可視化在小學(xué)科學(xué)教學(xué)應(yīng)用中，可以涉及現(xiàn)象到知識(shí)（本質(zhì)）的遞進(jìn)關(guān)系、知識(shí)與知識(shí)的遞進(jìn)關(guān)系、知識(shí)與知識(shí)的并行關(guān)系等。對(duì)于這些關(guān)系，盡管事實(shí)上教師在教學(xué)中已經(jīng)意識(shí)到了，但實(shí)際教學(xué)中，卻存在“由于可視化方法太多，無從下手”的問題，進(jìn)而產(chǎn)生用法不當(dāng)?shù)葐栴}。

（三）非可視的存在

教學(xué)中應(yīng)用思維可視化是培養(yǎng)學(xué)生思維能力非常重要且有效的辦法，但在實(shí)際教學(xué)中，還必須尊重一個(gè)客觀事實(shí)：科學(xué)知識(shí)中存在非可視的部分。非可視是指科學(xué)現(xiàn)象中所涉及的知識(shí)核心無法用可視化的東西來代替并讓學(xué)生（受眾）直觀看到的東西，例如“重力”“能量”。

除了非可視的知識(shí)點(diǎn)，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，還存在一些非必要的可視化。在教學(xué)中，隨著學(xué)生對(duì)科學(xué)的認(rèn)知逐步增加，前面的知識(shí)點(diǎn)已經(jīng)形成了思維脈絡(luò)。這個(gè)時(shí)候如果再將前面的思維可視化加入現(xiàn)在進(jìn)行的教學(xué)中，一方面會(huì)影響教學(xué)效率，產(chǎn)生冗余的“無效”教學(xué)價(jià)值，另一方面會(huì)將思維可視化過程加長(zhǎng)、復(fù)雜化，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)脈絡(luò)產(chǎn)生混淆，降低教學(xué)質(zhì)量。因此，對(duì)學(xué)生已有的思維脈絡(luò)，教學(xué)中可以簡(jiǎn)化，以便于后續(xù)教學(xué)的深入，降低課堂教學(xué)負(fù)荷。

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，需要辯證地看待思維可視化。首先，教學(xué)前需要辯證地認(rèn)識(shí)“可視化”和“非可視化”。其次，在教學(xué)實(shí)踐中需要辯證地看待思維可視化方法與知識(shí)點(diǎn)的關(guān)系。最后，需要辯證地看待思維可視化難度與“可視化”對(duì)象能力之間的匹配度。

三、兼容：可視與非可視并存發(fā)展

通過上文分析，我們知道，現(xiàn)在課堂中同時(shí)存在可視化教學(xué)和非可視化教學(xué)，可視化教學(xué)正在快速崛起，直接存在一種想要摒棄非可視化教學(xué)的思想。這種思想是不正確的，“可視”為學(xué)生提供了具體的形態(tài)和模板，而“非可視”則可以激發(fā)學(xué)生的想象和創(chuàng)造力。所以，在發(fā)展“可視”的同時(shí)，也應(yīng)該關(guān)注非可視的發(fā)展。

（一）如何發(fā)展非可視

非可視的發(fā)展，需要教師在課程講述中為學(xué)生提供充分的思考時(shí)間和自由發(fā)揮時(shí)間，鼓勵(lì)學(xué)生大膽創(chuàng)作和創(chuàng)新思維，在可視的帶領(lǐng)下繼續(xù)沿用非可視的教學(xué)引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)非可視的可控發(fā)展和定量發(fā)展。

例如學(xué)生學(xué)習(xí)了相關(guān)的力，也知道力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)軌跡和形狀，并且都知道牛頓通過蘋果落地現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)了萬有引力，同時(shí)也知道，在大自然的環(huán)境條件下，不管我們向哪個(gè)方向扔?xùn)|西，物體最終都會(huì)落向地面。這些都說明，在自然界中存在著一種力，這種力我們看不到也摸不著，但卻是實(shí)實(shí)在在存在的。在地球上，因?yàn)橛幸Φ拇嬖冢蕴O果會(huì)落到地面，我們會(huì)在地面行走，那么太空中是否存在引力呢？學(xué)生聯(lián)想到太空艙中宇航員隨處飛的樣子，指出太空中不存在引力。

（二）兩者為何兼容

可視教學(xué)和非可視教學(xué)為什么要兼容？兼容之后對(duì)學(xué)生有什么樣的影響？

通過上文分析可知，通過各種技術(shù)搭建的可視教學(xué)，可以幫助學(xué)生直觀地看到知識(shí)體系，便于知識(shí)的銜接，而通過可視化的教學(xué)能夠幫助學(xué)生看懂思維的流動(dòng)過程，明確思維的發(fā)展形態(tài)和應(yīng)該具有的思維模式。同時(shí)，思維可視化作為一種教學(xué)工具，在突出教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)的同時(shí)，也幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)備知識(shí)的不足之處，以不斷完善自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)，增加學(xué)習(xí)的導(dǎo)向性，也引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)中自我反思的重要性，從而提高教學(xué)效率。所以，思維可視化對(duì)學(xué)生思維模式和思維方向的發(fā)展起到?jīng)Q定性的促進(jìn)作用。

在肯定思維可視化教學(xué)效果的同時(shí)，不能否認(rèn)非可視條件下帶來的思維發(fā)散和創(chuàng)新。而非可視的教學(xué)模式，更能增加課堂的靈動(dòng)色彩，激活學(xué)生的想象和創(chuàng)造性思維。

（三）兩者如何兼容

思維可視和非可視的兼容，是一項(xiàng)既艱難而又輕松的工作。艱難，指的是教師授課中需要有足夠多的教學(xué)資源，以支撐可視化的模型;而輕松，指的是學(xué)生在充分掌握了課本相關(guān)知識(shí)后，進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系和知識(shí)面的拓展，就成了輕松的非可視模型。

例如學(xué)習(xí)“生物的遺傳現(xiàn)象”。經(jīng)常有人看到我們就知道我們的父母是誰，通過展示的系列照片，我們也能輕松識(shí)別父母子女，這說明子女遺傳了父母的某些面部特征，或者眼睛，或者鼻子。熊貓的孩子還是熊貓，南瓜的種子結(jié)出的果實(shí)還是南瓜，這體現(xiàn)了生物的遺傳規(guī)律。但我們也從課外知識(shí)閱讀中知道，騾子是不能生育的，這是為什么？教師請(qǐng)學(xué)生結(jié)合遺傳規(guī)律進(jìn)行分析，學(xué)生分析的過程，就是可視教學(xué)和非可視教學(xué)結(jié)合的過程。

綜上所述，思維可視化和非可視化結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)教學(xué)從形到質(zhì)的改變，提高了課堂效率，建立了學(xué)生的邏輯思維。