摘 要：小学科学十分注重学生科学探究能力的发展，而科学概念和科学思维的稳步发展有利于提高学生科学探究的深度。思维图示为科学概念的构建与科学思维的发展提供了可能。
关键词：思维图示法 科学概念 科学思维
一、思维图示的内涵与运用
思维图示是表达发散性思维的有效图形思维工具 ，是一种实用性的思维工具。思维图示运用图文并重的技巧，把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来，把主题关键词与图像、颜色等建立记忆链接。思维导图充分运用左右脑的机能，利用记忆、阅读、思维的规律，协助人们在科学与艺术、逻辑与想象之间平衡发展。它在小学科学课堂教学中具有以下优点：
1.让教师看见学生的思考过程。思维图示将学生的思考用图文的形式在平面上呈现，一方面学生可以随心所欲地将自己的观点和认知表现出来，不必受到语言或文字表达的局限；另一方面，可以让教师清楚学生的认知程度，因学生的实际水平调整教学策略，做到因材施教。
2.锻炼学生的联想和想象能力，开发学生大脑。思维图示的运用，需要图像、形状、颜色、文字等多种工具的融合使用，同时调用左右脑的功能区，让学生的思维、空间、想象等能力得到锻炼，给予学生充分激发潜能的机会。
3.适合学生的认知特点。小学阶段的学生，在专注力和认知水平都未完善的实际下，对单纯的语言或文字教授容易产生疲乏，导致专注力和兴趣不集中，在有限的课堂时间里不能得到有效的学习。思维图示给了学生自主选择和表达的机会，学生可以选择自己喜欢的图形和颜色，辅以必要的文字说明，将自己的认知和思考传达给老师和学习伙伴，能激发小学生的学习兴趣，同时给予学生系统思考和概念建构的训练。
二、构建科学概念的必要性
这是一个信息高速发展的时代，同时也是一个信息碎片化的时代。这个问题也延伸到了小学课堂——热闹有余，思考不足。
面对相同的现象和问题，学生能各抒己见，和老师一起构建一个热闹和谐的课堂；但是热闹之余，学生往往知其然而不知其所以然，一堂课下来貌似收获颇丰，但实际上没有得到实际的科学结论和应有的科学思维训练。
在小学培养学生的科学素养，首要任务是呵护儿童的好奇心，激发科学学习兴趣。新课程标准要求要以科学兴趣的激发作为切入点，呵护学生与生俱来的好奇心与求知欲，进而通过科学探究将这种好奇心转化为科学兴趣，使之真正发挥科学学习的原动力。
那种“填鸭式”“满堂灌”的课堂教学方式，令学生背下了科学概念，却不知道科学与周围世界的关系，也削弱了学生的好奇心。因此，科学课堂，教师创设情境引导学生观察、思考，并通过假设和实验探究等方式对生活现象进行解释，尝试自己概括出结论，并在教师的引导下构建科学概念，就显得尤为重要。
科学课堂中的探究是由一个个细化的探究活动直接构成的，因此学生得到的概念也是细小的、碎片化的。找寻一种方法，既能让学生体会到自助探究的乐趣，又能系统构建科学概念，使之与周围世界建立联系，就成为科学教师必须首先考虑的问题了。笔者认为，思维图示法能担此大任。
三、思维图示在本课提升学生科学概念建构能力的体现
下面以苏教版四年级上册第二单元第二课第一课时《热在固体中的传递》为例，谈谈思维图示在科学探究中帮助学生构建科学概念所发挥的巨大作用，并促进学生的科学思维与科学概念和谐发展。
1.巧妙设疑，知悉前概念。这个阶段的首要任务是引出并且知悉学生已有的经验，即前概念。（1）通过设定具有探究性问题的情境，为学生的自主探究学习找到切入点。（2）引导学生尝试解决这个问题，继而引出学生的前概念。在这个过程中，教师提出的问题要具有启发性，提供的探究材料要灵活，注意让学生自主探究学习。
笔者在准备《热在固体中的传递》一课时，首先创设问题情境，认识高温的物体和低温的物体，知道把高温的物体和低温的物体放一起后，两种物体的温度会发生变化，促使学生认识“热的传递”；知道用酒精灯加热金属条，金属条会发热。然后引导学生思考：热在固体中是怎样传递的？即热在固体中的传播路径是怎样的？先组织学生思考，此时学生脑海中可能会呈现以下情境：
接着，组织学生分组讨论假说，并画出简单的示意图，组内运用思维图示汇总。此时，教师及时引导：“刚才同学们把自己的假设通过思维图示画了出来，我们通过自己的努力，不仅对课本上的三种情况作出了假设，还对形状不是一条直线的金属条的传热方式作出了大胆的假设，看来我们同学知识非常丰富又善于思考。”此时，热的传递的学习就开始了，学生也进入到学习新概念的状态。
2.建构框架，验证观点。这个阶段是让本课的科学概念变得通俗易懂，构建学生的认知并初步形成解释的过程。同时这也是学生的个人认知与事实证据、科学概念之间的冲突发展。在这个过程中，我们要依据学生的发展水平和教学内容分层次指导学生开展探究活动，逐步构建科学概念。
《热的传递》一课包含的科学概念是知道热在固体中的传递方式与物体的温度有关。实验活动思路非常的清晰，但其中蕴含的内容也蛮多的，如果教师没有把握好，就会使得整个探究过程杂乱无序。因此，我是这样设计的：（1）让学生在讨论中明白如何针对问题开展有效的猜测。（2）构建问题框架：“通过刚才的小组实验，对照我们画的思维图示，看看哪些猜测是正确的？哪些猜测不正确？”（验证概念）（3）出示不规则形状金属，让学生猜测其传热方式又是什么样的。对于有不同意见的，分别请同学阐述自己的观点。（4）对于学生想知道的其他形状金属传热方式是否与直线形状一致，教师提前准备一些直线形状金属片，现场折叠弯曲出学生想要的形状并演示。
3.解释修正，构建概念。这个阶段，一是要让学生对自己的经验抽象化，成为一种可交流的形式，并对自己的解释进行修正评价；二是要扩充学生的概念，运用新的概念巩固提高其他概念，使获得的概念在运用中更加精致。
要想让学生对“热的传递”的概念有一个清晰的认识和理解，就要通过问题引导，加深对这个概念的理解。教师问题引入：（1）通过刚才的小组实验和老师的模拟演示，我们再来看看我们刚才汇总的思维图示中的假设，这些假设哪些是对的，哪些是错的？（把假设正确的打钩，标注哪里温度高、哪里温度低，并画上热传递的路径。错的打叉，标注哪里温度高、哪里温度低，写上错误的原因并画出正确的传递路径。）（2）如果随机出示一种金属形状，置于酒精灯上加热，你能画出热传递的路径来吗？你能画出自己喜欢的金属形状的传热路径吗？（把随机出示的金属形状和学生自己画的金属形状添加进刚才的思维图示中。）（3）最后，让全班学生把目前所有的金属形状传热方式呈现出来，由老师运用思维图示汇总。全班交流讨论，得出：热在固体中的传热方式是由温度高的地方传至温度低的地方，即传导。
综上所述，依托思维图示建构学生的科学概念，能让学生在课堂学习中将既有的科学概念与课堂思考所得融汇贯通，运用课堂新知对原有的知识架构进行修正与完善，从而构建新的科学概念架构。
在此过程中，学生的学是由浅及深、从旧知获得新知，因而学生所得的科学概念必然更加扎实；另一方面，学生的科学思维能力也得到了进一步锻炼，由浅及深，从片面思考到全面，由零散的知识碎片构建成系统的科学概念架构，科学探究的能力和深度也步入了新的台阶。
论文作者:张燕梅
论文发表刊物:《教育学》2019年3月总第172期
论文发表时间:2019/4/25
标签：科学论文; 学生论文; 概念论文; 思维论文; 图示论文; 自己的论文; 形状论文; 《教育学》2019年3月总第172期论文;