思维可视化：小学科学课堂减负增效的新关键

小学科学课程将培养学生科学素养当作核心内容，旨在剖析式学习来提高学生观察、实验以及推理等能力，然而在当下的课堂之中，传统教学模式大多致使“减负”与“增效”无法达成平衡，一方面，教师依靠灌输式教学，学生只能被动的接受抽象的科学概念与原理，需要耗费大量时间记忆知识点，加重了认知负担；另一方面，课堂缺少对学生思维过程的引导，学生很难把零散的知识串联成系统的体系，学习效率不高，难以达成“增效”的目标，这样的困境迫切需要新的教学手段加以解决。

一、思维可视化与小学科学课堂减负增效的内在关联

（一）小学科学课堂减负增效的核心诉求

小学科学课程把剖析当作核心，需要学生在观察、实验以及推理等过程中构建科学认知，培育科学思维，但在传统教学模式中，教师大多是以知识灌输作为主要方式，把复杂的科学概念、规律直接展示给学生，学生需通过机械记忆掌握内容，这加重了认知负担，还让知识体系变得碎片化，很难形成系统的科学思维，“减负”和“增效”陷入了双重困境。由此寻找一种可简化认知过程、引导思维发展的教学手段，成了小学科学课堂改革的关键需求。

（二）思维可视化的内涵与教学价值

思维可视化指的是借助，如：图形、图表以及符号等可视化工具，把隐性的思维过程以及知识逻辑转变为显性的、可被感知内容的一种教学方法，它的核心价值体现为：其一，借助具象化的方式呈现抽象知识，以此降低学生理解的难度，减少那些不必要的认知消耗，达成“减负”的目的；其二，引导学生主动梳理知识之间的关联以及思维的脉络，提升知识建构的效率以及思维的逻辑性，最终实现“增效”。常见的思维可视化工具包含概念图、思维导图、流程图、因果图等，不同的工具适用于不同的教学场景，为小学科学课堂给予了灵活的教学支持。

（三）思维可视化适配小学科学课堂的必然性

小学阶段的学生主要依靠具象思维，对于抽象的科学原理以及逻辑关系，他们的理解能力相对薄弱，思维可视化工具可把科学知识的内在结构，如：概念之间的从属关系，以及剖析过程的逻辑顺序，比如：实验步骤，转变为直观的图形，这与学生的认知特点相契合，小学科学课程包含物质科学、生命科学、地球与宇宙科学等多个领域，知识模块较为分散，思维可视化可帮助学生构建知识之间的关联，形成系统的认知。把思维可视化融入小学科学课堂，是实现减负增效的必然选择。

二、小学科学课堂应用思维可视化的现存问题

（一）对思维可视化的认知与应用能力不足

部分小学科学教师对于思维可视化的内涵理解存在偏差，仅将其看作是“画图教学”，而忽略了可视化工具对思维的引导意义，另外，教师缺少系统的思维可视化教学培训，在课堂设计时，很难依据不同的科学知识点，如：概念类、实验类、剖析类等，挑选适配的可视化工具，致使工具应用和教学目标相互脱节，不能有效发挥思维可视化减轻负担、提高效率的作用。

（二）自主运用可视化工具的意识与能力薄弱

课堂上教师多以“示范者”角色展示思维可视化成果，使得学生缺少自主尝试运用可视化工具梳理知识、表达思维的机会，致使学生对可视化工具的认知仅停留在“被动接受”层面，小学阶段学生动手能力与逻辑梳理能力欠佳，在自主绘制概念图、流程图时容易出现逻辑混乱、重点缺失等状况，影响思维可视化对自身学习的辅助效果。

（三）思维可视化与科学探究环节融合度低

小学科学课程着重强调“剖析式学习”，然而在当下的课堂之中，思维可视化大多只是被单独应用于“知识总结”这一环节，和“提出问题、作出假设、设计实验、分析数据以及得出结论”这样的科学剖析流程相互脱节，如在实验教学时，教师未能有效引导学生运用流程图梳理实验步骤，也没有让学生用思维导图分析实验变量与结果之间的关系，致使思维可视化难以贯穿于整个剖析过程，难以有效帮助学生在剖析过程中减轻认知负担并且提升思维效率。

三、小学科学课堂依托思维可视化实现减负增效的对策

（一）强化教师培训，提升思维可视化应用能力

学校一方面要开展分层分类的教师培训，采用专家讲座、案例研讨等方式帮助教师深入理解思维可视化的内涵，明晰不同可视化工具的适用场景，如：概念图适用于知识体系构建、流程图适用于实验步骤梳理、思维导图适用于剖析思路发散，通过各类图形能够将各类知识融会贯通，改变传统教学中各部分知识点联系不强的问题，使教学内容成为一个相对完整的体系。另一方面要组织教师开展思维可视化教学课程培训，围绕具体科学课题，比如“植物的光合作用”、“电路的连接”来设计教学方案，以此在实践中提高教师将可视化工具与教学目标、知识点紧密结合的能力，让学生在更加直观可视化视频演示中对教学知识有更加深入的认识，从而改善教学效果。

（二）搭建实践平台，培养学生自主可视化思维

课堂之上应为学生留出自主运用可视化工具的时间以及空间，如：在“知识预习”这个环节，需引导学生借助简单思维导图来梳理已知知识点以及疑问，在“实验汇报”环节，鼓励学生用流程图展示实验过程，用图表呈现实验数据，教师需强化方法指导，经由“分步示范—小组协作—个体尝试—评价反馈”这样的步骤，帮助学生掌握可视化工具的使用技巧，逐步培育学生自主运用可视化工具梳理思维、解决问题的意识与能力，让学生逐渐形成思维习惯和行为路径。

（三）深化环节融合，推动思维可视化贯穿探究全程

把思维可视化和科学剖析的各个环节充分融合起来：在“提出问题与作出假设”这个环节，借助思维导图发散问题的方向，梳理假设所依据的内容，在“设计实验”环节，利用流程图明确实验的步骤，标注出关键的注意事项，在“分析数据与得出结论”环节，运用图表展示数据，用概念图梳理结论和知识点之间的关联。依靠这种贯穿式的应用，使思维可视化成为学生剖析过程中的“思维支架”，降低剖析中的认知难度，提升剖析思维的条理性和逻辑性，可实现减负与增效同时实现的效果。

结束语

综上所述，在小学科学课堂减负增效的情形之下，思维可视化因其有具象化以及系统化的特性，为化解教学困境给予了有效的途径，当前应用过程中存在着教师认知存在偏差、学生能力较为薄弱、环节融合不够充分等问题，需要借助加强教师培训、培育学生能力、深化环节融合等举措逐步给予解决。未来随着思维可视化在小学科学课堂的应用，必定会促使学生科学素养得以提升，由此促成课堂教学质量的高效发展。

参考文献：

[1] 高潇怡 , 蒿树君 , 吕雅洁 . 小学科学课堂中教师评价话语的类型及其对学生科学实践的影响 [J]. 教师教育研究 .2024,36(06):43-50.

[2] 陈娇娇 . 发掘人文元素 , 构建深度学习的科学课堂——小学科学 HPS 教学模式探析 [J]. 福建教育 .2024(45):55-57.

[3]谢昕.小学科学课堂上促进学生思维发展的策略[J].小学生(下旬刊 ).2024(10):121-123.