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1、浅谈思维可视化在科学教学中的运用 物体的运动方式案例兰本达认为，教师和学生在整个科学活动中，思维和行动应该比语言占优势。而当我们将科学课和探究活动联系起来时，我们的科学课就变得热闹了。教师具有情境化的激情导入，接着就是学生提出问题，至于问题的背后所隐藏的问题，老师来不及，也没有去分析的意识。然后就是分组、实验、得出结论，最后是集体交流，汇报。而多数实验是验证性的实验，缺乏静思默想中的探究。在热闹的探究课堂中学生是随波逐流，他们的思维状态处于浅层面的活跃。没有深思熟虑，没有思维的碰撞，没有火花，也就是缺失了学生的激情，课堂的灵动。在这样的思考中，我们关注了学生的思维的走向和发展，我们尝试着让学生
2、将思维过程画出来，即让思维可视。运动的方式是苏教版四年级下册第三单元物体的运动中的第三课。本课的预期学习结果是：1、能按运动的轨迹给物体的运动方式分类；2、学会分析复合运动中包含的运动方式。我们在教学的过程中运用符号、集合图、概念图帮助学生将思维显现，并帮助学生理清他们之间的逻辑关系。一、 用符号画出物体运动的路线。1、教师示范：青蛙的运动路线： 师：同学们，像这样用线条表示物体运动的路线、轨迹，用箭头表示物体运动的方向。请同学们将下列物体的运动路线用符号画出来。2、出示图片，画出物体运动路线图示：滑滑梯： 风车： 皮球：荡秋千：弹牛皮筋： 直行的火车：跷跷板：转椅：水车：拉锯子：(这样一画出
3、来，就发现了学生潜意识中的问题：1、滑滑梯不是垂直的，而是一个斜面；2、学生知道怎样拍皮球，但当他用图式来表示的时候，就变成了“”型，即皮球是会拐弯的，而实际上，即使皮球的运动改变了方向，也是直线运动“”型。而这其中，我们还惊喜地发现，有的学生竟然在画荡秋千的时候运用了虚线来表示物体运动的往返，为下面认识往复运动打下了埋伏。)二、 认识直线运动和曲线运动：第一层面：师：请同学们观察这些物体运动的路线，有什么特点吗：生：它们有的是直线，有的是曲线。师：对，请将这些物体的运动方式按直线轨迹和曲线轨迹分成两类。直线运动曲线运动（图示已经将直线运动和曲线运动一目了然地呈现在学生的面前。）第二层面：1、
4、认识往复运动：师：在这些直线运动中他们的运动方式都完全一样吗？生：不，它们有的是一个箭头，有的是两个箭头。师：好，你观察得真仔细。请你们再认真思考：它们的运动方式有什么不同？生：单箭头的表示物体朝一个方向直线运动。双箭头的表示物体朝一个方向运动后还要回头。生：它们是来回的运动。生：这种运动是重复的。师：你们真了不起，像这样来回、不断重复的运动，我们称之为“往复运动”。（借助于图示中的箭头，学生轻易地理解了往复运动，胜于教师的千言万语。）2、认识转动、摆动：师：再请同学们仔细看曲线运动中的两种运动方式，它们的运动路线一样吗？生：也不一样，一个是围绕一个中心点转圈，一个是在一定范围内来回摆动。师：
5、老师真欣赏你的观察能力，你的语言表达也非常得准确。对，它们虽然都是曲线运动，但它们的运动的运动范围是不一样的，聪明的你们，能不能给它们起个名字？生：围绕一个点转圈的，我们可以叫它“转动”，像钟摆一样来回摆动的我们叫它“摆动”。师：非常精彩，老师同意你们的概括。（图示中是圆形轨迹的就是转动，而圆弧状的就是摆动，这再清晰不过了。）三、 认识复合运动1、以易拉罐为例，教师演示。学生很快就能理解：易拉罐的运动包含了自身的滚动和直行移动，既有曲线运动，又有直线运动。像这样包含了一种以上运动方式的运动，我们称之为“复合运动”。2、让学生图示的方法画出易拉罐滚动中所包含的运动方式。学生没有障碍。3、让学生说
6、出并画出飞机、竹蜻蜓、飞碟、直线行走的人所包含的运动方式。四、运用集合图理解概念之间的逻辑关系。1、认识复合运动中的逻辑关系。、师：同学们，如果老师用一个圆来表示易拉罐的滚动，那么它所包含的运动方式怎样在圆中表示出来呢生试画。、学生运用集合图的方式画出其余复合运动中的逻辑关系。2、认识直线运动、曲线运动和往复运动之间的逻辑关系、直线运动和曲线运动中都存在往复运动。师：同学们，我们刚才知道了来回，不断重复的运动叫往复运动，那么，是不是只有像这些牛皮筋、拍皮球、跷跷板、拉锯子直线运动中才有往复运动呢？生：不是的，在曲线运动中的摆动也是往复运动。师：你能说一说你的想法吗？生：因为摆动也是来回、不断地
7、重复运动。、用集合图方式将直线运动、曲线运动和往复运动的逻辑关系表达出来。师：如果老师用交叉的两个圆来表示直线运动和曲线运动，你能将直线运动、曲线运动和往复运动之间的关系表示出来吗？生试画。五、运用概念图理解概念之间的逻辑关系。师：同学们，刚才你们用图示的方法将我们所学的知识画了出来。现在，老师给你们一个最大的挑战，能不能将我们今天所学到的内容都画到一张图表中呢？生试画，教师点拨、师生合作。（概念图（Concept Map）是康乃尔大学的诺瓦克(J.D.Novak) 博士根据奥苏贝尔(David P. Ausubel) 的有意义学习理论提出的一种教学技术，由节点（概念）和连接节点的线段（关系标
8、签）所组成。概念图形象地表述了一系列的概念含义及其内在的逻辑关系。运用概念图我们可以将整课的内容都归结到一张图表中，在学生头脑中清晰地印上一张图，永远都不会忘记。）小学生由于知识经验不丰富，辨证思维不发达，思维的独立性和批判性还不成熟，考虑问题容易产生片面性。他们往往会被表面现象所迷惑，看不到事物的本质，容易产生错误的概念。这些经验型的认识让学生对概念似懂非懂，常常是学生学习科学知识的拦路虎、绊脚石。老师酷似医生，更胜于医生。因为医生可以根据患者的体征、仪器来判断病因，作出诊断。而学生头脑中的东西是看不见，模不着的。但老师必须还得判断出学生的思维过程和知识概念上出了什么问题，除了判断之外，还要
9、开出个性化的“药方”进行治疗。而且这一切都是在瞬间作出的。当然，我们可以凭借出声思维让学生将想的内容说出来，但仅凭出声思维是不行的。其一，出声思维具有局限性，对表述者的语言表达能力具有一定的要求；其二，语言具有一定的欺骗性，而前概念和思维过程具有一定的隐蔽性。因此，教师不能仅仅通过师生之间回答、理答来诊断学生的前概念，判断学生的思维过程是否正确，而作出合理的评价。我们尝试通过思维可视化的方式捕捉到学生思维的不缜密，抛锚下来，进行追问，和学生展开充分的对话，深度了解学生思维的过程中的问题。本节课，我们运用了简笔画、符号、集合图、概念图等方式将学生的前概念和思维过程直观、形象地显现出来，将教学内容深入浅出、化繁为简，步步引导学生理解科学的概念以及概念之间的逻辑关系，培养、训练学生思维的深度和广度，帮助学生进行记忆。6
