科学记录：学生思维的“可视化”工具
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作者:阮郁阳
摘 要：科学记录是小学科学学习的重要组成部分，它记载了学生的思维过程。本文从四个方面进行了阐述：凸显前概念，引发思维的积极性;建构模型，提升思维的缜密性;思维导图，培养思维的发散性;个性化记录，锻炼思维的灵活性。
关键词：科学记录; 积极性; 缜密性; 发散性; 灵活性
中图分类号：G623.6 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2019）9-041-002
在新课程背景下的小学科学教学中，科学记录的重要性得到了普遍认同。《新课程标准》强调教学的重心应该是着力培养学生的科学思维能力。下面笔者结合自己的科学教学实践，谈谈如何利用科学记录促进学生思维发展的一些做法和体会。
一、凸显前概念，促进思维积极性
教育心理学家奥苏泊尔认为：“影响学习最重要的因素，就是学习者已经知道了什么，要认识这一点，并据此进行教学。”教师教学前只有了解学生的前概念，才能确立教学的起点，以学定教，以学促教。笔者发现在小学科学教学中引导学生合理运用图画记录的方式，可以真实展示内在想法，帮助学生达到认知上的新平衡，构建新概念，促进思维的有力发展。
在教学《点亮我的小灯泡》一课时，我较好地引导学生利用画图法，唤醒了他们的潜在认识，暴露前概念，从而引发思维的积极性。我先让学生说说在哪里见过小灯泡，然后要求学生试着把小灯泡画下来。学生对小灯泡并不陌生，但不陌生不等于认识清晰、完整。学生目睹大屏幕上展示的小灯泡，忍不住哈哈大笑，原来自己对小灯泡的认知是那样的不完整，那样的粗浅。对小灯泡认识的模糊激起了学生强烈的探究欲望：小灯泡里面到底是怎样的？小灯泡是怎么亮起来的……我顺势把小灯泡发给了每个小组，学生一边细心地观察，一边认真修改原先的图画，并用文字记录下自己的发现：原来小灯泡上有上下两个连接点;小灯泡的灯丝和它的上下两个连接点是通过金属架连接起来……学生的思维不著痕迹地被激活了，为下一个探究环节——点亮小灯泡奠定了扎实的基础。
实践证明：由于受知识经验、生活经历的限制，学生在科学学习中对探究对象往往会产生认知上的偏差。作为一名科学教师，要积极引导学生将隐性的前概念充分展露出来，唤起学生的求知欲，发展学生的思维，科学建构核心概念，从而使课堂教学起到事半功倍的效果。
二、建构模型，强化思维缜密性
《科学课程标准》指出：建构模型是一种重要的学习方法，也是一种严密的思维方法。小学科学教材的内容中蕴含有丰富的模型建构的素材。在建模的过程中，适时适度地为学生搭建好成功体验的阶梯，不断提高分析、比较、归纳判断和推理的能力，培养学生思维的缜密性。在教学实践中，笔者能利用相关素材，充分发挥模型的作用，有效地提高了课堂教学的效率。
六年级下册《日食和月食》一课的内容为探究日食的成因。通过研讨，我发现大部分学生已了解日食可能是地球、太阳、月球三者之间的运动引起的。于是我顺势让学生大胆预测并根据自己的认知尝试第一次图形建模——画出日食发生时三个天体的位置。结果发现学生的认知还是比较模糊、粗浅的，带有很大的偏差。第一次图形建模显露的问题，提醒我在接下来的模拟实验和第二次图形建模中重点引导学生围绕几个问题展开：根据这三个天体的特点和大小，可以选择哪些材料来做模拟实验？材料怎么摆？距离怎么控制？月球放在哪里？月球怎么移动……学生兴致盎然，一边反复调试“星体”的位置、距离，一边仔细地记录绘制实验情况，思路逐渐清晰，真实地建立起日食发生时三个天体的运动、相对位置等方面的模型。随着模型构建的成功，学生实实在在看到了自己的进步，感受到了动手动脑的快乐，更重要的是锻炼了思维的缜密性。
三、运用思维导图，培养思维发散性
英国记忆之父托尼·巴赞提出了一种发散性思维可视化的图形工具——思维导图。它运用图文并茂的方式，形象地把所有的信息组织在一个树状的结构图上，从中心主题出发展开分支，每一个分支都标识着不同的关键词或短句。思维导图作为一种思维工具，强调学习者利用大脑自身的语言进行思考，积极主动地理清思维的脉络，帮助自己或别人回顾整个思维过程。在小学科学教学中，如果能指导学生恰当运用思维导图，可以帮助学生掌握科学知识结构，培养发散性思维能力。
六年级下册第四单元《环境和我们》有关垃圾的研究活动，学生做了很多记录，对垃圾有了一定的认识。为了充分培养学生的发散思维，感受科学记录的价值，让探究经历变得更有意义，我引导学生运用思维导图的方式对积累的资料进行整理和总结。关于垃圾的主题可以从很多角度去研究，为了把握正确方向，避免研究主题过于分散。我和学生通过讨论，将主题主要分为垃圾的来源、垃圾的分类、垃圾的危害、垃圾的处理、垃圾的利用五个分支。然后鼓励各个小组利用已学内容、收集的资料及生活经验对每一个分支进行研讨，一级一级地扩张出分支来，构建出具有小组风格的思维导图，同时提醒要注意各概念之间的关联。各小组顿时忙碌起来，翻看记录、搜寻信息、激烈争辩、埋头记录……在小组成员的共同努力下，一张张各具特色的思维导图完成了。有的小组注重图画、颜色和字体的变化，思维导图看上去美观、形象;有的小组考虑特别周到，在垃圾分类这个分支上，又延伸出很多分支，比如依据来源，将垃圾划分为农业垃圾、厨房垃圾、其它垃圾等;按危害状况，分为有害垃圾和一般垃圾。有的小组充分考虑各分支间的联系，比如把“垃圾的处理方式”和对环境的影响联系起来，认为传统的填埋法可能会污染土壤，焚烧法可能会污染空气，于是提出了垃圾处理的最佳方式，展开想象的翅膀，设想了未来处理垃圾的方式，很有创意。有的小组的思维导图密密麻麻，围绕主题用了一百多个箭头，清晰明了，有条不紊……通过展示和相互学习，学生了解了同一主题不同角度的相关内容，获得了全面的理解和认识上的飞跃。 思维导图以发散性的思维和多元化的知识结构体系，打破了传统教学中的定性思维模式，成为一种有效的学习工具。它激发了学生的学习积极性，帮助学生从整体上建构和把握科学知识，形成清晰概念，弄清相互关系，有效地培养了学生的发散性思维。
四、做好个性化记录，锻炼思维灵活性
《科学课程标准》强调：让学生经历探究过程，在探究中让学生用自己的眼睛去观察，用自己的心灵去感悟，用自己的方式去记录。现在的学生思维活跃，个性张扬，如果教学过程中过分强调千篇一律的记录方法，未免显得单一枯燥，不仅压抑了学生的创造性，而且不利于学生的个性成长。因此，在具体的教学实践中，除了有些实验需要指导学生使用比较规范的图表记录之外，其余的不妨“以生为本”，充分发挥学生的积极性、主动性，突破教学思维定势，根据不同的教学内容和要求，引导学生采用个性化的记录方式，使思维更加灵活、敏捷。
如小彦同学的科学记录不是很详细，但颇具特色，令人忍俊不禁。学《生活中的静电现象》一课时，他对研究现象提出了自己独特的看法：呃，我的灿烂队友们不管怎么用毛皮摩擦橡胶棒都吸不上小纸片，我用棒子摩擦了一会儿头发就吸上了三四片小纸片，是不是我头发上的电荷多一点呢？又如《电路出故障了》，他先对有故障的电路进行了预测，认为嫌疑犯有导线、小灯泡、电池。然后把电路检测器逐步检测各电路元件的过程，用幽默的文字表达出来：①首先一击命中，原来犯人是导线夫人，但可能有共犯;②再次检测，水落石出，共犯是灯泡大汉，电池先生不是犯人，我们误会他了;③我们成功将犯人绳之以法，这次任务很成功，即指成功排除了故障，重新点亮了小灯泡。以上诙谐、生动的记录语言充分折射出了小彦同学思维的灵活机动，没有机械刻板，不是按部就班。
再如文静可爱的小郭同学在绘画方面颇有才能，她的科学记录总是“图文并茂”，数次成为展示的典范。有一次在课堂上研究铝箔尺、木质米尺、棉线、尼龙绳的传播能力时，她惟妙惟肖地把实验结果模仿奥运会颁奖情景描绘出来：卡通木尺站在高高的冠军台上，铝箔尺、尼龙绳屈居亚军、季军，棉线哭丧着脸站在一旁。可见小郭同学善于联想，思维敏捷。
事實表明：个性化记录是一种行之有效的学习方式，它重视学生自我观点和思想的表现，反映了学生宝贵的探索精神。它能积极调动学生的思维参与，促进学生思维的灵活性。科学教师要善于给他们提供展示记录的机会，并进行客观评价，进一步唤起学生记录、探究的热情，促进学生形成正确的科学概念。
“科学记录是孩子们最好的科学书”，“学会记录，就是学会思维”。我们在科学教学中要不断探索，真正落实“科学探究记录”这一环节，不断丰富科学探究记录形式，有效培养学生思维的积极性、缜密性、发散性和灵活性，让学生学会思考，学会学习。
参考文献：
[1]曾宝俊.《在本真的记录中传达科学的信息》，《科学课》，2012（11）
[2]翁奇辉.《思维导图在小学科学教学中的应用》，《科学课》，2014（4）
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