王思业
福建省泉州市第二实验小学 362000
【摘要】随着教育信息化的发展和基础教育新课程改革的不断深入，网络技术为学科课程提供了有效可行的教学平台，信息技术资源的开发和利用正深入到科学教学领域中。本文立足课题“基于信息技术环境的小学科学高年级学生高阶思维可视化的实践研究”,根据课题组两年多的探索实践，对在信息技术环境下小学科学高年级学生高阶思维可视化在具体教学实践中的教学策略进行了的试述。
【关键词】信息技术；高年级学生高阶思维；可视化
根据科学的课程目标，教师应在以培养科学素养、创新精神和实践能力为宗旨的科学基础课程中，通过教学活动，培养小学生（尤其是高年级的小学生） 的思维由具体形象思维过渡到抽象逻辑思维，让他们初步形成以抽象、分析、综合、评价、创造、比较、分类、判断、推理等为特征的高阶思维能力。那么，在教育信息化的时代背景下，怎样才能在具体教学实践中让高年级学生的高阶思维可视化，让教学看得见思考的力量呢？
一、几种典型的可视化形式
（一）高阶思维“图化”
一图胜千言，由于图像包含的信息量是较大的，人们在每1/10秒内获得一个视觉信息，这比通过阅读消化和理解一段文字要快捷的多，而利用信息技术能快速、轻松地将科学课堂上的数据分析、推理类比、分析创造等高阶思维图表化、图像化、图形化，甚至是透视化、动漫化。图示化作为策略性工具贯穿于教、学、评、测全环节，研究实践表明，变隐形的思维路径为清晰可见的思维过程，是训练和培养高阶思维的最佳方法。
（二）高阶思维“物化”
思维的物化过程是思维主体的一种存在形式，从观念的对象到实在的对象的转化过程就是思维的物化，这是思维发展的正向要求，也是验证思维发展的必然要求。像“建高塔”、“造一艘小船”“纸桥模型”等高年级的设计制作类属于发散性高阶思维，要鼓励学生多想、敢想、会想。鼓励学生先将头脑中闪现的灵感用画、写的形式及时记录，再多次修改方案，信息技术是记录和完善方案最好的工具，然后再将自己的想法用模型的形式表现出来。
（三）高阶思维“声化”
在学生进行合理实验方案或设计方案的设计之后，为了判断学生的思维过程是否正确，是否合理，是否科学，我们尝试让学生将自己的实验方案说出来，先进行小组交流、再进行全班评价，针对不同的实验方案进行追问，和学生展开充分的对话，深度了解学生高阶思维的过程中的问题。出声思维将学生的深层想法外显，使得学生间、师生间不断进行思维碰撞，使实验方案的设计逐步科学、合理。当然，工程与技术领域的课程还可以音频、视频等更加直观的“声化”呈现形式深入浅出地表现学生问题解决、决策、批判性思维和创造性思维等的过程。
二、初步构建的可视化教学策略
在小学高年级科学教学实践中，课题组通过两年多的实践研究，初步构建了以独自探究或小组合作探究让高年级学生高阶思维可视化的教学策略：“预设猜想中形象化——自行设计中个性化——交流讨论中完善化——探究记录中具体化——汇报整理中轨迹化——动手制作中实物化”。下面以《抵抗弯曲》一课为例，试述课题组的阶段性教学策略。
（一）预设猜想中形象化
首先，出示一张纸，以高年级学生的已知和须知为基础，进行任务驱动：“猜想一下，在上面能放多少个1元硬币而不弯曲？”并请学生示范实验，就实验结果再次进行任务驱动：“怎样做可以增强它的抗弯曲能力？”引导鼓励学生从实验目标中选择最感兴趣的探究主题（问题）。在明确自己的探究主题（问题） 基础上，引导学生利用已有的知识或主观认识经验和逻辑推理，对自己要探究的主题（问题） 进行推测、判断，以形象化的手段展现出来，以到达高阶思维可视化的目的。
（二）自行设计中个性化
接着，让学生以小组为单位猜想、讨论，利用平板电脑设计活动方案。以科学探究小组为主要形式进行探究，是学生确定建构知识的最有效途径，引导他们进行分析与创新，让他们通过自行设计途径来自己解决问题；让学生利用平板电脑自行设计活动方案，目的在于让他们能更好地探究自己想要解决的主题（问题）。让他们运用自己喜爱的方式（简笔画、示意图、文字、数字符号、视频、声频等）将高阶思维实现可视化。
（三）交流讨论中完善化
在学生自行设计实验方案后，为了判断他们的思维过程是否有误、是否合理、是否科学，以交流讨论的形式让学生将自己小组的活动方案说出来，引导学生针对不同的探究问题和活动方案进行追问，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。进一步落实"明确怎样做？实验变量是什么？不变量又是什么？如：①怎样比较它的抗弯曲能力？②硬币应该放什么位置？怎样放？③怎样计算硬币个数（以怎样的弯曲程度为准）？让学生带着自己的观点参与探究学习，对自身的观点或看法进行批判性的分析，并根据冲突的观点（或看法）和思考，修正有关科学概念。这样，以出声思维把各个探究小组的深层想法外显出来，使得学生间、小组间、师生间不断进行思维碰撞，也使活动方案的设计更加科学、合理、完善，将他们拟解决问题的高阶思维可视化。
（四）探究记录中具体化
观察和记录是科学实验探究的中心环节。观察什么，怎样观察？目的要明确，记录要准确且尽可能详尽，要准确把实验过程中出现的现象细致地记录下来。所以，在实验过程中要以学生为中心，要求每个成员积极参与小组协作探究学习，引导他们科学处理各种信息和实验数据，运用多种手段完成探究记录，将他们问题解决、决策、批判性思维和创造性思维以简笔画、示意图、文字、数字符号、动作、视频、声频的形式可视化，如表现在探究数据的记录。在这图文并茂的实验记录中，学生的分析、综合、判断等高阶思维能力凸显出来了。
（五）汇报整理中轨迹化
科学探究活动后的汇报整理中，教师常常引导学生采用录制下来的具体做法进行展示，或实验展示，或用简单图文与语言相结合的方式进行交流汇报：通过小组实验和得出的数据，你们有什么新发现？这些作品（视频、图示、表格、数据、实物、声频） 展示了学生的高阶思维轨迹。在这过程中，以图示、表格、数据、实物、声频等形式让他们的高阶思维更好地可视化了。
（六）动手制作中实物化
延伸到课外开展小发明、小制作活动，让学生高阶思维进一步可视化。学习了本课后，可以让学生提出进一步的思维目标——发散性思维目标"你能利用3张A4纸或一张报纸为主要材料制作一座跨度为15CM,高为5CM,能承受至少一支重550ML矿泉水而不塌的桥吗？"引导学生利用学到的知识设计制作，将自己的想法用模型的形式（实物） 表现出来，鼓励他们多想、敢想、会想，先将头脑中闪现的灵感用画、写的形式及时记录，再多次修改方案、然后再将自己的想法用模型的形式（实物） 表现出来，也就进一步让他们的高阶思维可视化了。
三、结语
思维可视化是以“学生”和“学生的学习”为中心来建构课堂。 小学科学教学中，教学策略的调整应用可以让高年级学生的高阶思维能力在探究过程中留下清晰的痕迹，让学习可见，让教学看见思考的力量。“让教学看见思考的力量”就是立足儿童，树立儿童的主体意识，让教学看得见儿童；“让教学看见思考的力量”就是关注思维，促进儿童学习方式的转变，让教学看得见儿童真正在学习；“让教学看见思考的力量”就是聚焦课堂，激发儿童思考的主观能动性，让教学看得见儿童生命在成长。但如何更好地可视化？尤其是信息技术环境下小学科学高年级学生高阶思维怎样更好地可视化？选择怎样的策略对于不同学生的适合度和有效度的测评，即教学策略的满意度测评的纬度和指标设计仍是亟待解决的问题，也是我们下一阶段研究的重要内容。
本文系福建省教育科学规划2019年度课题“基于信息技术环境下的小学科学高年学生高阶思维可视化实践研究(立项批准号FJJKXB19-552)”成果
参考文献：
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