巧用图表促进小学生建模思维发展 科学论文

巧用图表促进小学生建模思维发展——以苏教版《小学科学》课堂教学为例摘要：小学生正经历着由形象思维向抽象思维过渡的时期。小学科学教学中巧用图表，可以帮助学生建立相关事物的模型，促进建模思维发展。图表的使用，能引导学生更好地认识事物整体特征、分析数据、促进概念形成，帮助教师简化板 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf ，提高课堂教学质量。关键词：图表，小学生，建模思维建模思维是指为了解决特定问题，利用所给定的思维工具，通过一定的抽象、简化和假设活动，以某种表征系统再现原型客体的基本属性及其关系的一种认知方式。脑科学研究表明，人脑是擅长利用图示进行思维活动的。小学生正经历着由形象思维向抽象思维过渡的时期，图表的正确使用可以有效促进小学生建模思维的发展，提高学生解决问题的能力。小学科学是一门实践性很强的课程，培养学生的建模思维能力是小学科学教学目标之一。下面就以苏教版《小学科学》课堂教学为例，谈谈具体的做法。一、巧用气泡图认识事物整体特征观察是小学科学课最常用的教学方法。小学生的天性是对新事物有着强烈的好奇心，遇到事物喜欢看一看、摸一摸、尝一尝，但是由于年龄和认知特点，他们的观察往往是无序而又自然率真、片面而又喜欢以偏概全。从而难以利用观察到的事物各部分的特点形成对事物的整体认知。尤其在低年龄段，这些特点更为明显。小学科学教师如果巧用图表，可以帮助学生形成良好的观察习惯，促进良好认知结构的形成。引导学生在全面观察事物特征的基础上，进行意义建构，形成对事物的整体认知。例如，一年级 下册 数学七年级下册拔高题下载二年级下册除法运算下载七年级下册数学试卷免费下载二年级下册语文生字表部编三年级下册语文教材分析 《石头》一课，教学目标之一是：观察石头，会从多个方面描述石头的特征。石头是日常生活中最常见的物体之一,学生对它并不陌生。但在实际观察活动中，由于学生思维的局限性，他们在看、摸石头的过程中，往往关注点比较单一，只会注意局部特点。比如，很多孩子会观察到石头的大小、颜色和形状的不同，却很难留心到石头的花纹、硬度等其它特征。这时教师出示相关的气泡图，提示学生从大小、表面形状、斑纹、颜色、硬度等方面再仔细观察，并用科学的语言描述石头的特征。气泡图的使用，可以充分调动学生的思维活动，扩展他们的思维，引导孩子更细致更深入更广泛地观察。学生探究有关石头的特征之后，再次回顾完成气泡图的填写，以此为支架，他们会在头脑中对石头各方面的零散认知进行深度加工整合，形成有关石头完整连续的思维网，从而建构对石头的整体认知。利用气泡图，帮助学生扩展思维，同时也可以帮助学生整理思维，形成建模思维意识，为今后养成良好的建模思维习惯夯实基础。二、巧用统计图表分析数据小学科学实验教学经常用到定量分析。所谓定量分析就是对研究对象进行数量特征、数量关系和数量变化的分析，需要用数学语言对实验结果进行说明。用图表记录数据，可以突出重难点，架起定性观察到定量观察的桥梁。科学教师在实验教学中，通过列表排序、画统计图（条形图、曲线图、扇形图）等形式呈现数据变化的趋势，这样的形式更符合小学生的思维水平，能帮助学生区分现象和结论。学生直观分析数据与数据之间的联系和变化，寻找规律，提高学生分析和处理数据能力，同时也催生更多的探究问题。以四年级下册《水受热以后》一课为例。本课的教学目标之一是：通过分析数据，能发现水受热以后发生形态变化时温度的变化特点。学生研究水沸腾前后温度的变化，是本课的活动之一。实验中要求学生用酒精灯加热烧杯中的水，每隔一分钟记录一次温度，直到水沸腾后几分钟，停止加热为止。教师出示记录单（表1）,指导学生观察实验现象完成表1水沸腾前后温度的变化IHM/弁村0123456?591U观/史62'68v77v85v92t：99t101v101*101t：KifLJLiNt-ftAA-＞：查wxdte大击醐多fSScT畳等观变记录单，并用记录的数据绘制温度变化曲线图（图1）。通过交流记录单（表1）,学生发现水在沸腾过程中，水温先上升再保持不变；现象由无到有、从不明显到图1水沸腾前后温度的变化明显。通过交流曲线图（图1）,学生更加直观的感受到温度的变化趋势一先上升再保持不变。科学的基础是理性思维和证据，实验中借助图表，引导学生将注意力迅速集中在实验现象的观察和数据的记录。数据的记录为学生的分析提供了有效证据。通过理性分析图表，学生可以知道水沸腾前后温度变化情况，同时通过图表的记录，也会加深学生对水沸腾过程的认知。爱因斯坦曾经说过：发现问题往往比解决问题更重要。学生在记录现象中出现了“烟”这个词，引发学生讨论：烟是什么？这样的记录是否科学？学生还会有其它疑问：水沸腾的温度难道不是100r吗？为什么有些同学记录的数据不是100r?水沸腾后水温为什么不变了？这些与学生已有的认知产生了冲突，延伸出更多新的问题，学生脑海中不断构建新的认知。维果斯基提出儿童实际发展水平和潜在发展水平之间的差异是最近发展。教学只有着眼于最近发展区，才能充分发挥学生学习的积极性和主动性。实验探究中充分利用图表，可以帮助学生在理性分析的基础上，主动发现新的疑问，激发学生学习的内驱力，引领学生的思维走向更深处，赋予科学学习更深远的意义。三、巧用图示模型促进概念形成小学生对科学概念与原理的学习是建立在丰富而具体的科学现象上,学生在学习过程中需要通过各种方式理解实验现象、聚焦问题本质。小学阶段的学生可以各种观察方法感知事物的特征，但是很难将外部的活动内化到思维，而科学课的学习需要学生把前概念转化为科学概念。图示模型的运用能为学生提供丰富的、稳定的视觉资源，这也与小学生的认知特点相吻合，即在一定的图像思维之上逐渐形成抽象思维。例如，在学习三年级上册《地下水》一课时，正确理解地下水的形成是一个难点。井水是如何形成的？同学们根据生活经验做了大胆猜测：河流湖泊里流进来的，下水道水管里排进来的，海里流进来的……接着老师带领同学们动手制作了水井模型，并模拟下雨，观察井水的形成。这时，学生通过观察降水下渗与聚集的动态过程，脑海里已经初步形成了地下水形成的概念。怎样将学生脑海中的抽象概念抽取出来形成具体概念？教师利用kk板动手制作了由地层剖面、水井剖面、沙子、碎石、箭头（水流方向）等构成的水井模型示意图（图2）。教师出示地层剖面，依次粘贴水井剖面、沙子、碎石、箭头（水流方向），让学生在脑海中“同步观察”并想象地下水的形成过程。地下水形成过程模型的使用，可以帮助学生初步了解地下水的成因、主要来源、储存位置，也能帮助教师突破了教学难点。同时也促进了学生思维构建有关地下土层构造和地下水形成过程的概念，更进一步培养学生节约用水保护水资源的良好习惯。图2井水模型示意图四、巧用图表简化板书板书是课堂教学非常重要的组成部分，好的板书可以为学习者梳理学习要点和知识结构，是理解课堂教学重点的一个“脚手架”。在课堂教学中，有些老师习惯以文字进行板书，但遇到一些复杂或者抽象的概念或者表述时，文字往往难以准确形象地将所要表达的意思表达清楚，这时候如果配合图表,让学生理解就会产生事半功倍的效果。例如，在学习四下《水受热以后》这一课时，教师带领学生一起观察冰加热融化成水，继续加热沸腾的过程。学生观察到，透明水壶里的冰，先部分融化成水，等冰全部融化后继续加热,水壶里的水会沸腾。在水沸腾过程中，学生又能观察到水壶内部出现水珠、壶口冒出白雾、壶底产生由小变大的气泡等众多现象。学生需要通过观察实验过程中发生的一系列现象，知道冰、水、水蒸气是同一物质的不同状态，并会比较三者的不同。如果教师将这些现象以文字形式铺满黑板，学生面对满黑板的文字时会很难抽取有效信息。为了给与学生建构模型的思维空间，教师在学生汇报观察到的现象基础上，边总结追问边贴出了三张图（图3）。学生“沿着”图片，可以简单明了地了解动态实验的过程和实验产生的现象，助学生搭建模型思维的支架，形成对“烧冰”活动的整体认识。综上所述，建模思维是一系列复杂的心智操作过程，需要把多种思维方式结合起来运用。钱学森曾经说过：人认识客观世界，首先用形象思维而不是抽象思维，比如小孩的思维就是从形象思维开始。在小学科学教学中教师要善于利用图表，搭建思维支架，帮助学生构建思维中心、节点和信息间的关系，把原本来看不见的思维过程可视化。建模思维的发展使科学探究不仅存在于形式上，更在于促进学生的''意义建构”，提升学生的科学课程的学习品质。参考文献姚文勇：例谈发展学生科学思维的教学策略[J].科教导刊，2021(03):46-47.陈梅娟：立足儿童立场设计具体教学情境J].科教导刊，2021(01):92-94.肖玲：在观察中促进深度学习J].科教导刊，2021(01):43-45.