思维可视化在小学科学中的运用.doc

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。
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“Ｕ”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――“Ｖ”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。)
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、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：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。）
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。
Ⅰ、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。

Ⅱ、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
Ⅰ、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、不断地重复运动。
Ⅱ、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