利用思維可視化工具提升學(xué)生問題解決能力

袁茗瑋 _ 北京市西城區(qū)師范學(xué)校附屬小學(xué)

基于腦科學(xué)的相關(guān)理論，筆者嘗試將思維可視化工具融入小學(xué)科學(xué)課堂，以幫助學(xué)生表征問題解決步驟的思維過程，梳理問題解決策略，從而提升學(xué)生的問題解決能力。

1.用“魚骨圖”豐富學(xué)生解決問題的思維體系

以首都師范大學(xué)出版社三年級(jí)科學(xué)上冊(cè)“流動(dòng)的水”為例，在這一課中，教師要帶領(lǐng)學(xué)生一起解決“哪些因素可以幫助水輪轉(zhuǎn)得更快”這個(gè)問題。書中所使用的實(shí)驗(yàn)記錄單以記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論為主，并不能呈現(xiàn)學(xué)生在解決問題時(shí)的思考過程。所以，我們嘗試?yán)谩棒~骨圖”對(duì)這部分內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充。

“魚骨圖”又名因果圖，是一種發(fā)現(xiàn)問題“根本原因”的分析方法。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，我們鼓勵(lì)學(xué)生以“魚骨圖”的方式呈現(xiàn)小組的思考過程。學(xué)生在小方框內(nèi)填寫增加水量、將水舉高等催生因素，“魚頭”框中則是實(shí)驗(yàn)的效果：水輪轉(zhuǎn)速提高。如果小組內(nèi)的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中通過自己的思考又發(fā)現(xiàn)了更多可能導(dǎo)致水輪轉(zhuǎn)速提高的方法，還可以繼續(xù)延長魚骨，使他們解決問題的思維體系更加豐富完善。

2.用“論點(diǎn)地圖”梳理學(xué)生不同觀點(diǎn)

在“用水量的調(diào)查”一課中，學(xué)生想要在課堂上解決的問題是找到一種更加科學(xué)的測量用水量的方式。有的小組采取稱量法，有的小組采取刻度杯測量法，而澆花、淘米、洗菜、洗手等不同的用水場景，也會(huì)直接影響用水量的測量方式，學(xué)生需要考慮的實(shí)驗(yàn)因素較多，容易在思考過程中出現(xiàn)混亂。教師引導(dǎo)學(xué)生在小組討論過程中利用“論點(diǎn)地圖”，一步步將小組內(nèi)的不同論點(diǎn)進(jìn)行梳理，并與解決方法相對(duì)應(yīng)，逐步接近最優(yōu)答案。

在這個(gè)例子中，小組學(xué)生想要解決“如何測量家中洗菜的用水量”這一問題。第一個(gè)學(xué)生提出可以使用有固定容量的容器。隨即就引發(fā)了三個(gè)不同的論點(diǎn)，針對(duì)這些觀點(diǎn)，又會(huì)出現(xiàn)二次駁斥的論點(diǎn)。以“論點(diǎn)地圖”的方式呈現(xiàn)，小組既能在討論的過程中不遺漏重要的觀點(diǎn)和信息，還可以在和全班同學(xué)進(jìn)行交流與分享時(shí)，清晰地呈現(xiàn)本組解決問題的思路。

3.用“自我提問單”梳理解決問題的思路

在進(jìn)行了一段時(shí)間思維可視化工具的訓(xùn)練之后，學(xué)生已經(jīng)不滿足于教師所設(shè)計(jì)好的固定的思維可視化工具，他們希望按照自己的思路和方式來設(shè)計(jì)。在“簡單電路”這節(jié)課中，學(xué)生設(shè)計(jì)了“自我提問單”來解決檢測電路時(shí)遇到的問題。相較于其他圖示化工具，學(xué)生認(rèn)為這樣簡潔易懂的呈現(xiàn)，足以幫助他們梳理解決問題的思路。

多種多樣的可視化思維呈現(xiàn)方式使小學(xué)科學(xué)教學(xué)內(nèi)容日趨多樣化、生活化，給予學(xué)生深入思考的時(shí)間和解決問題的空間，培養(yǎng)并提升其解決實(shí)際問題的能力。