【摘要】当前的科学课程重视科学概念和科学探究双螺旋协同发展，但在實施过程中，学生从感观现象、探究活动中感知到的表征知识，受各种的因素影响不能很好的显示，限制了其思维的发展。运用可视化非线性思维工具有助于从繁杂的信息中迅速找出重点、疏畅思路、发现联系、看清本质。
【关键词】可视化 非线性思维 认知工具 小学科学
【中图分类号】G623.9【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）16-0162-01
随着课程改革的不断推进，小学科学教学非常重视探究的实质和深度。老师在关注孩子概念的获得的同时，也重视学生探究能力的培养，重视科学素养的提升，希望让学生在探究活动中完成从直观现象、感性知觉到逻辑思维、理性分析的质的飞跃。
但是小学生由于受年龄特征的影响，在课堂教学中注意力往往只集中在某些兴趣点上，在教学过程在常常会出现“活动有余，思维不足，概念混淆”的局面，学生探究活动后，还是停留在“好玩”的层面上，对所建构的科学概念不是很清楚，甚至不能用概念来解释问题和实现知识的再创造。因此，提高教学的实质不仅要实现对科学知识、科学概念的认识，还要达到思维的发展，使学生提升对信息整理和分析的能力，培养逻辑思辨能力，提高教学实效。
思维方式分为线性与非线性两种。线性思维，是一种直线的、单向的、单维的、缺乏变化的思维方式，非线性思维则是相互连接的，非平面、立体化、无中心、无边缘的网状结构。线性思维方式有助于深入思考，探究到事物的本质。非线性思维方式有助于拓展思路，看到事物的普遍联系。非线性思维是为了更好地进行线性思维即深入了解事物的本质。线性思维方式是目的，而非线性思维方式是手段。
小学科学是一门形象性很强的学科，利用非线性思维方式更有助于学生掌握科学知识结构，理解其抽象概念，提升逻辑思维能力，加强记忆能力。概念图和思维导图以其非线性结构和具备可视化认知工具的共同特征，如果能正确应用到科学活动中，能在一定程度上激发学生进行思考、理清思路，从根本上提升思维的质量。
概念图（Concept Map）是由康奈尔大学的诺瓦克（J.D.Novak）博士根据奥苏贝尔（David P.Ausubel）有意义的学习理论提出的一种教学技术。诺瓦克博士在《学习如何学习》一书中给出的定义是：“概念图就是用来组织和表征知识的工具，是一种以科学命题的形式显示概念之间的意义联系，并用具体事例加以说明，从而把所有基本概念有机联系起来的空间网络结构图”。概念图以认知心理学为理论依据，强调学习是新旧知识的连接，其目的是表征知识，形成客观的知识体系，主要优势在于其对科学概念及其相互关系的表达。因此在进行科学概念教学和单元知识复习整理时，应用概念图清楚地展示出各概念之间的联系，促进学习正迁移和有意义学习的发生，从而提高学习效率。
思维导图（Mind Map）又被称为心智图、心灵图、脑图等，是20世纪中期由英国心理学家托尼·博赞（Tony Buzan）发明的一种记笔记的方法（Note Making）。他在《思维导图》一书中对思维导图是这样定义的：“思维导图是放射性思维的表达，因此也是人类思维的自然功能。它是一种非常有用的图形技术，是打开大脑潜力的万用钥匙。思维导图可以用于生活的各个方面，其改进后的学习能力和清晰的思维方式会改善人的行为表现。”思维导图以神经心理学为依据，认为思维是神经元及神经元之间的连接。其核心目的是为了整理和激发思考，将抽象的思维可视化，其采用的方式是从中心向周围进行的发散式的非线性笔记。通俗地说，思维导图是一个简单、有效、美丽的思维工具。可以运用图文并重的技巧，把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来，如：在纸上把所有的信息组织在一个树状结构图上，每一分支写上不同概念的关键词，这些概念按类别有层次地分布在图上，并配上丰富的颜色和图像。在这个过程中，能同时刺激左右脑的机能，利用记忆、阅读、思维的规律，协助人们在科学与艺术、逻辑与想象之间平衡发展，从而开启人类大脑的无限潜能。
科学探究的最终落脚点是要发展学生的科学思维能力。但是人的思维是看不见，摸不着的。概念图和思维导图虽然有着各自的特征，概念图重在进行知识点之间关系的梳理，将知识系统化；思维导图重在进行知识点的全面梳理，将知识完整化，使学生形象而清晰地知道“学了什么”。但它们都是非线性化的可视化思维整理工具，都能帮助人直观的思维和记忆。在绘制过程中将学生看不见的思维转化为可以看见的、丰富多彩的图像，这不单是促进学生思维外化的过程，也让教师从中发现学生理解上的问题所在，发现学生的学习风格和思维习惯，关注学生思维能力的发展。
在具体的实践应用中，可以将概念图和思维导图两者“整合”起来。利用概念图图示化、突出概念、突出概念之间的关系、突出概念之间的层次的特征，在科学概念的学习和组织时，能辅助学生理清思路，建立自己所理解的课程框架体系，提高学习效率。而思维导图所具有的层次性、联想性、开放性的结构特点，可以让复杂的问题变得非常简单，在探究活动中帮助我们从繁杂的信息中迅速找出重点、疏畅思路、发现联系、看清本质。
爱因斯坦说过，天才的思维都是直观的，我思考问题时，不是用语言进行思考，而是用活动的跳跃的形象进行思考。当这种思考完成后，把它们转换成语言。所以，语言只是交流的工具，但并不是思考的最佳工具。不要让语言限制了学生的思维和创造力。利用可视化非线性思维工具，让学生把在科学探究的活动中的所感、所想、所悟展示出来，将发散性思维具体化，使思考与表达和谐统一，使思维过程可视化和可操作化，激发学生大脑的潜能，培养创造性思维技巧，实现科学概念和科学探究双螺旋协同发展。
参考文献：
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