儿童思维能力的培养与引导是小学科学教育中的核心问题。同时，新课标也提到“设立跨学科主题学习活动，加强学科间相互关联 ”。为此，本文以 《化学变化伴随的现象》教学为例，借助用可视化手段的实施策略，将小学科学 与劳动教育相融合，设计出科学合理、有针对性的跨学科实验教学任务，主要从 突出跨学科融合、搭建学习活动支架、创设真问题情境、 注重探究体验、设计 评价量规等方面，展开教学实践。
关键词：思维可视化 小学科学 跨学科教学
一、思维可视化和跨学科教学
儿童思维能力的培养与引导是小学科学教育中的核心问题。每一个儿童的思 维都有着巨大的发展潜力，因此接受思维训练和学习是儿童发展的内在需要［1］。“思维可视化 ”在小学科学教学中的运用可以促进小学生的思维发展，通过将思 维的可视化以及教学的可视化来促进课堂教学效率的提升，也有助于教师加强对 学生的了解，从而提高教学效率和培养学生的思维品质［2］。
教育部颁布的《义务教育科学课程标准（2022）》明确要求，在教育活动中 要为学生提供多学科交叉的学习机会，强化各学科之间的互动性，并借助强化学 科间的相互关联，增强课程的整体性和实用性。相对于其他学科而言，科学课程 具有综合性的特征，本质上就是一种多学科的交融［3］。而劳动教育有利于强化 小学科学学科的实践性，以体验、探究、合作的参与过程，发展学生积极性与学 习能力，让学生学会分工合作，从而在探究中主动劳动、积极劳动。学生通过学 习科学知识，掌握科学的劳动方法，在动手实践中，发现生活中的科学现象，运 用科学知识解决生活中的实际问题［4］。
因此，本文以《化学变化伴随的现象》教学为例，借助用可视化手段的实施 策略，将小学科学与劳动教育相融合，设计出科学合理、有针对性的跨学科实验 教学任务，主要从突出跨学科融合、搭建学习活动支架、创设真问题情境、 注 重探究体验、设计评价量规等方面，展开教学实践。
二、设计背景与理念
（一）实验设计背景：
（1）本实验是基于科学与劳动两个学科相融合的跨学科实验，六年级的学 生有积累一定的烹饪经验，也具备较为成熟的动手能力，所以本实验从学情出发， 以科学探究为主线，结合劳动课程，进行设计相应的实验。
（2）学生在已有的劳动技能的基础上，通过亲手操作“烹饪 ”实验中，在 探究的过程中观察厨房里的化学变化，并分析其伴随的现象特点，最后进行概括 与归纳。
（二）实验设计流程：
（1）本实验经过聚焦——探究——研讨——拓展这几个环节，同时在整个 实验过程中伴随导学案的贯穿，有效支撑素养目标的落地与实验教学过程的实施。
（2）通过任务驱动，让学生在操作烹饪实验过程中，观察发现实验中的化 学变化，从而归纳化学变化伴随哪些现象，并对现象的特点进行概括总结。
（三）实验设计类型：
（1）教师演示实验：
制作柠檬汽水：让学生在学习的同时，仔细观察小苏打与柠檬汁混合过程中 的变化，有产生气体的现象，由此聚焦到化学变化的本质——产生新物质的变化， 以及化学变化伴随的现象特点。
（2）学生实验：
制作水煮虾：虾在煮熟的过程中发生了颜色改变，并且燃料炉燃烧也伴随发 光发热的现象，煮虾的铁锅也有生锈的现象。
制作奶酪：牛奶与白醋混合后会生成沉淀物，这也是教材上提及到了现象但 未设计到的实验，这里特此设计这个烹饪实验。
三、实验教学创新策略
（一）创新实验模式，实现科学劳动融合
本实验把“迷你厨房 ”带进课堂，巧妙地解决了无法将真正的厨房搬入教室 这一问题，利用“迷你厨房 ”让学生方便又安全地在厨房“身临其境 ”，并且还 结合劳动课程的烹饪方法，落实了从生活化出发，进行跨学科式的实验模式。
（二）创新实验器材，激发学生探索学习
不像以前实验课堂上的千篇一律的实验器材，本实验创新设计了小巧逼真的 实验器材，极大地激发了学生的动手欲望和探究之心，学生对这些“仿真型 ”厨 房实验器材是十分感兴趣的，更加有情境代入感，充分地调动了学生的实验积极 性，促进学生对科学知识的理解和问题意识的形成。
实验器材中还准备了学生常见的食材，如牛奶、虾等，学生从熟悉的食材入 手去发现和挖掘更深刻的科学知识，这也实现了取之于生活，而高于生活的实验 探索目标。
（三）创新实验内容，提高课堂教学效率
本实验是基于教科版六年级下册第四单元《变化伴随的现象》一课出发，不 同于在课本上的常规教学的观察法，本课堂将日常生活的烹饪与实际操作相联系， 结合劳动课程，围绕课标要求，设计了新颖的实验情境——厨房烹饪，同时也设 计了几个对应教学目标且非常易操作的小实验，比如其中还有学生感兴趣的柠檬 汽水等食物的制作，整个实验中寓教于乐，理取相融。让学生不仅仅是进行烹饪提高了动手能力，还在实际操作提升了科学素养，从而提高实验教学的效率。
四、思维可视化运用实施
（一）模型可视化
乔纳森在研究技术支持学习的理论中，提到思维建模的相关内容。他指出学习者可以通过使用认知工具对思维进行建模，从而促进自我认知概念的转变，并 最终实现有意义的学习。建模就是构造模型，化抽象为具象的学习过程。它要求 学习者积极自我建构、适时地反思调节，并能够恰当地运用各种思维能力进行学 习，积极主动地探索，并在此过程中形成思维建模的方法和问题解决的能力［5］。 所以本课建立了直观的模型辅助教学。
在实验教学引导学生认识厨房里的物质过程中，教师不是简单地通过文字进 行描述，也不是通过图片进行展示，而是把“迷你厨房 ”模型带进课堂，把“锅 碗瓢盆 ”引入课堂作为让学生亲身实践体验的厨具。而且不仅仅是在老师的演示 实验过程中，还是学生的分组实验中，都有引入厨具实物作为教具。
（二）设计可视化
科学实验记录作为科学实验教学的重要环节，不仅能体现学生思维变化的过 程，也能帮助教师掌握学生的学习情况。因此，本节课基于思维可视化理念对于 实验记录单进行了相应的设计，让学生在记录单的同时实现思维的体现和进阶。 通过画图记录、文字记录、流程图记录等方式，实现了对学生思维的训练。
在学生实验成品的展示过程中，教师通过展台展示、拍照记录等方式直观地将实现现象呈现，这不仅能提升学生研讨兴趣和思考积极性，也有助于学生养成 实时记录的好习惯，是学生发展思维的好机会。
五、反思总结和成效影响
（一）反思总结
本节课的实验设计是为落实教学目标服务的，为了让学生达到提升动手能力 的目标的同时，也实现实验教学目标的达成。
基于小学科学课程标准（2022 年版）背景，本节课设计了“制作柠檬汽水 ” 这一演示实验，还有“制作水煮虾 ”和“制作奶酪 ”两个学生实验。在实验过程 中，学生能清楚直观地发现化学变化，并且观察伴随现象的特点。
首先在柠檬汽水制作中，学生能很直观地观察到有很明显的“产生气体 ”的现象。在水煮虾的制作过程中，学生不仅能观察到虾煮熟有“改变颜色 ”的现象、 观察细致的学生还能发现还有燃料燃烧时有“发光发热 ”的现象，以及铁锅生锈 也有颜色改变。在奶酪的制作过程中，学生能发现牛奶和白醋混合有“生成沉淀 ” 的现象。教师寓教于乐，学生乐在其中的同时还收获了科学知识以及提高了动手 烹饪能力。
关于设计“改变颜色 ”这一现象的实验，其实在最开始，我还设计了“制作 煎蛋 ”、“制作苹果拼盘 ”等实验，这两个实验中煎蛋变熟和苹果氧化也都都伴 随了颜色改变的现象，但是由于在煎蛋变熟的过程中，鸡蛋状态也会改变，由液体变成固体，这涉及到超纲的“蛋白质变性 ”的原理，也与小学科学中常常认为的“状态改变一般是物理变化的现象 ”有点不符，容易造成学生误解以为这是物 理变化，所以摒弃。而制作苹果拼盘这一实验，虽然能让学生在其中发现苹果会 氧化，并且能清楚地直接看到颜色改变，却无法再在其中引进燃料炉和铁锅这两 种辅助厨具，所以摒弃。而设计的“制作水煮虾 ”实验里，学生不仅能观察到虾 煮熟有“改变颜色 ”的现象、观察细致的学生还能发现在煮虾的过程中还有燃料 燃烧时有“发光发热 ”的现象，以及铁锅生锈也有“颜色改变 ”的现象。这样一 来，一个实验中伴随有几种现象，最终确定设计。
最主要的是设计“生成沉淀 ”这一现象的实验，我这里参考了老版教科版教 材以及新版教科版教材，老版中对应设计的是“硫酸铜加铁钉 ”这一实验，但是 小学生其实对于硫酸铜溶液比较陌生，也不容易理解原理，个人没有采纳，而新 版中未设计关于“生成沉淀 ”这一现象的相关实验。所以本人在秉承既要让学生 熟悉易理解，也要符合厨房情境设计的原则下，选定了牛奶和白醋这两学生非常 熟悉的食材，用这两个食材作为实验材料，这两个食材混合在一起不仅有很明显 的“生成沉淀 ”的现象，而且产生的“沉淀 ”还是能食用的奶酪，学生在进行这 个操作实验时也简单易上手，一举三得，最终确定设计。
（二）成效影响
本教学案例《化学变化伴随的现象》先后在长沙县“基础教育精品课 ”评选 中获得优课、长沙市“基础教育精品课 ”评选中获得优课、湖南省“基础教育精 品课 ”评选中获得优课，教育部“基础教育精品课 ”评选中获得优课。
[1]叶蕾.思维可视化 ：小学科学深度学习的探索[J].教育与装备研究,2022,38(09):38-42.
[2]张菁.基于“思维可视化”的小学科学探究教学策略[J].科学咨询(教育科研),2022(05):254-256.
[3]沈晓茜.基于新课标要求的小学科学跨学科教学探讨[J].小学生(下旬刊),2023,(11):94-96.
[4]黄晨艳.小学科学渗透劳动教育的实践探索[J].读写算,2024,(07):131-133.
[5]吴晓红.中学化学可视化教学设计与案例 ［M].北京: 冶金工业出版社 ，2015: 30 .
作者简介
王清琴，硕士毕业于福州大学化学系，长沙市百熙实验小学专职科学教师，曾获评教育部“基础教育精品课”评选部级优课，长沙市小学科学作业案例征集评选一等奖，长沙县小学科学教师素养大赛一等奖，湖南省集体备课大赛二等奖，撰写论文多次获得省、市级奖，指导学生科技类比赛多次获得省、市级奖。获评湖南省青少年创新实践大赛“优秀辅导教师”，长沙县星沙街道“优秀教研工作者”，担任教研组长期间，教研组获评“长沙县优秀教研组”。
编辑：范典
二审：王玉洁
三审：李茂林
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