思維可視化在小學信息技術教學中的應用

摘 要：一圖勝千字，圖是最直觀的語言。把紛繁復雜、難以表述的思維以直觀、常見的圖形呈現出來，能有效解決在傳統教學中單一語言的不足，從而簡化表達，提高教學效率。思維可視化就是這樣一種運用一系列圖示技術把本來不可視的思維，包括思考方法和思考路徑呈現出來，使其清晰可見的過程。被可視化的“思維”更有利于理解和記憶，因此可以有效提高信息加工、傳遞及應用的效能。思維可視化的過程要經歷觀察、比較、判斷、選擇等高階思維活動，全面提升學生信息技術核心素養。

關鍵詞：思維可視化; ?流程圖 ; 概念圖 ?;思維導圖

近日，有幸聆聽了一場關于親子閱讀的講座，主要講到用“思維導圖”的形式對知識要點進行概括與記憶的方法，由此受到啟發，能不能將此方法應用于信息技術學科的教學？由此展開了一系列思考、實踐與研究。

信息技術中，有許多的抽象概念與思維，對于孩子來說理解與記憶都很困難，如果能將這些知識圖形化，以直觀的形式進行可視化處理，定能有效幫助孩子的理解與記憶，提升孩子的學習效率及思維能力。

一、什么是思維可視化

思維可視化是指運用一系列圖示技術把本來不可視的思維，包括思考方法和思考路徑呈現出來，使其清晰可見的過程。被可視化的“思維”更有利于理解和記憶，因此可以有效提高信息加工及信息傳遞的效能。實現“思維可視化”的圖示技術主要包括：流程圖、概念圖、思維導圖等等。流程圖（Flow Chart）是以特定的圖形符號加上說明，表示算法的圖;概念圖（concept map）是一種用節點代表概念，連線表示概念間關系的圖示法;思維導圖（The Mind Map）是運用圖文并重的技巧，把各級主題的關系用相互隸屬與相關的層級圖表現出來，把主題關鍵詞與圖像、顏色等建立記憶鏈接。

二、為什么要將思維可視化

為什么在教學中，要將語言或文字形式所表達的思維以圖像的形式進行呈現，這與我們大腦的處理能力密切相關：70年代，心理學家佩維奧（Allan Paivio）根據大量的實驗室數據提出了“雙重編碼理論”：大腦中存在兩個不同的系統，對信息進行表征和加工。一個是圖像系統，存儲表象;另一個是言語系統，以言語形式進行編碼儲存。兩個系統既彼此獨立，又相互聯系。研究發現，人們記圖像信息、聲音信息及文字信息的能力是不一樣的，記憶圖像的效率要高許多。佩維奧的解釋是：與詞語相比，圖片不但可以通過言語系統進行編碼，而且可以被圖像系統進行強有力的編碼。因此，我們如果能夠把文本型的學習材料轉變為圖片型的輸入，那我們就可以大大提高學習的效率。

其他國內外專家，也多有對思維可視化的研究。如：2004年，瑞士圣蓋倫大學的艾普樂（Martin J. Eppler）教授發表了一篇名為《知識可視化：一個全新的領域》的重要文章。他在文章中主要表達這樣一個意思：如果我們用圖形和圖像來表達和建構思想，就可以促進交流，提高參與者的注意力，引發積極情緒，大大增強我們的記憶力、判斷力和創造力。國內在這一領域也已經開展系統性研究，其中華東師范大學現代教育技術研究所專門成立“思維可視化教學實驗中心”，主要開展思維可視化技術在教學領域的應用研究與實踐。

三、思維可視化在信息技術教學中的應用

一圖勝千字，圖是最直觀的語言。人們百分之八十以上的信息是通過視覺獲得的。把紛繁復雜、難以表述的思維以直觀、常見的圖形呈現出來，能有效解決在傳統教學中單一語言的不足，從而簡化表達，提高教學效率。實現思維的可視化為教師引導學生的高效思維打開了一扇窗，它可以幫助學生實現教學中的重、難點的理解和突破，方便學生繼續探索、高效學習，同時為教師進一步規劃學生的學習進度創造條件。

1.以圖理清學習進程

信息技術是一門以知識性、操作性、實踐性和探究性為特征的課程。但是信息技術不僅僅是簡單的技術操作，更多的是信息的高效獲取、處理及應用。要實現高效，就要合理安排操作步驟，在結合學生理解能力、基礎知識及操作經驗的基礎上，有序引導教學進程。

課例1：浙江攝影出版社出版的《小學信息技術》五年級上冊第二單元“多媒體世界”第6課《精彩圖片剪輯》的教學中，本人采用了問題解決法，從圖片源素材到成品的過程中，學生自己發現問題、分析問題進而解決問題，逐步實現從“識軟件”、“會剪輯”到“善表達”的轉變。這一過程的轉變是不可逆的，“識軟件”是“會剪輯”的基礎，“會剪輯”是“善表達”的前提。

2.以圖規劃信息結構

信息時代，信息量、信息傳播的速度、信息處理的速度以及應用信息的程度等都以幾何級數的方式增長。信息的結構也不再是單一的線性結構，而是多維度的網狀結構，紛繁復雜的結構體系用言語難以表述，這時我們便可以用思維可視化的方式將其圖像化，幫助理解。在教學中，對于難于理解的信息關系，我選擇了用概念圖的方式進行表達。

課例2：浙江攝影出版社出版的《小學信息技術》五年級下冊第二單元“演示文稿宣禮儀”第14課《靈活的超鏈接》。首先，梳理多張幻燈片內容，清晰內部邏輯結構，規劃信息。從信息的原始結構，到順序結構，再到邏輯結構，概念圖的呈現一目了然，如最后，用思維導圖簡潔明了地概括、梳理本課的學習要點，加固知識建構。

3.以圖梳理編程思維

人工智能時代已經到來，編程教學是小學計算機教學中不可缺少的一部分，其主要目的在于培養孩子的計算思維能力。可視化思維的應用，幫助學生通過編程思維的梳理，優化問題解決的方法，降低算法理解的難度，有利于孩子計算思維能力的提升。

課例3：浙江攝影出版社出版的《小學信息技術》六年級下冊第二單元“Scratch趣味編程”第10課《創編游戲》一課中要實現角色偵測顏色，判斷是否是黃色，如果是向左走10步，否則向右走10步，程序塊如圖6。本課的難點是理解“選擇結構”，什么是選擇結構：在程序的執行過程中，有時需要通過判斷來決定程序如何向下執行，這樣的程序結構叫做選擇結構。它的執行過程是這樣的：當條件成立時，執行 “是”一側連接的模塊;當條件不成立時，執行“否”一側連接的模塊。對于這樣的文字形的解釋，孩子們是難于理解的，我們同樣可以用思維可視化的方式來呈現。

信息技術不應該僅僅是簡單的技術操作，更不應該只是教師教什么學生學會什么的模仿性學習，我們要在信息技術核心素養引領下，讓“思維”在“知識”上活起來，應用可視化思維方式，把難于理解的思維過程和方法以圖像形式呈現出來，使思維更加嚴謹和結構化，讓學生有更多的思維探索的體驗，培養學生勤于思考的習慣及邏輯思維能力，這樣學生才能將基于任務的技術操作，內化為基于思想的問題解決能力。

參考文獻：

[1]（英）東尼 博贊 《思維導圖》。

[2]劉學忠、令莉 《數據的可視化表達》教學案例，《中國信息技術教育》2019年18期。

作者簡介：

姓名，唐寧蘭，性別，女，民族，漢。籍貫，浙江寧波余姚，出生年月，1983年4月，學歷，大學 本科，職稱，一級教師，研究方向，信息技術教學