初中數學思維可視化課堂的實踐研究

王金鳳

摘 要：思維可視化是指以圖示或圖示組合的方式把原本不可見的思維路徑、結構、方法及策略呈現出來，使其清晰可見的過程。在實際教學中，它是一種信息技術下形成的有效的教學和學習思維模式，有利于幫助學生對知識結構進行理解把握，使學生在數學知識思考中能夠結合可視化思維圖象進行理解和分析，促進學生思維發散和創新。因此當前思維可視化已經開始逐漸應用到初中數學教學中，通過圖示的方式對思維過程進行展現，實現對頭腦智能的開發，提升學生數學思維發展和教學效率。本文主要對初中數學思維可視化課堂開展的具體方式進行分析。

關鍵詞：初中數學;思維可視化;實施策略

基金項目：本文系日照市教育科學“十三五”規劃2020年度課題《構建初中數學思維可視化課堂實踐研究》的階段性成果。

初中階段的教學工作中，數學教學的知識量以及難度等都有所提升，題目的難度也逐漸增大，導致很多學生對學習數學產生畏難心理。同時，部分學生在數學學習中希望通過課堂筆記加深對知識的理解，并實現課外學習的拓展，但是最后發現隨著筆記的增多思維反而更混亂，學習效率明顯降低。這種情況對學生的學習信心和學習積極性是一種強烈的打擊，因此需要探究一種有效的方式幫助學生解決數學學習問題，數學思維可視化在教學中的應用，為學生數學思維的發展以及數學解題能力的提升提供積極的促進作用。

一、思維可視化在初中數學教學中的應用意義

（一）簡化課堂教學程序

傳統初中數學教學工作中，教師的教學始終貫穿于整個課堂，教師會盡可能將自身掌握的知識內容以及解題思路等全部傳達給學生。在解題的過程中，每個步驟都非常詳細地寫明，擔心學生不理解，而學生為了能夠記住這些步驟則不停地記筆記。整個課堂看似和諧、全神貫注，但是實際效果卻并不高，學生始終跟隨教師的思維在走，自身的思維沒有得到有效鍛煉，長此以往容易使學生養成惰性思維，不會思考。為了提升教學效率，教師需要加強對教學過程的簡化，減少教師的教，多為學生的學習和思考留空間，實現對學生解題思路的拓展，發散學生的數學思維。思維可視化課堂教學模式通過可視化思維發展以及題目分析的方式能夠為學生提供更清晰的思路，不需要教師不停地講解，而且思路更清晰，有利于學生與自身思路進行對比，并不斷發散思維。

（二）促進學生深度交流

數學學習中要想促進學生的思維發展，需要學生間不斷的交流和溝通，實現思維的碰撞。從傳統初中數學教學情況來看，教學時間的限制以及教學方式的陳舊導致學生們的交流存在弊端，大部分課堂上學生并沒有合理的交流時間，即使進行交流，也是直接給出問題的答案，沒有實現思維模式的展現。而思維可視化方法需要將復雜、抽象的思維展現出來，使思維的過程可見。在初中數學教學中應用思維可視化還有利于教師了解學生的想法，并結合學生的需求合理展現教學思維，實現課堂教學的深度交流。

二、初中數學思維可視化課堂教學實施策略

（一）構建知識體系，激發學生連續思維

想要學生思維得到更好發展，教師需要注重對學生連續思維的培養。學生在接觸新知識的過程中需要做好與之前知識的聯結，通過知識遷移的方式才能夠更好地理解和應用新知識。這個階段最忌跳躍性思維，因為這易導致學生對知識內容掌握不完善，因此教師可以利用思維可視化為學生構建連續性思維。比如在 “特殊平行四邊形”這部分內容中，共有三個大知識點，分別為菱形、矩形以及正方形三個不同圖形的性質和判定，這三部分內容是獨立的，但是又相互聯系。菱形、矩形和正方形都是特殊的平行四邊形，同時正方形可以看作特殊的矩形和菱形。因此教師在展示這部分知識時，可以利用多媒體對這三個圖形的性質和判定進行對比及類比展現，使學生能夠對三者性質和判定的異同性進行分析，促進學生連續思維的發展。

（二）注重信息交流，展現學生同步思維

初中數學教學思維可視化發展中，需要注重信息交互作用。學生在學習新知識的過程中，由于對知識內容的了解有限，無法對整個知識點形成一個系統的認知，為了提升學生的學習效率，教師可以對知識點總結歸納后向學生進行展示。同時學生將對知識點的理解情況反饋給教師，通過師生間的信息交流和溝通，促進師生思維的同步發展。比如在“三角形”這部分內容中，判斷三角形是否全等有比較多的判斷條件，學生在知識掌握不牢固的情況下極容易導致對這些條件的混淆。因此教師可以引導學生對這些條件內容進行分類總結和歸納，歸納時采用思維導圖的形式，首先在思維導圖構圖的核心用大圈標明“三角形全等的判定方法”，然后以此為中心向外延伸三角形全等的分支條件，包括SSS＼SAS＼AAS＼ASA（S為邊，A為角）。明確標明這些判定條件，能夠使學生清晰地了解到哪些才是判定三角形全等的方法。同時還可以用紅色墨水的筆將容易出現誤判的AAA和SSA標記出來，學生在觀看整個思維導圖時就一目了然，印象深刻。思維導圖在幫助學生理解和記憶知識點方面具有重要作用，而且學生更樂于接受這種直觀的圖解思維方式。由此可見，初中數學教學中，教師不能習慣于單向向學生傳輸知識，還需要以信息交互為基礎，加強對學生進行直觀知識內容的展現，幫助學生掌握學習內容以及學習方法，促進學生的思維發展。

（三）強調作圖演示，提升學生形象思維

初中數學教學中，包含很多形象思維內容，主要體現在數學知識的表象方面，在學習這些內容時需要通過猜想、觀察、類比以及聯想等方式進行，通過形象思維材料的加工獲得相應的思維體驗。大量數學實踐教學研究發現，學生在學習數學表象知識內容的過程中，存在學習知識零散、表象知識內容掌握少以及聯想能力不足等問題，而形成這種學習問題的主要原因為學生的形象思維發展不完善，教師沒有意識到教學中對數學知識進行直觀演示的重要作用，不利于學生對知識內容的理解，無法形成完善的數學知識網絡。通過形象思維可視化發展能夠將語言表述的方式轉變為形象的圖形展示方式，形象思維的直觀性和動態性更有利于學生對知識的理解。比如在“二次函數”實際教學中，教師可以利用幾何畫板進行演示，學生能夠直觀看到y=ax2+bx+c（a≠0）的二次函數中，隨著a的變化，二次函數圖象拋物線開口的變化情況。教學時，教師還可以選擇一位學生到講臺上利用幾何畫板為全班級學生進行演示，其他學生在觀看的同時與自身的猜想進行對比，并思考二次函數的不同系數在函數圖象上反映的位置等，通過演示的方式幫助學生分析和掌握圖象性質。為了保證學生掌握得更扎實，可以以小組為單位，對y=ax2+k，y=a（x+h）2以及y=a（x+h）2+k進行對比，判斷三者間的區別和聯系。利用幾何畫板幫助學生對二次函數圖象的變化情況進行有效觀察，以數形結合的形式，保證數學形象的生動性和間接性，提升學生形象思維能力。

綜上所述，初中數學教學中思維可視化的應用是以發展學生的核心素養為目標，以思維可視化為手段，將教師和學生的思維過程清晰地展現出來，促進師生間思維的碰撞和交流，保證教學重難點的有效突破及達成度。同時可視化思維還有利于實現對學生思維的拓展和創新，促進學生靈活選取合適的方法，優化數學思維，解決數學問題，打造高效初中數學課堂。因此教師需要合理利用思維可視化模式，提升教學效率，保證教學效果。

參考文獻

[1]童文博.思維可視化在初中數學教學中的應用研究[J].新教育時代電子雜志（教師版），2020（6）：89.

[2]王國強，段志貴.構建初中數學思維可視化課堂的實踐探索[J].中小學教師培訓，2020（10）：59-62.

[3]米榮波.思維可視化技術在初中數學教學中的應用研究[J].中學課程輔導（教學研究），2019，13（34）：99，116.

[4]高淼.思維可視化在初中數學教學中的應用研究[D].蘇州：蘇州大學，2017.