小學低段數學知識的可視化教學研究

摘 要：數學學科本身就具備抽象性強的特點，再加上小學低年級段學生的認知能力較低、生活閱歷較淺，導致他們在學習的過程中會遇到一些困難。可視化教學手段的應用可使數學知識變得更加形象、生動、具體，能夠激發學生的學習興趣，促使他們深入理解所學知識。本文闡述了可視化教學的概念，并就可視化教學在小學低段數學知識教學中的應用進行了研究，希望可以為相關教學人員提供一些幫助，僅供參考。

關鍵詞：小學數學;可視化教學;思維導圖;概念圖;教具

中圖分類號：G62? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-9132（2022）17-0059-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2022.17.020

數學是一門源于生活、用于生活的學科，但傳統的數學課堂教學存在一定的局限性，導致學生僅僅將理論知識學習放在首要位置，其實際生活應用能力得不到提升。而利用可視化數學教學手段開展教學活動可使抽象的教學變得具體、生動起來，促使學生更好地對所學的知識進行理解和掌握，并學會將其應用到實際的問題當中。

一、可視化教學的概述

（一）教學概述

可視化是指通過不同的教學手段使相關內容變得直觀可見，用具有實際內涵意義的圖像內容將不可見的信息或是抽象信息內容表示出來。可視化的載體可以是視頻、圖片、列表，而將這一方法應用在教學當中則稱之為可視化教學。簡單來講，可視化教學是指學校或教師將可視化元素作為載體組織的教學通道，使學生通過學習使信息知識進入大腦，是現階段數學課堂教學中較為有效的一種教學方法，可以將小學低段教學的教學內容直觀地反映出來。

（二）常見的知識可視化工具

1.思維導圖。思維導圖最早是被用作記筆記，但在應用思維導圖的過程中，其可視化優勢逐漸被發現，所以現階段思維導圖也被廣泛地應用在教育教學中，是發展學生思維的一種非常高效的教學工具。在思維導圖的構建過程中，小學數學教師需要根據教學內容進行主題概念的描繪，并將其作為思維導圖的中心點，之后再通過箭頭、顏色等圍繞這一中心點聯系其他重點知識及分支概念，而這就使得以往單調的數據信息變得更加直觀和清晰。思維導圖在小學數學低年級段教學中的應用可使學生的記憶力和創造力得到有效提升，與小學生大腦思維模式是非常相似的。思維導圖的“中心概念”是其最為顯著的特征，是從中心概念逐漸地發散各級主題，最后形成樹狀的結構圖。現階段很多教師會應用計算機進行思維導圖的構建，比如說會借助XMind軟件進行思維導圖構建，輔助數學教學。

2.概念圖。概念圖是指教師根據所在班級學生的心理特征，結合概念、網絡理論以及圖示理論的新型教學工具開展教學活動。其在數學教學中的應用有著重要的推進作用，能將數學知識體系更加清晰地呈現在學生面前。概念圖的組成元素主要有數學概念、箭頭等，同時命題是概念圖的中心內容，教師可以將其置于圓圈當中，之后再通過線條或箭頭緊密地聯系概念命題，使概念之間能夠組成具有層次性的結構。概念圖具有非常明顯的可視化特點，可將不同知識體系的層次化結構有效凸顯出來。

3.教具。對于小學生來講，教具是其在進行學習時不可缺少的一種工具。數學教具是指教師在數學教學的過程中所使用的輔助用具，幫助學生深入理解所學知識。數學教具的形狀各異，類型較多，利用教具開展教學活動可使抽象、難以理解的數學知識變得直觀具體，有利于學生快速理解數學概念，并能在教具的輔助下進行計算公式推導。但是，有些教具也有其局限性，并不能很好地貼合教學實際，因此教師可以引導學生動手制作教具，這樣不但可以很好地彌補數學教育資源不足的問題，還可使學生在自制教具的過程中體會到數學學習的樂趣。

二、可視化教學方法應用在小學數學中的重要意義

（一）有利于抽象的知識簡單化，便于學生理解

學習知識的目的是為今后打下良好的基礎，而低年級段的學習又是學生學習最基礎的部分。這一時期的學生大腦正處于形象思維階段，無法對各學科知識很好地進行掌握，導致教學效果不佳，久而久之，學生就會喪失學習興趣。小學低段的數學學科知識具有一定的抽象性，需要學生在學習的過程中對計算關系、數字之間的數量關系等進行理解和掌握，還要學習時間和空間上的一些知識內容。為了能夠更好地進行數學教學，使數學知識由抽象化轉為形象化、直觀化，便于學生理解和掌握，小學數學教師必須選擇科學合理的教學方法，而通過可視化教學方法能夠將數學知識化難為易、化繁為簡，將抽象化的知識轉化為可視化、簡單化的知識。這樣，學生理解起來就會變得容易，也能夠對所學數學知識有更加深入的認識。

（二）可視化教學符合小學生思維發展特征

小學生正處于形象思維向抽象思維發展的初始階段，因此在對其進行數學教育時需要從形象思維特征著手，根據學生的思維模式進行課堂教學方式方法的優化，有針對性地開展教學活動，將抽象、難以理解的數學知識轉化為形象知識。只有這樣才符合學生的思維方式，才有利于學生完成數學知識體系的構建，促使他們對知識點之間的差異與聯系進行辨別，提高他們的思維能力。此外，可視化工具在數學課堂中的應用還有利于學生記憶力的提升，使其能更加快速地對所學數學知識進行理解與掌握。

三、小學低年級段教學現狀分析

小學低年級階段的學生年齡小，好奇心較強，自我管理能力較差，注意力無法長時間集中在數學課堂上。為了使學生更好地掌握知識，小學數學教師在課堂上就會過多地向學生進行理論知識講解，以求讓他們快速記憶和掌握，但學生卻提不起學習興趣，導致教學的效率和質量難以得到保證。究其原因主要是教師在教學的過程中并沒有考慮到小學低年級學生的特征。對于小學低年級學生來講，很多數學原理、概念等知識非常抽象，因此學生很難對其進行理解，如果教師只是一味地采用單一理論教學方法的話，學生在課堂上可能對這些數學知識有了一定的記憶，但在具體應用的時候就會出現問題。而想要改變這一現狀，小學數學教師必須對傳統教學方式進行轉變，將抽象、難以理解的數學原理等知識轉變為可視化的圖片或視頻，促使學生在可視化的環境中加深對所學知識的印象，提高自身的理解能力。

四、小學低段數學知識可視化教學策略

可視化教學的方法和內容并沒有局限性，因此小學數學教師在教學的過程中就可以根據數學課程內容來進行可視化教學方法的選擇。

（一）通過聯系學生生活，建立表象

數學學科具有較強的抽象性，導致小學低段學生在學習新的數學知識時無法立刻構建清晰的知識體系。同時，在沒有可視化數學概念之前，教師在教學的過程中主要是依靠講述式的教學方法，導致學生被動地接受知識，無法深入理解知識的內涵。可視化教學方法在數學教學中的應用卻可以將學生迅速地引入創設的學習情境中，使其能夠更快、更好地對數學知識進行了解和掌握，并逐漸提升自己的思維能力和創新能力。所以說，小學數學教師一定要利用可視化教學方法將數學知識迅速導入課堂當中，協助學生更好地進行學習。新課標強調小學數學教學要具有一定的生活性，學生只有通過感受自己的親身經歷，才能夠對數學概念和方法有更深刻的理解，因此小學數學教師應聯系學生已有的生活經驗，讓學生能夠迅速地在頭腦當中建立表象，從而對數學知識有更直觀的認識。

以一年級數學“11～20各數認識”為例，這節課的教學內容會涉及記數轉換的概念。為了引導學生深入理解這部分教學內容，小學數學教師可以將抽象的單位換算轉化為可操作的事物，比如說將10個火柴為一個單位捆綁在一起，并為學生留下一些火柴，讓學生通過擺放火柴將11～20的數字表示出來。一捆火柴代表10，零散的火柴則代表個位數的數量，學生通過擺放就能夠對記數轉換的含義有更深刻的理解。

（二）利用可視化教學使學生理解數學知識本質

小學數學教材的知識內容是比較抽象和難以理解的，需要學生利用自己的邏輯思維進行推理，并逐漸地對知識的準確要義進行領悟。比如說小學低年級段的學生已經對圖形有了一定程度的了解，而這部分內容在今后的數學學習當中也會有所涉及，所以說圖形的這部分知識具有一定的系統性，需要教師引導學生常學常新，為今后的數學學習打下良好的基礎。

為了能夠使學生更好地理解知識內容的本質，小學數學教師就可以利用可視化教學方法開展教學活動。比如，在拼合平面圖形與形狀對比當中，教師就可以通過折疊紙張或是拼接七巧板等具有可視性的操作行為向學生演示，從而使學生獲得直觀化的視覺效果。在物體立體形狀的數學知識授課過程當中，教師可以指導全班學生自行進行相關教具的制作。比如，在正方形折疊這一數學教學內容上，教師就可以引導學生利用紙板拼合，以后再演示旋轉，這樣不同平面之間相互關系的特點就能夠直觀地顯現出來，學生就能夠對這一知識點快速地進行理解和掌握。小學低段的部分數學教學內容必須依靠可視化教學才能直觀地展示出來，比如說長度單位，如果只是將直線、射線、線段通過語言描述講給學生聽，學生在腦海中很難建立起清晰的概念，如果教師可以指導學生在紙上畫線，學生就能高效地對直線、射線、線段進行區別和聯系。

（三）通過可視化教學進行學習總結反思

教師可以通過可視化教學方法對學生的學習效果進行總結和反思，檢測學生對于重點概念知識點的理解和掌握是否到位，教師和學生共同通過可視化方法發現數學學習中存在的問題，及時優化教學方式，并引導學生修正思想。

知識結構導圖就是現階段較為廣泛使用的一種可視化教學方式。知識結構導圖能夠將學生學過的知識全面地包含在內，是學生知識產生過程和思考方式的涵蓋。知識結構導圖對于學生數學邏輯能力、聯想能力和表達能力的培養有著良好的促進作用，有利于學生數學思想以及數學自主學習方法的養成。教師可以引導學生借助結構導圖進行學習、反思、總結，進而獲得良好的學習效果。知識結構導圖分為識圖、作圖、用圖三個部分。識圖是指教師教會學生對知識結構導圖進行理解。低年級段的小學生對于知識結構導圖并不熟悉，所以教師就可以利用多媒體將創作知識結構導圖的視頻直觀地展現在學生面前，激發出學生進行結構導圖創作的興趣。作圖，這一步對于小學低段學生來講較為困難，所以教師可以引導學生從簡單數學概念開始，讓學生在數學教材當中找出幾個數學概念寫在筆記本上，然后給這幾個概念建立連接，找出詞語形容概念之間的關系，之后形成知識結構導圖。用圖是將知識結構導圖內化為學生自身知識的一個過程，一般可在復習知識時實現這一過程，讓學生將自己的知識結構導圖思路用語言解讀出來。

（四）引導學生自制道具進行數學學習

自制教具是指教師和學生利用簡單的材料根據數學課堂教學內容制作教具。在圖形知識的教學過程當中，教師可以引導學生利用硬紙板、彩色卡紙、橡皮泥等進行圖形制作，之后再將制作好的圖形應用在教學展示當中。在自制道具的過程當中可以根據實際的教學內容靈活選用材料。此種方法非常簡單化和直觀化，可用于大多數數學知識教學。例如，在教學“時、分、秒”這一章的知識點時，教師便可以引導學生利用紙板自制教具，先引導學生對時鐘的表面結構進行初步了解，之后再引導學生通過紙板自制時鐘，完成之后再由學生共同探討、分析、總結時針、分針的運轉規律，快速完成對這一數學知識點的學習。

（五）運用教學課件進行數學教學，促使數學知識可視化

教師可以利用多媒體進行數學教學，先對教材內容進行分析，之后再進行多媒體課件的制作。多媒體教學有著形象化、直觀化的特點，集文本、圖片、聲頻、視頻為一體，能夠將數學知識真實直觀地展現出來，將學生的注意力牢牢吸引住，激發出學生數學學習的興趣。例如，在關于長方體知識的教學當中，教師可以利用多媒體展示一些學生生活中常見的事物，如書本、盒子等，以供學生思考，讓學生找出其中的長方體，之后再通過多媒體將標準的長方體展示在學生面前，使學生能夠對長方體有一個清晰的認識，最后再進行長方體知識點的教學。

（六）合理地采用可視化教學方式，輔助學生理解

在數學可視化教學方法的應用當中也可以結合數形結合的思想將圖像用數字表現出來，并通過對比觀察等方法，使學生能夠逐漸地對所學知識進行理解。在小學低段數學課堂教學當中，教師一定要指導學生進行探究式學習，使其能夠運用可視化相關知識對所學數學知識進行認知和思考。

五、結語

可視化教學方法在小學低段數學教學中的應用能夠使學生對基礎數學知識有更深入的了解，使數學知識變得更加生活化、形象化、具體化，有利于學生學習積極性的激發，促使其自主地投入數學學習、思考和分析當中，進而提升數學課堂教學效率以及學生的數學思維能力和創造能力。

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[責任編輯 郭麗杰]

作者簡介：薛海（1976.8— ），男，漢族，甘肅張掖人，一級教師，研究方向：小學信息技術教學。