基于思維可視化構建小學減負增效新課堂的策略探討

作者簡介：余雅清（1992～），女，漢族，福建廈門人，廈門第二實驗小學，研究方向：小學數學。

摘 要：小學數學階段，學生對知識的表達空洞、不直白，思維內隱、晦澀，最終在知識的理解掌握方面表現不佳。文章基于當前教學現狀對相關問題產生的原因進行分析，在前人研究的基礎上，為構建減負增效的新課堂提出思維可視的方法。

關鍵詞：思維可視;思維發展;減負增效

中圖分類號：G623.5 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2022）18-0001-05

一、引言

課堂上知識點和習題講解后，筆者常常想要得到學生的反饋，于是問道：“還有不清楚的嗎？”學生往往是清一色地回答：“沒有，懂了?！本退銈€別誠實的學生回應還不大明白，再講解后已經理解，可是一旦受到變式應用練習的沖擊，經常還是大面積的遭殃，許多題目的錯誤率比預想的要高得多。沒有標尺，沒有量表，如何精準衡量和把握？雖有思考，但學生思維過程很隱晦，知識的加工程度不同，無法確定知識掌握水平，更難有的放矢地幫助學生。課堂的時間短容量大，學生如何輕松牢固地掌握重難點，及時內化和拓展思維？教育部出臺“五項管理”，減負再次被廣泛關注，如何構建有效課堂，成為筆者經常思索的一部分。

其實這是學生內隱思維導致知識掌握不佳的表現。內隱思維是游走于腦袋里的想法，經常是一閃而過、不具體、不全面的思考，這種思考往往是不經過表達、記錄和動態生成的，更多存在于一種被動式地接受學習模式中，而非主動式探索，這樣的思維經常被指向“似懂非懂”。學生要提高掌握知識的效率，需遵循理解、鞏固保持與應用練習的規律進行。內隱思維導致知識掌握不佳，就是以被動式學習的方式參與，思維內隱模糊，思考淺薄片面，出現理解新知上不全面，鞏固知識時沒效果，進而在應用領域手足無措、錯誤率極高的現象。

內隱思維導致知識掌握不佳主要有以下特點：

①能理解部分知識點，但處在一個似懂非懂的境地，好像聽得懂，但又說不清道不明。

②難以與本身的已有知識網絡勾連，新知識未能納入已掌握的知識系統，已有知識未獲得擴大和更新。

③在變式訓練和應用練習上，手足無措，錯誤率極高。

二、存在問題的原因分析

基于存在的問題，筆者進行充分的分析討論，力求抓住問題的核心，探求其本質原因。探求問題的本質主要是從客觀和主觀兩個方面著手?？陀^上和實際教學的材料內容有關，主觀上與教師和學生有關。

（一）形象向抽象過渡期，思維特點受限

小學階段是學生具體形象思維向抽象邏輯思維過渡的關鍵期，盡管發展邏輯思維成為主要任務，但學生始終脫離不開直觀的支撐和直接的經驗。特別是面對抽象的問題常常表現得迷茫困惑，只有以具體形象的事務作為切入點，問題才能有所突破。

（二）留痕習慣規范欠缺，少主動不科學

學生年齡尚小，他們偏向天馬行空，喜歡用自己的方式表達思維，但往往他們的方式還不夠科學有效率。日常理解知識和練習過程中，他們是存在惰性的，在過程表述方面能省則省，不愿意多花時間呈現自己的思考過程，一旦教師對“可視化思維”提出一些規范要求，他們的反應一般是較為抵觸，不愿接受。

（三）留痕習慣指導欠缺，心有余力不足

在實際教學中，教師會忽略留痕習慣的培養，在畫圖、操作、言說、記錄方面的指導不夠細致，未能及時發現和反饋學生的問題，學生只是為了做而做，不知道這些工具是為思維發展服務的。等到學生獨立思考問題時，無從下手，不知道借助什么工具分析，如何開始分析，怎么進行嚴謹的分析。教師有時候有了自己的教學主張，但在推進過程中或是后續學習中難以堅持貫徹和執行，教學壓力下，往往“思維可視”的指導就成為犧牲品。久而久之，又打回原形，還是原來的教和原來的學。

（四）受到學習材料牽制，重結果略過程

在部分學習材料的編擬中，體現出精簡的過程，更重視結果的達成，從而忽略了過程的產生，會給學生錯誤導向。然而部分學習材料考慮學生的思維特點，能夠契合學生年齡特點來編制，但是在呈現方式上，無法多元呈現，例如對話、圖像、動態圖，甚至動畫、視頻等，學生感受不深，無法深刻體會知識內容的本質，往往只見樹木不見森林，只記結論不學方法。在部分練習材料中，考查的方向則偏向于應用知識的結論方面，而非知識的過程方法，學生也順勢代用公式，生搬硬套，不考慮思維方法。

三、前人的研究成果

文章旨在利用“思維可視化”的方法介入學生的知識掌握過程，弱化思維內隱的弊端，在理解、鞏固保持的環節中加以監控和干預，幫助學生形成良好的思維習慣，提高知識掌握水平，以達到最大限度應用知識，拓展思維，發展能力的目標。

在中國知網（CNKI）數據庫以主題為“小學數學思維可視”進行了精確查找，共檢索到136篇文獻，其中博士論文1篇，碩士學位論文10篇，期刊119篇，國內會議6篇，研究發展呈現出逐年上升的態勢。

劉坤在《思維可視化導學案在小學數學教學中的運用實踐》一文中提出：讓學生掌握思維可視化學習方法要有“識圖—制圖—用圖”三個階段。此外，還提出了運用思維可視化需要注意的事項。

季容臻在《基于“思維可視化”的小學科學探究教學策略》一文中提出，“思維可視化”是一種認知策略，根據兒童思維發展的局限性而提出?！八季S可視化”包含兩種表達形式：“可視思維”“有聲思維”，其中“可視思維”，即將抽象知識或事物通過一定手段的轉化，使之變得具體、直觀。

張齊華提出要善于調動學生的多重感官，創新教學路徑，用直觀的圖形表征抽象的思維，在動手操作與實踐中體現思維的過程，在語言表達中外化學生的思維，通過“畫”“做”“說”參與思維的發生、發展和過程表達中。

從有關研究可以看出，思維可視化的教學能夠促進學生的思維發展，促進學生的學習，提高教學有效性，因此思維可視化受到廣大研究者的高度關注。但思維可視化研究應用到小學數學學科的研究較少。小學階段是學生思維能力培養和發展的關鍵時期，且數學是一門依靠思維的學科。因此，小學數學思維可視化教學有待于進一步的研究。基于前人研究成果，文章所研究的思維可視主要涵蓋：直觀的圖形表征、探究式的動手操作和精準的數學語言，而數學語言又通過文字和口頭兩種方式進行表達和傳遞。

四、思維可視化策略建議

隨著數學教學的發展，培養數學核心素養如今受到前所未有的重視。在現階段，拓展學生的數學思維成了數學教學的根本任務。數學學習本身就是抽象的晦澀的，其思維更是內隱的不可見的，如何破解思維這個神秘的“黑匣子”，就需要教師利用有效的手段，將內隱邏輯具象化，實現思維可視化，讓教師能及時地跟蹤，有效地把握學習情況，學生能了解自己的掌握情況，也能評價其他同學的學習情況，達到思維的提升，最終實現核心素養的達成。

要想實現清晰追蹤學生學習情況，及時跟進和調整的有效課堂，就要通過一定的策略使得學生思維輸出可視化。

（一）“畫”得精準，用形象解釋抽象

美國數學家斯蒂恩曾說：“如果一個特定的問題可以被轉化為一個圖形，那么，思想就整體地把握了問題，并且能創造性地思索問題的解法?！眻D示法的使用，無形中滲透著數形結合、幾何直觀、數學模型等數學思想方法，對數學學科核心素養的培養有重要意義。

1. 示意圖演繹生活情境

示意圖能大體上描述或表示物體的形狀、相對大小、物體與物體之間的關系，低年級的學生以具體形象思維為主，將抽象的文字信息轉化成便于理解的示意圖，有利于化解抽象問題與學生思維本身固有的特點之間的矛盾。正如心理學家劉范所言：“即使是只要求兒童進行對抽象的數進行運算的項目，兒童往往會借助直觀的圖像來求解答;當解題遇到困難時，這種現象更為常見?！?/p>

例如，執教有關“歸一”的解決問題時，面對“老師買了3枝百合花，付了18元，老師的朋友，也想買8枝同樣的百合花，老師的朋友要付多少錢？”引導學生用畫圖的方式表示已知條件和問題。學生經歷了畫圖過程，從具體的情境圖到實物圖，再到示意圖，帶領學生在對比中優化簡明的畫圖方法。更重要的是，要求人人能解釋算式的道理，18÷3算的是一枝百合花的價格，在圖里用一個○表示，要求8支百合花的價格，就是8個○的總和（如圖1）。

圖1 情境圖、實物圖、示意圖的表示方法

學生通過親身試水畫圖，感受畫圖的優越性和必要性，自然而然地演繹了稍復雜的情境，再通過問題導向，增強“讀圖”的意識和能力，分析數學信息，明晰數量關系，勾連圖與式。在歸納總結中建立歸一的數學模型，一系列的思維活動悄然發生，教師也能在一幅幅圖中把握學情，啟發思考。

2. 線段圖辨清不同情境

線段圖是由幾條線段組合在一起，用來表示應用題中的數量關系，幫助學生分析題意，解答問題的一種平面圖形。線段圖在中年級開始引入使用，其直觀形象的特點，能將抽象信息進行再創造，從而達到問題解決的目的。

例如，在《畫線段圖解決問題》一課中，“紅花是黃花的2倍，白花是黃花的3倍，三種花一共有36朵，黃花有幾朵？”和“一根繩子剪掉了全長的一半還多10米，還剩30米，這根繩子長多少米？”這兩個例子，剛出示時學生感受并不深，甚至習慣用以往一條線段表示，但是通過對比，就能進一步提煉得出：總體與部分關系，通常畫成一條線段，而不同量的關系通常需要畫成多條線段，便于比較（如圖2）。

隨著教學推進，呈現問題：“漫畫書和故事書一共有135本，故事書比漫畫書多15本，問漫畫書和故事書各有多少本？”根據“故事書比漫畫書多15本”這一關系句可以馬上確定出標準量是漫畫書，再進一步畫出故事書。而在稍復雜的情境下“晶晶和亮亮一共有183張卡片。亮亮的卡片數量是晶晶的4倍多8張，兩人原來各有卡片多少張？”重點分析“亮亮的卡片數量比晶晶的4倍多8張”，也能得出標準量是晶晶的卡片數量。不管是和差問題還是倍數問題，都要根據關系句畫圖，而且要先畫標準量再畫比較量，還要標清數據，理清數量關系（如圖3）。

線段圖呈現思考過程，可能是不完整或是不清晰的，但是，線段圖這種可視化的思維輸出，教師看得見，一次次把握重要節點，適當點撥，及時歸納，學生對問題的把握越來越清晰，后續學生在運用圖形解決問題上不僅有方向了，而且也有方法了。

3. 矩形圖解開復雜情境

越到高年級，用矩形圖解決問題的需求開始產生。根據題意畫出矩形，可用矩形的長表示一種量，用矩形的寬表示另一種量，面積表示這兩種量的積的關系，這樣可以把抽象的數量關系變得具體形象，便于尋找解題線索。

例如，在執教《畫矩形圖解決問題》時，面對較直接的面積問題，長寬的對應關系很明顯，但是對不顯著的問題情景，則需要重點明確長表示什么、寬表示什么，在圖與式之間建立勾連，打破學生原有的不熟悉和不習慣。繼續豐富矩形圖的內涵，并非只能適用于“長×寬=長方形面積”類型，也能作用于“每份數×份數=總數”，甚至是“單價×數量=總價”“速度×時間=路程”等一系列兩個數的積的數量關系的模型中。將各種相關數量關系融匯在一起，理解長、寬所表示的含義，逐漸會發現圖示法的優點——利用圖示法可以解決一系列的數學問題（如圖4）。

這樣的過程就是重要的數學建模，模型建立，再延伸到遇到復雜的數學問題也能迎刃而解了。通過繪制矩形圖，學生的思維拓寬，層次拔高，而且提高問題解決的能力，增加學習的自信。

執教過程中，應結合學生的年齡特點，將各種畫圖方法融入日常教學中。當學生遇到困難時，能根據問題情境靈活選擇畫圖的策略，在“畫”中分析信息和問題之間的關聯，用形象易感知的手段輔助解釋抽象的問題情境，就能有效突破思維瓶頸，有利于問題解決。

（二）“做”得具體，借操作提升思考

美國教育家杜威提倡“從做中學”，或者說，“從經驗中學習”。在他看來，教學應從學生的經驗和活動出發，使學生在游戲和工作中獲得知識和能力。學生個人的操作經驗是最有說服力的，比起直接的教給，學生顯然理解得更深刻和全面。

例如，在《平行四邊形的面積》一課中，引導學生注意整體的全局意識，推導公式是一個過程，不是為了轉化而操作，而是為了后續的找聯系和推導進行鋪墊。清晰的思路，便于指引學生進行有向操作，所有的操作活動變得主動積極、有指向、有目標，“動”中會思考著怎么實現轉化，“動”后還會想著如何找聯系、推公式。因為看得到學生的動態操作過程，就能發現學生活躍的思維貫穿活動中和活動后，避免了操作活動與主動思考的割裂，實現了操作的高效性，學生的思維也跟著推進和發展。

（三）“寫”得多樣，依留痕全盤考慮

寫這種簡單易操作的手段，也是思維留痕的重要手段，如何有效地寫、寫到什么程度就顯得尤為重要。有效寫出，就有發展思維的可能，完整寫出，就是發展全面思維的基石?！斗謹党ǎǔ龜凳钦麛担分刑岬剑骸笆遣皇撬械姆謹党哉麛刀伎梢赞D化成乘整數的倒數。請你們以6/7÷4為例進行說明?！庇卯媹D的方法學生已經覺得麻煩，不適用，所以有用說理解釋的，“6/7÷4相當求6/7的1/4，就是把6/7平均分成4份，取其中的一份”，還有利用商不變的性質來轉化。（如下5）思維多樣化、全面化全在可視中追蹤和引導，課堂得以呈現豐富、有層次的形態。

6/7÷4

=6/7×1/4÷4×1/4

=6/7×1/4÷1

=6/7×1/4

6/7÷4

=6/7×7÷（4×7）

6/7÷4

=6/7×7/6÷4×7/6

（四）“說”得清晰，靠邏輯改善混亂

1. 大問題牽引，給學生整理語言的機會

知識拒絕“咀嚼”完了再給學生，設置大問題，有利于引導學生全面思考問題，完整經歷探究過程，從而避免接受支離破碎的知識，也減少了淺度思維。例如，在教學《平行四邊形的面積》時，在課堂的開始就用短平快的方式問道：“我們怎么進行平行四邊形面積研究呢？你有想法嗎？”學生的思考量大，不僅要考慮研究的某一個環節，還要思考如何一步步地推進，還可以回憶以前的相關經驗找兩者不同。這樣把繁雜的知識點用統一歸整的問題牽連起來，給學生留足時間思考討論，也給學生整理思路語言的機會，全面的、深度的思維也在問題的驅動下得以綻放。

2. 深入式對話，讓學生調整語言的契機

師生、生生之間的深入對話能打通教學中的固有狀態，即“似懂非懂”的狀態。只要多追問一句，“你是怎么想的？”“說說你的理由。”放低自己的姿態，更多地親近學生，走進學生，深挖學生資源，“能說得更具體點嗎？”“你能再完整地說一遍嗎？”其實這樣的過程教師已經完整跟蹤到學生的掌握情況，而且已經在糾正學生對知識的理解疏漏。學習不是淺嘗輒止，更不是人云亦云，教學中多留出一部分時間，多追問，多質疑，給予學生評價反饋的機會。如此推進，不僅能在分享、對話、質疑、辯論中求同存異，還能建構知識架構，思維就在這樣開放的、有深度的對話中悄悄展開并升華。

學生利用以上的手段，將內隱邏輯具象化，實現思維可視化，使得教師能及時地跟蹤，有效地把握學習情況，學生能了解自己的掌握情況，也能評價其他人的學習情況，達到思維的提升，最終實現核心素養的達成。

知識類型的不同決定了教學方法的差異，但使思維可見，通過以上的“畫”“做”“寫”“說”的方式，讓教學有所依，在精心設計的活動下，學生的思維正悄然走向高階，也符合了當下對教育的追求：教得少而精，學得深而廣。減負增效的新課堂，將使得教育質量提高，學生興趣提升，教育氛圍融洽。

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