基于“思維可視化”的信息科技教學研究
——以《地址及引用》一課為例

黎海 江蘇省太倉市良輔中學

思維可視化是指運用一系列圖示技術把本不可視的思維（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，計算思維同樣可以通過思維可視化來培養。下面，筆者以《地址及引用》一課為例，談談如何通過“思維可視化”的設計來引導學生思考，培養學生的計算思維。

● 基于“思維可視化”的教學設計

1.確定教學目標

思維可視化是用來組織和表達知識的一種工具，通常是將所有知識點或某些概念，利用連線聯系在一起，使人在視覺上能夠清楚地看到概念之間的關系。因此，在教學過程中，教師要充分挖掘教材中能夠培養計算思維的知識點，并引導學生運用思維可視化工具展現自己理解的知識。例如，在《地址及引用》一課的教學設計中筆者確定了如下的教學目標：

①能夠從生活體驗入手去理解單元格的含義及作用，通過在WPS表格軟件中的系列計算操作，體會選擇合理軟件工具的重要性。（信息意識）

②能夠將所見的思考方式內化為自己的思維習慣與行為方式，合理運用相對地址和絕對地址來解決實際問題。（計算思維）

③能夠根據需要選擇合適的數字學習資源進行自主學習，在交流、試錯、合作的學習過程中培養團隊協作精神和創新意識。（數字化學習與創新）

④能夠遵守網絡秩序，合理篩選并使用互聯網上的數據資源，在傳遞數據的同時樹立正確的網絡文化價值觀。（信息社會責任）

2.創設教學情境

信息科技課程要求教師用符合數字時代的思維方法，引導學生思考，并處理數字時代的事件。因此，筆者在《地址及引用》的教學設計中引入了貼近學生生活實際的“居民分時電費”計算來逐步展開教學，以“已知數學法→新知軟件法→相對引用法→絕對引用法→表內引用法→表間引用法”為主線引導學生完成知識脈絡的構建與計算思維的培養（如圖1）。

● 基于“思維可視化”的教學實施

信息科技是一門以知識性、操作性、實踐性和探究性為特征的課程，它是在信息獲取、處理和應用的過程中，培養學生的數字素養，發展學生的計算思維。要實現這個目標，教師需合理安排操作步驟，并在學生理解能力、知識基礎及操作經驗的基礎上，有序引導和推進教學進程。

1.由數學化走向信息化

在教學中，教師不可能將學生所需的所有知識技能都傳授，因此，培養學生的知識遷移能力尤為重要。學生只有通過遷移不斷獲取新知，能夠由已知通向未知，才能適應不斷變化的信息社會。

例1：怎樣快速計算居民的電費？

師：同學們，利用已有的數學知識，是否能計算“劉春華”家的電費呢（如圖2）？

生1：在編輯欄中輸入公式：=0.5*52+0.3*20。

師：很好，單元格（D8）中顯示了正確結果32。那能不能在公式中用單元格地址來替代其數據呢？

生2：在編輯欄中輸入公式：=0.5*B8+0.3*C8。

師：完成得也很好，我們看到單元格（D8）中顯示的結果同樣是32。那么，引用單元格地址有什么用呢？大家觀察我接下來的操作。（演示“填充柄”功能）

……

在例1中，完成居民電費的第一次計算是用已有的數學知識來完成的，第二次計算是通過引用單元格地址完成的。在這個過程中，學生在原有生活經驗的基礎上進行了思維提升，從數學遷移到信息處理，完成了數字素養與技能的一次完整體驗。

2.由相對引用走向絕對引用

在課堂教學中，對難以理解的信息關系，教師可以用概念圖的方式進行表達。思維可視化可以讓學生將自己面對的問題，通過可視化工具展現出來，同時針對面對問題的細節，詳細地給出解決方法。

例2：當數據經常需要調整時，應如何引用單元格地址？

師：同學們，既然B8（52）和C8（20）這兩個單元格地址可以引用，那電價對應的C4（0.5）和C5（0.3）這兩個單元格的地址是不是也可以引用，請大家試試看！

生1：老師，使用填充柄后，出現了數據錯誤問題。

師：為什么剛才引用單元格地址正常，現在就出現問題了呢？請大家觀察D8至D21單元格中的公式，找找原因。

生2：引用電價的C4和C5這兩個單元格地址出現了問題。

師：觀察得很仔細！也就是說這兩個單元格地址的引用要想辦法固定。大家到教材中去找找解決方法。

……

學生得出結論：可以給這兩個地址前面加把鎖（$）（如上頁圖3），以實現相對地址與絕對地址之間的轉換；如果要固定引用某個單元格中的數據，應使用絕對地址引用；當對單元格中的數據修改后，引用該單元格地址的結果會同步更新。

在例2中，由相對地址的引用過渡到絕對地址的引用，思維切換的幅度有點大，但借助思維圖示能夠讓兩者的區別顯而易見，學生能夠充分理解相對地址與絕對地址的引用區別。在這個過程中，重難點的講解得到了有效突破，學生在不斷的思維迭代中，發展了信息科技核心素養。

3.由局部引用走向整體引用

信息的結構不是單一的線性結構，而是多維度的網狀結構，紛繁復雜的結構體系很多時候用語言難以表述，這時教師可以用思維可視化的方式將其圖像化，幫助學生理解。

例3：在“WPS表格”數據處理時，為什么要引用單元格地址？

師：地址的引用除了可以在工作表內使用外，還可以跨工作表引用。這里有一張“居民用電情況統計表”，嘗試一下能不能統計出來！再看看有什么發現？

生1：在引用另一張工作表地址時，會在前面出現被引用工作表的名稱。

師：觀察得很仔細！確實如此，在跨工作表引用地址時，需在前面加上被引用工作表的名稱（如圖4）。這堂課我們學習了地址的引用，同學們想一想在數據處理時，為什么要引用單元格地址呢？

……

學生討論梳理得出結論：可以大大提高數據處理的效率；在數據調整后，計算結果會同步自動更新。

在例3中，由工作表內的地址引用擴展到工作表間的地址引用。怎么引用，是對思維方式的演練；為什么引用，是對思維方式的總結。學生通過從局部引用過渡到整體引用，拓展了思維的廣度和深度，進一步內化了自己的思維習慣與行為方式，思維能力和計算思維得到提升。

● 結束語

信息科技不應僅僅是簡單的技術操作，更不應只是教師教什么學生學會什么的模仿性學習，教師要在信息科技核心素養的引領下，讓“思維”在“知識”上活起來，應用可視化思維方式，把難以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體驗，在培養學生愛思考的習慣的同時，將操作任務內化為基于思想的問題解決能力。