應用思維可視化方法，提升學生作業有效性

丁佳燕

【摘 要】思維可視化是指用一系列技術將原本不可視的思維清晰呈現出來的過程。在作業設計、作業完成、作業講評過程中，教師可以引導學生借助圖畫表達描繪思考方法、借助聲音表達描述思考路徑、借助文字表達描寫思考方向，從而發展學生思維能力，提高學生作業的實效性。

【關鍵詞】思維可視化 作業 思維導圖 有聲思維 文字表達

【中圖分類號】G40 ?【文獻標識碼】A ?【文章編號】1002-3275（2023）20-60-03

隨著“雙減”政策的提出，如何提高作業的實效性成為中小學一線教師教學研究的重點。思維可視化是指用一系列技術將原本不可視的思維清晰呈現出來的過程。“它揭示的是知識表征背后的思維方法、路徑與規律，具有很強的建構性、交互性和直觀性。”［1］教師可以引導學生借助圖畫、聲音、文字等方式激活內隱思維，把在完成作業過程中“只可意會不可言傳”的緘默知識開發出來，使思維有跡可循，使知識觸手可及［2］，從而提高學生作業的實效性。

一、借助圖畫表達描繪思考方法

在文字產生之前，人們主要通過圖畫來傳播和記錄信息，它是人們交流思想的工具之一。圖畫是一種有效的思維可視化工具，在指導學生完成作業的過程中，教師可以借助圖示，優化學生的解題思路，也可以借助思維導圖，幫助學生建構自我知識體系。

（一）借助圖示，優化解題思路

一些綜合性較強的理科作業注重考查學生的科學思維，對學生的知識理解和綜合能力要求較高，教師可以引導學生根據三個步驟，即提取信息、畫出圖示、應用規律來分析解決問題。例如物理圖像能形象直觀地反映物理量與物理過程的關系，將思維可視化能很好地提升學生的分析能力，因此教師可以讓學生在做題時借助圖示優化解題思路。以“蹦極問題”為例，這個問題是中考物理的重難點，它考查了力與運動的關系、機械能的轉化和守恒等知識。

某運動員做蹦極運動如圖1所示，若不計空氣阻力，從高處O點開始下落，A點是彈性繩的自由長度，在B點運動員所受彈力恰好等于重力，C點是第一次下落到達的最低點。下列判斷正確的有（）。

A.從O點到A點再到B點過程中運動員動能先增大后減少

B.從A點到B點再到C點過程中彈性繩的彈性勢能先增大后減少

C.從C點到B點再到A點過程中運動員動能先增大后減少

D.從C點到B點再到A點過程中運動員機械能守恒

學生已經知道一個物體在不計空氣阻力、自由下落過程中做加速運動，所以他們在做題前會先思考：運動員從O點到C點的過程中會受到繩子的拉力，應該是先加速后減速，但運動員在哪一點速度最大呢？這個問題需要通過畫圖來進一步分析。學生根據題目中的信息畫出遠動員在A、B、C三點的受力情況，進而分析出OA、AB、BC三個下降過程中的速度變化及動能和勢能的轉化情況。下面是某個學生所畫的分析圖（見圖2）。

從圖2可以看出，將運動員在關鍵位置的受力、運動速度、機械能的變化通過圖示進行呈現，不僅能夠幫助學生清晰地了解運動的過程，而且能夠促進學生的思考在解決問題的過程中逐步深入，從而順利解決問題。

（二）借助思維可視化工具，建構知識體系

常用的思維可視化工具包括思維地圖、思維導圖和概念圖。思維地圖也稱八大思維圖示法，包括圓圈圖、氣泡圖、雙氣泡圖、樹形圖、括號圖、流程圖、復流程圖和橋形圖。思維導圖和概念圖是對八大思維圖示法的綜合使用，其中思維導圖以激發思維和整理思維為目的，而概念圖則要求通過連接詞對概念之間的關系進行精確描述。［3］教師可以引導學生在完成單元作業、整本書閱讀、知識點復習等時，借助思維可視化工具主動建構知識體系。基于思維導圖的整理作用，在某一單元學習結束后，教師可以引導學生利用思維導圖建立完整的單元知識框架體系，厘清概念以及它們之間的內在聯系。例如在九年級上冊學完世界古代史后，教師布置繪制思維導圖的課后作業，讓學生自主梳理基本史實框架。學生繪制的思維導圖圖文并茂，以關鍵詞和圖像為支架，有助于提升學生的歸納整理能力。學生在繪制思維導圖的過程中，自主梳理和建構知識體系，能有效增強記憶，提升學習效率。

二、借助聲音表達描述思考路徑

語言是思維的載體，是思維的外顯形式。有聲思維是指受試者在完成某項任務的過程中，隨時隨地表達頭腦里的各種信息。通過有聲思維，教師可以了解學生在完成作業時的認知行為或認知操作過程。有聲思維有助于師生了解正確答題的思考路徑是怎樣的，哪些策略可以解決問題，同時也有助于師生發現思維過程中的一些問題，從而更有針對性地解決問題，降低再次犯錯的概率。例如教師引導學生用有聲思維的方式說出自己完成英語閱讀理解題的思考過程，例題呈現如下：

1. Which of the following words rhymes with “ride”？（ ）

A. playB.bookC. fallD. tried

2. What does the underlined word “rough” mean？（ ）

A. interesting B.important

C. difficultD.dangerous

3. What does the writer learn from her riding when she was young？（ ）

A.Playing makes her happy.

B. Her brain is moving very slow.

C. If she tries again and again， she can do it.

D. Riding is different from learning.

以下展示了三個學生完成第一題時有聲思維的過程：

生1：先看問題，題目問的是哪個單詞和ride押韻，學詩歌的時候老師教過押韻，讀一讀就可以了。/ra?d/，/ple?/，/b?k/，/f??l/，/tra?d/，ride和tried都發/a?d/，因此選D。

生2：這篇文章是詩歌，第一題考的是押韻，像today和play、look和book、small和fall是三組押韻的詞，ride對應tried。

生3：rhymes是什么意思？這問的是和ride有什么關系吧，ride是騎自行車的意思，應該屬于玩的一種，選play吧。

通過對比發現，生1和生2在答題過程中善于運用已有的知識解讀文本信息，并將文本信息納入已有的知識體系中。生1的解題方式屬于閱讀的一般過程，在答題的過程中使用了類比的認知策略，用所學知識點解讀閱讀材料中的內容，將二者之間的相似之處進行對照、類推。生2的解題方式是基于文本模式的理解，屬于閱讀的高級過程，抓住詩歌這一語篇類型中特有的語言特征（押韻）來答題，并參照文體類型，建立該文本獨特的信息網絡。生3的解題方式屬于閱讀的低級過程，停留在捕捉詞匯的初級階段，不能正確理解題干中單詞“rhyme”的意思，導致無法正確完成此題。因此，在補償教學時，教師先讓這個學生掌握該單詞的意思，再指導其理解詩歌押韻的文體特征，以便在新的情境中正確遷移。

有聲思維還可以運用于錯題跟進上。教師要求學生講錯題，用“我原本是這樣想的……但根據……可知……因此這道題應該……”類似的語言表達來修正自己的答題思路，從而牢固掌握所學知識。

三、借助文字表達描寫思考方向

文字能將思維和認知過程記錄并長期保留下來，因此文字表達也是一個有效的思維可視化方法。通過文字表達，教師可以明白學生掌握的內容、存在的困惑、思維的過程。教師可以設置預習類作業，讓學生自主提問，明白學習難點，還可以讓學生通過文字敘述，再現答題過程中的思維軌跡，找到解決問題的突破點。

（一）文字提問展示思維層次

文字表達思維。基于學生的文字表述，教師可以分析他們對問題、對文本的理解和掌握程度。在預習類作業中，教師可以讓學生自主提問，把自己的思考和困惑用文字表達出來，可以通過列出學生問題了解其思維層次。

例如教學七年級下冊語文《驛路梨花》前，教師布置了以下預習作業：根據文章題目寫出一至兩個獨立思考的問題。第二天教師檢查預習情況，總結了學生提出的三類典型問題：“驛路”是什么意思？驛路邊上為什么有梨花？作者為何寫驛路邊上的梨花，是不是這里的梨花很特別？難道作者只是隨便寫寫驛路邊上的梨花，這梨花有什么深意？題目是否顯示了作者的寫作目的？

從第一類問題的文字表述可看出，學生只是基于題目的字面提出問題，沒有深入思考，思維是淺層次的。第二類問題抓住題目中特別的詞——梨花，并思考這普通的梨花前用“驛路”來修飾，應該有獨特的意思，相比于第一類問題，第二類問題無論是思考的深度還是廣度都有了較大提升。第三類問題從普通的意象“梨花”出發，嘗試探究主題，抓住了關鍵點“驛路梨花處處開”，實則是為人民服務的精神代代傳，從具象走向抽象，從淺層學習進階深度學習。基于學生的課前提問，教師在課堂教學中能更好地聚焦重難點，分層引導學生從低階思維走向高階思維。

（二）文字敘述刻畫思維軌跡

一些學困生遇到難題往往會選擇放棄探究，因此他們上交的作業會有大片的空白。筆者所在學校教師不允許學生“空題”，要求學生遇到不會的題目時用“兩頭湊”的方法思考，并把這一思考過程用文字的形式寫在題目下方。“兩頭湊”的思考要點包括為了得出結論需要什么條件，從題目的已知條件“我”可以得出什么結論，“我”不會的是什么。這樣的文字表達既能有效防止學生產生思維惰性，又能使教師精準把握學情，明確后續指導方向。

例題：如圖3，已知AD∥BC，E是線段BC的中點，AE=DE。求證：AB=DC。

學生甲在證明時寫下了以下解題過程：

證明：要證AB=DC，就要證明△ABE≌△DCE；

由題目已知：∵E是BC的中點，∴BE=CE；

困難：我只能根據條件證明BE=CE，我不會使用題目中AD∥BC和AE=DE的條件。

學生乙在證明時寫下了以下解題過程：

證明：要證AB=DC，就要證明△ABE≌△DCE；

由題目已知：①∵E是BC的中點，∴BE=CE；②∵AD∥BC，∴∠DAE=∠AEB，∠ADE=∠DEC；

困難：我不會證∠AEB=∠DEC。

根據以上文字敘述，教師發現這兩個學生在兩個方面存在困難：學生甲遺忘了平行線的性質，不知道根據平行條件可以推出角相等的結論。學生乙根據AD∥BC，得到∠DAE=∠AEB，∠ADE=∠DEC，可是找不到銜接點，遺忘了等邊對等角的知識點，即根據題目的條件AE=DE，就可以得出∠DAE=∠ADE。

教師根據學生寫的內容，在批改作業的過程中可以匯聚學生的難點，明確補償教學的突破點。如上述例題，教師發現大部分學生的難點在于遺忘了等邊對等角的知識點，于是采用全班教學的方法，重新復習、梳理等腰三角形的性質，幫助學生鞏固所學知識點。同時教師發現僅有個別學生存在類似學生甲的困難，于是利用空余時間進行個別輔導，幫助他們回顧平行線的知識點，掌握平行線的性質后，再進行變式訓練加強鞏固。學生鞏固這部分知識點后，讓他們重新解題，通過再次進行文字敘述，尋找他們可能存在的其他知識盲區，多次循環直至幫助他們最終解決問題。

思維可視化由于可呈現思考方法、思考路徑和思考方向，在優化學生作業效果、提升學生思維品質等方面具有一定優勢，使學生在完成作業、反思作業的過程中，從“知其然”走向“知其所以然”，有效促進知識掌握，提升思維能力。因此，它可以作為推動精準化作業講評、促進學生深度學習的重要抓手。

【參考文獻】

［1］陳燕，饒慧真．利用思維可視化促進化學高階思維發展的探討［J］．化學教育（中英文），2021，42（15）：58．

［2］林卓玲．思維可視化的實施路徑探析［J］．中學政治教學參考，2020（16）：24-26．

［3］趙國慶，楊宣洋，熊雅雯．論思維可視化工具教學應用的原則和著力點［J］．電化教育研究，2019，40（9）：59-66，82．