小學數學思維可視化教學策略研究

王福森

【摘要】小學數學教學改革提倡教師創新教學方法，重視培養學生的思維能力.思維可視化教學研究順應當前教學改革發展趨勢，有助于學生的思維能力發展.基于此，文章對小學數學思維可視化教學的概念與意義進行分析，從創設思維可視化教學情境，設計思維可視化問題支架，應用思維可視化圖文工具，展現思維可視化解題過程四環節入手，深入研究小學數學思維可視化教學策略，旨在為一線教師教學提供借鑒，助力學生的思維發展.

【關鍵詞】小學數學；思維可視化；教學策略

思維可視化是將思維過程清晰展現出來的過程，在數學教學中體現為運用發散性思維工具，將抽象的問題思考過程直觀地呈現出來.小學數學思維可視化教學重視計算、數據處理等通用方法的應用，能夠培養學生的創新能力.教師通過觀察學生的學習過程，正確把握思維可視化教學的切入角度，可以更加具體地培養學生的批判性思維和創新能力.因此，教師要重視研究學情，立足實際教學需要，創設符合學生實際學習需求的情境，設計不同的問題支架，運用各種思維可視化工具，幫助學生學習、解題，發展其思維能力，增強教學有效性.

一、小學數學思維可視化教學的概念與意義

思維可視化就是將大腦中的思維展現出來的過程.思維可視化教學是一種新型教育技術，旨在通過圖示等直觀的方式，將抽象的思維過程和知識結構，以視覺形式展現出來.被可視化的“思維”，有利于學生進行理解和記憶，因此，思維可視化可以有效提高信息加工和傳遞的效能.

小學數學思維可視化教學，有助于提高教學效率.通過可視化工具如思維導圖，教師可以更清晰地呈現教學內容，突出知識重點和難點，使學生更容易理解.同時，可視化教學也可以幫助學生形成知識網絡，將雜亂的知識點有序地整合起來，從而提高學習效率.可視化教學有利于培養學生的創新思維，能激發學生的想象力和創造思維，使其根據自己的喜好設計思維導圖.這種教學方式對于學生的創新和實踐能力發展大有裨益.小學數學思維可視化教學注重通過一系列可視化工具，引導學生闡述，啟發他們進行思考、表達，也是一種有效的思維鍛煉方式，可以幫助學生更好地表達自己的想法和思路，提高學生的表達能力.可視化教學的方法比較自由能動，相比傳統的做題、講題方式，更能提升學生的興趣，使課堂教學效果更為扎實.

二、小學數學思維可視化教學策略

（一）創設思維可視化教學情境，啟發學生的數學認知

小學生的認知水平較低，他們在感知和理解數學知識時，往往會遇到困難，具體表現為思維障礙、思維定式等.教師可結合學生的認知水平與思維狀況，采用思維可視化的方式開展教學，設計一系列的教學情境，深化學生對數學知識的感悟，幫助其消除思維障礙.因此，教師要利用好情境開展思維可視化教學，在情境中通過思維可視化工具展示知識內容，使學生在思考、表達中，形成良好的思維能力，不斷提高數學學習質量，啟發他們的數學認知.

以人教版數學教材三年級上冊“長方形和正方形”一課為例，教師可以根據教學內容，結合學生在學習長方形和正方形知識時遇到的問題，創設實踐性教學情境，設計對應的實踐操作和探究學習活動.在情境中，教師要通過思維可視化的方式，指導學生進行實踐和探究，幫助學生理解長方形和正方形的特征和關系.比如，教師可以準備一張長方形的紙，讓學生觀察并總結長方形的特點：如對邊相等、四個角都是直角等.在這一情境中，學生需要對長方形的紙進行觀察、剪裁、比較，提高他們的空間觀念和推理能力，逐步建構長方形、正方形的概念.教師也要重視學生的個體差異，根據學生實際情況提供具體的指導和幫助，確保每名學生都能夠掌握長方形和正方形的特征、周長計算方法，助力學生核心素養發展.

此外，教師可以利用信息技術手段，引導學生比較長方形和正方形的異同點.通過這種方式創設真實情境，學生能夠更直觀地了解兩種圖形的特點.發現兩種圖形的共同點：四條邊、四個角、對邊相等、四個角都為直角.教師可以通過引導學生按照“先邊后角”的順序進行闡述，記錄學生的闡述內容，制作有關知識小結的圖表，呈現思維過程.這樣一來，教師便巧妙地借助情境開展思維可視化教學，讓學生建構長方形、正方形概念的認知.學生通過觀察，完成教師設計的一系列實踐活動，能掌握長方形和正方形特征，以及計算這兩種圖形周長的方法.

（二）設計思維可視化問題支架，啟發學生的有序思考

問題是貫穿思維可視化教學的重要線索，是使學生真正體驗思維的形成、發展和應用過程的關鍵因素.在問題的驅動下，學生能總結以往探究的經驗，將其化作解題的動力，進而有序思考.在設計問題時，教師一方面要考慮學生的實際思維狀況，另一方面要結合課堂教學實際，向學生提出適宜的問題，將問題作為支架啟迪學生的思維，促進學生的深入學習.在學生思考能力有所提升的情況下，教師設計的問題難度應逐漸提高，以符合問題支架與思維可視化教學的適配性，啟發學生進行有序思考.

以人教版數學教材三年級下冊“兩位數乘兩位數”一課為例，教師可以設計問題：“為什么我們要學習兩位數乘兩位數？兩位數乘兩位數的基本計算方法是怎樣的？在計算中需要注意哪些細節？如何保證計算的準確性？”這些問題可以作為支架，啟發學生進行思考.教師可以通過板書的方式，呈現兩位數乘兩位數的豎式計算過程，緊密圍繞問題，引導學生有序思考.

以上豎式計算過程可以呼應教師提出的問題，引導學生直觀分析計算過程，理解兩位數乘兩位數的算理以及技巧.教師可以引導學生繼續思考問題：“你能用自己的話概括一下兩位數乘兩位數的算理嗎？如何總結計算技巧？”這一示例問題支架起到承前啟后的作用，可以讓學生觀察豎式計算過程，闡述自己的思維過程，做到思維可視化.教師還可以提出遷移問題：“A型客車最多載21名乘客，13輛這樣的客車最多可載多少名乘客？”通過這一問題引發學生對知識應用的思考.教師可以鼓勵學生列式計算，呈現自己的豎式計算過程，目的是讓學生感受到遷移思維的形成過程.

列式計算：21×13=273（名）

豎式計算：

學生通過解答教師提出的問題，并觀察教師呈現的板書數學知識和解題的同時，學生按照教師的提示列式計算，展示自己的豎式計算過程，感受到了兩位數乘兩位數的計算技巧的應用，引發對數學知識應用的思考，感受到自己的思維變化，在遷移運用數學知識的同時，發展數學思維能力.

（三）應用思維可視化圖文工具，啟發學生的推理探究

思維可視化需要通過載體實現，即思維可視化工具.教師在小學數學思維可視化教學中應用圖文工具，不僅能展現思維過程，而且可以啟發學生進行推理探究.教師可以應用思維可視化工具，呈現直觀圖文資料，使學習、思考路徑清晰可見，便于他們進行推理探究.在應用思維可視化圖文工具的過程中，教師可以設計思維導圖、流程圖、概念圖等，將不同的圖文工具應用到思維引導的過程中，助力學生深入推理探究.不同的圖示工具均可以幫助學生深入理解和掌握數學知識，提高他們的學習效果.因此，教師要引導學生利用圖示工具，進行一系列自主學習和探究式學習活動，以啟發學生進行推理探究，助力他們的創新能力和批判性思維發展.

以人教版小學數學四年級下冊“平均數與條形統計圖”一課為例，教師可以利用思維導圖、流程圖等可視化圖文工具，啟發學生推理平均數的計算方法，探究條形統計圖的畫法.教師可以通過實際案例（如天氣預報中一周的平均溫度）引出平均數的概念，并引導學生思考如何計算.講解平均數的概念和計算方法時，教師要強調平均數的意義和應用，展示平均數的計算過程：

教師可以先通過思維導圖展示條形統計圖的制作要點，利用流程圖展示統計圖的制作步驟，并讓學生自己動手制作簡單的條形統計圖.利用發散性思維工具進行思維可視化教學，能夠為數學教學帶來積極的影響.學生對照各個圖示中的內容進行計算、思考、繪圖、分析，能理解平均數的意義，學會根據數據制作統計圖.教師也要鼓勵學生自行設計思維導圖，總結本課學習的重難點知識，如使用思維可視化工具（如MindMap），引導學生探究平均數的計算方法，幫助學生理解平均數的意義.此外，教師可以將學生分成不同的小組，讓他們根據實際數據計算對應的平均數，制作條形統計圖.可視化思維工具在這一過程中發揮重要的導向作用，能讓學生在合作實踐中相互參考，通過實踐掌握平均數的計算方法，學會畫條形統計圖.接下來，教師要對學生計算出的平均數與統計圖進行評價，強調推理探究過程中的要點，使學生能在原有的學習成果的基礎上進行優化.教師要鼓勵學生總結自己的繪圖過程，結合實際生活問題進行探究，使其感受條形統計圖在生活中的應用價值.

（四）展現思維可視化解題過程，啟發學生的構建聯想

解題是思維可視化教學的重要環節，學生能在這一環節學習解題方法，鍛煉思維能力.數學知識與生活之間存在緊密聯系，教師可立足于將知識中融入生活元素將數學開展思維可視化教學，啟發學生進行構建聯想，使他們順利解決生活問題，認識到數學知識的價值.教師可以應用思維可視化工具呈現解題過程，引導學生理順解題思路，激發他們的創新意識，使其主動探究多種解題方法.在思維可視化教學中，教師要以實際生活問題為切入點，引導學生厘清聚焦生活問題條件，分析解題思路.在學生構建和聯想的過程中，教師要結合實際情況，使用思維可視化圖文工具展示解題思路及過程，為師生互動創造機會，于互動中觸發學生的思考，鍛煉學生的思維能力.

此外，教師可以在展示具體計算過程前引導學生進行小組討論或合作學習.教師可以讓各個小組的學生在交流和討論中互相提問，并將彼此提出的問題整理成圖表，利用思維可視化工具展示合作探究的進程.這種方式不僅可以提高學生的數學學習效果，還可以培養他們的團隊協作能力和溝通能力.教師將生活中的數學問題融入其中，能幫助學生理解數學知識的應用價值，提高他們的學習興趣和思維能力.在與生活相關的數學問題的啟示下，學生能對類似的數學問題產生構建和聯想，在思考過程中，能更深刻地體會自身應用思維的發生與變化.教師利用思維可視化工具展現解題過程，不僅能鼓勵學生開展合作教學，也有助于培養學生的團隊協作能力和溝通能力，提升數學課堂教學效果.

結 語

小學數學思維可視化教學能將復雜的理論知識和思維過程簡化，讓學生在建構新知的過程中，理解和掌握知識，提高學習效率.思維可視化教學的核心是發散性思維的培養，教師通過創設教學情境，為學生設計問題支架，使用思維導圖、流程圖等思維可視化圖文工具，為學生清晰展現思維可視化解題過程，有助于提高數學教學效果.因此，教師要重視對思維可視化工具進行研究，結合實際教學目標與學情，更好地引導學生理解所學數學知識，助力學生全面發展.

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