思維可視化在小學數學教學中的實踐

摘 要：隨著教育改革不斷推進，在開展小學數學教學時，結合思維可視化方法，教師可以借助圖示或圖示組合的方式對原本不可視的思維路徑、方法和結構進行展現，以提高學生的思維能力。如何有效地將思維可視化方法落實到當前的小學數學教學中，成為當前教育工作者需要考慮的問題。為此，文章先闡述了思維可視化的內涵和對應的可視化技術，然后分析了思維可視化在當前小學數學教學中的應用現狀，最后討論了該教學方法的應用策略，以期提高小學生的思維能力，促進小學生全面成長。

關鍵詞：思維可視化；小學；數學教學

作者簡介：彭秋妮（1978—），女，甘肅省慶陽市正寧縣北辰小學。

思維可視化技術既可以幫助教師了解學生的思維過程和思維習慣，幫助教師做好備課工作，提高教學的質量，也可以幫助學生對已學知識、自身想法進行表達，有利于學生找出自身在學習中的不足，鞏固所學的知識，在探索性的學習中提高整體學習效果。當前，部分教育工作者對思維可視化的認識較為局限，應用方式單一，加之部分學校的軟硬件條件不足，制約了思維可視化方法在教學中的落實。基于該教學方式的價值，教師有必要做好小學數學教學與思維可視化的結合，不斷提高教學質量。

一、思維可視化內涵

首先，思維是大腦對外界信息的有意識反應。其中“信息”可以是人類社會中的任何事物及內容，“反應”是針對信息產生的動作，具體包含大腦的工作和外在的物理動作，因此可以將思維看作大腦對信息的接收及處理，最終完成認知的過程。其次，對于思維可視化，不同的學者給予了不同的定義，結合當前小學數學教學和學生的成長需求來看，教師可以將思維可視化理解為針對兒童抽象思維發展局限性而產生的認知教學方法，其在圖示或者圖示組合的方式下，體現小學生不可見的思維規律和結構，通過對不可見思維進行可見化，便于小學生進行思考、溝通、理解與表達，滿足小學生的成長需求［1］。

二、思維可視化技術

目前，教師在應用思維可視化方式進行教學時，除了常用的圖示技術，還可運用包含生成圖示的軟件和媒體動態技術。以常用的圖示技術為例，教師可借助圖示技術對學生學習中所需的思維方法與其路徑進行展現。目前，應用較為廣泛的可視化圖示方式有概念圖、思維地圖、思維導圖和魚骨圖，對此，筆者進行簡要分析：第一，概念圖是一種使多個概念的關系表達可視化的分析工具，其繪制流程為“選取知識范圍—確定概念層次—添加連線和連接詞—修改概念圖—完善概念圖”；第二，思維導圖可以通過圖文并茂的形式展現各級主題之間的聯系，其繪制流程為“確定中心主題—圍繞中心主題用關鍵詞表達不同層級的內容—用顏色體現不同的層級分支并強調內容的邏輯層次”，以此類推，在分支距離主題較近的情況下，人們可以增加相連線條的粗度，展現思維導圖的層次性、發散性及邏輯性。

三、思維可視化在小學數學教學中的應用現狀

目前，思維可視化在小學數學教學中的應用受到多方面因素的干擾，導致教師不能充分發揮思維可視化方法的價值，具體有以下幾方面。

第一，部分教育工作者對思維可視化的認識和了解不足，不能有效發揮其價值，且部分教學工作者落實思維可視化的方式還存在形式化的問題，不積極、不主動應用思維可視化方式，這不利于滿足學生的思維成長需要。

第二，當前的思維可視化教學存在技術應用不足的問題，部分教師僅通過手繪呈現圖示，沒有有效展現圖示的色彩和立體性，這不利于提高思維可視化教學的效果，教師應加強對多媒體技術的應用，提高思維可視化教學的多樣性［2］。

第三，當前思維可視化的落實缺乏交互性和評價工作，存在師生溝通不足、信息交互不流暢和評價體系不健全的問題，這不利于滿足小學生的思維成長需求。

第四，部分教育工作者雖然較為關注思維可視化的應用，但其在實際進行可視化教學的過程中存在方法及手段不科學的問題，他們在教學組織和內容設置上存在不足，難以借助思維可視化提高學生的思維能力。

四、思維可視化在小學數學教學中的實際應用策略

（一）提高對思維可視化的重視度，做好技術選擇

目前，部分教育工作者受傳統教育觀念的影響，對思維可視化的重視度不高，他們即使開展了思維可視化教學，在技術選擇及落實方面也存在形式化的問題，整體的技術應用效果較差。對此，教師需要提高對思維可視化的重視度，以此提高當前小學數學教學的質量。

下面，筆者對思維可視化技術的選擇和教學目標的制訂進行分析。

第一，教師在選擇思維可視化技術時，要明白不同可視化圖示所適用的教學內容不同，因此要結合具體的教學內容，對不同的圖示技術進行合理選擇［3］。一般而言，教師可以將知識分為層級性知識、因果性知識、順序性知識、并行性知識，在了解教學內容所對應的知識屬性后再選擇對應的思維可視化技術，以提高思維可視化教學的質量。

第二，在不同知識所對應的圖示類型中，層級性知識有著知識層級多的特點，存在較多的分類，教師可以選擇運用概念圖對其進行思維可視化。對于因果性知識，教師可以借助流程圖進行事件原因和結果的分析。在順序性知識的教學中，教師可以應用流程圖將事件的順序進行展示。對于并行性知識，教師可以借助思維導圖對少量的層級概念和并列概念進行展示，這利于學生發散思維。

第三，教師需要關注教學目標的制訂。教學目標可以引導教師不斷朝著正確的方向前進，提高思維可視化教學的質量。例如，在進行“平行四邊形面積”一課的教學時，教師可以將教學目標設計如下：首先，使學生充分認知和理解平行四邊形，能夠熟記并掌握平行四邊形的面積計算公式，且可以應用并簡單實踐。其次，使學生通過比較、計算、猜想和觀察等學習活動，加深對計算公式推導過程的理解，提升學生利用數學知識進行實踐活動的能力，滿足學生的推理及空間想象能力的發展需求。最后，在學生掌握計算公式的推導方法后，教師要引導學生變換思維以進行公式探究，感悟各種數學知識間的內在關系。教師不斷朝著目標方向努力，可以使學生在系統和長期的探究性學習活動中有效提高思維能力。

（二）合理應用科學技術，創新教學工作

目前，小學數學教學存在創新性不足的問題，這不利于發揮思維可視化的價值，因此教師需要結合目前的教學現狀做好創新工作。

第一，教師可結合多媒體技術所具有的音頻播放、資料搜集、圖形繪制、顏色填充等功能，展現概念圖、思維地圖、思維導圖和魚骨圖等思維可視化工具，以提高小學生的思維能力。

第二，教師要創新分組交流合作的教學形式，為各小組提供相關的資料，使學生在問題的引導下，結合探究點和資料對問題做出假設并解決問題。例如，在進行“圓的周長”的教學時，教師可以先提出兩個問題：一名園林工人需要對樹木的直徑進行測量，有什么方法呢？在一張長25cm，寬15cm的長方形卡紙上裁剪出一個面積最大的圓形，若在圓的四周鋪設彩帶，需要準備多長的彩帶？教師要讓學生在具體問題的引導下，進行分組交流討論。在這個過程中，學生會基于已掌握的圓的面積、周長計算公式展開思考。以上兩個問題從簡單到復雜，有利于提高學生的思維能力。

第三，引導學生進行多感官參與，提高思維可視化教學的效果。該創新教學工作需要教師利用多媒體等先進技術，在教學中融入圖示、圖像、動畫和微視頻等輔助內容，調動學生的多種感官，豐富思維可視化的途徑，使學生的學習過程在想的基礎上增加看、聽、說、讀和寫。當學生接收到的信息不斷增多，對知識構成廣泛的聯系，學生的思維就可以獲得更好的發展［4］。

（三）注重教學反思評價，提高教學效果

當前，小學數學教師應關注教學中的反思評價工作的落實，在合理的教學評價中提高學生的思維層次。但是，當前部分教育工作者未關注教學反思和評價工作的落實，沒有充分發揮反思和評價對提高學生思維能力和教師教育能力的作用，對此，教師需要做好以下幾點。

第一，教師需要基于學生在課堂中的問題回答情況、學生狀態等方面對學生的學習情況進行點評，這可以提高學生的積極性，也能督促個別學生提高課堂學習注意力。在評價工作中，教師可以對學生進行分組，這有助于反思評價工作的開展。

第二，教師需要對學生作業情況進行評價，分析學生的思維可視化情況，引導學生的思維朝著正確的方向發展。教師還可以公開展示學生優秀的圖示作品，激發其他學生的好勝心，促進班級學生思維能力的提升。例如，在“長方體和正方體的整理與復習”一課的教學中，教師可以引導學生分組完成各自復習的概念圖的繪制，并說明繪制概念圖的內容和思路，同時讓小組成員選出優秀作品進行組間比賽，以此提高學生對概念圖的了解。最后，教師進行總結和點評，對各小組的概念圖提出意見，促進學生思維發展。

合理的教學反思評價能提高數學課堂的教學效果。教師在認真審閱學生的概念圖后，可以發現學生在學習中存在的問題以及他們的思考路徑和想法，并以此為參考，及時調整教學方式和內容，提高教學質量，促進學生思維能力的發展。

（四）優化思維可視化教學的方式，完善教學內容

在思維可視化教學中，教師對教學內容進行完善，對教學方式進行優化，有助于滿足學生的成長需要。不過在當前的思維可視化教學中，部分教師容易忽略科學教學方法和思維手段的融合，存在較多的教學問題，如在課堂上提問過多，思維引導不足，沒有幫助學生對碎片化的問題進行整合。學生若只能進行機械的應答和記憶，就難以通過抽象、概括等高階思維活動提高學習質量［5］。

下面，筆者對優化教學方式的策略進行分析。

第一，教師需積極優化思維可視化教學方式，在結合教學內容提出主問題后，要發揮主問題的導向作用，積極整合其他零散的次要問題，使它們構成邏輯性強的整體，最終以問題鏈的形式引導學生解決問題，這有利于學生在知識概括、思考和整理的過程中提高思維能力。

第二，在借助問題鏈引導學生進行從簡入繁的學習活動時，教師還應創設教學情境，引導學生結合情境進行問題思考和知識學習，這有利于提升學生將學習和生活聯系起來的能力，促使學生進行思維發散，提升其感知力。

第三，基于問題情境對學生思維能力發展的積極作用，教師應關注主問題在情境中的引導作用，既要強調知識點，也要控制教學節奏，進行分層教學，這可以提高教學的質量，有助于學生進行思考和知識整理。

例如，在“長方體的體積”一課的教學中，教師可以利用“情境創設+問題提出+分層教學”的方式，不斷提高思維可視化教學效果。教師需要先展示一些正方體、長方體的教具，讓學生自己尋找身邊的立體圖形，構建一定的學習氛圍，再分別提出“將小正方體不斷填入長方體中，能不能推算出大長方體的體積？”“將小正方體填入長方體中，能剛好填滿嗎？具體有幾種填滿方法？”“長方體體積和其底面積與高有什么關系？”三個問題，通過層次分明的問題引導學生思考。

結語

綜上所述，結合當前我國教育工作的開展情況，教師除了需要提高學生的實踐能力和思維品質，還要摒棄單純以知識傳授為導向的教學模式，加強對學生的思維訓練。教師需要關注教學目標的制訂，提高對學生思維發展的關注和重視，同時做好課堂問題的設計，對思維可視化路徑進行優化，完善教學反思和評價，合理整合教學內容，豐富思維可視化教學形式，不斷發揮思維可視化的應用價值，提高小學生的思維能力。

［參考文獻］

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