思維可視化與信息技術教學的巧妙融合

【摘要】運用思維可視化工具促進高中信息技術教育改革與發展，已經成為當前教育改革的主要趨勢和基本共識。思維可視化工具與信息技術教學的巧妙融合，可以優化教學過程，激發學生的理論知識學習興趣，培養其優秀的實踐技能，從而達到提高教學效果的目的。為推動教學改革發展，教師應致力于探索思維可視化工具與信息技術教學的融合策略，促進學生思維品質的發展和綜合學習能力的提升。

【關鍵詞】可視化；信息技術；教學策略

作者簡介：張金俊（1984—），男，江蘇省南京市金陵中學。

在信息社會中，學生的學習和生活方式逐步發生變化，其思維的跳躍性、離散性與行為的非線性特征，都表現出與“數字時代移民”不同的特點。傳統的信息技術教學方式和教學思路已經不再適合當代學生。順勢而生的思維可視化工具與信息技術融合教學，不僅能夠保障學生高效獲取知識，而且可以促進學生的思維發展。在高中信息技術教學中運用以思維導圖、流程圖、概念圖等為代表的思維可視化工具，有助于進一步提高教學效果，改善教學質量。

一、思維可視化工具分析

（一）基本概念

思維可視化是運用圖示技術將原本不可視的思維呈現出來，使之清晰可見的過程?？梢暬季S具有便于理解和記憶的特點，能夠有效提高信息加工以及傳遞的效能。思維可視化工具主要包括兩類：第一類是思維導圖、流程圖等能夠直觀反映思維的圖示；第二類是能夠生成圖示的軟件，如FreeMind、Xmind、Linux等。思維可視化工具側重于提供知識表征背后的思維規律、方法、路徑，使人能夠在可視化的過程中，梳理具體的思考方法以及路徑，將人腦對客觀現實間接和概括的反映呈現出來，揭示事物的本質和事物間規律性的聯系［1］。

（二）作用機理

思維可視化工具與策略工具在促進學習方面具有相同的機理，因為思維可視化工具能夠通過較低層次的認知活動，實現對認知負荷的分擔，讓學生能夠將認知資源留給更高層次的思維活動。思維策略工具則是直接提供策略引導，讓學生將注意力集中到知識學習上。通過分析認知負荷來源理論可以了解到，認知負荷由學習材料本身的復雜程度和學生的學習水平所決定。因此，在教學中根據既定的教學目標，運用思維可視化工具呈現不同的學習材料，對學生所造成的認知負荷較小，教師可以鼓勵學生將剩余的認知資源投入深層次認知加工中，不斷提高學習效率。

（三）應用原則

為提升思維可視化工具的實際應用效果，教師應當堅持學生主體原則、問題導向原則，結合思維策略原則，尊重既有認知原則，不斷在學生思維的最近發展區尋找著力點并進行干預，謹守思維可視化工具的建構主義屬性，幫助學生完成平常難以完成的認知建構過程［2］。

建構主義認識論強調，認知工具并非專注于呈現客觀知識，而以促進學生主動創造、建構，從而反映其對知識的理解為主。教師應當認真分析，把握學生的身心素質發展規律與學習特點，提出具有導向性的問題，結合思維策略工具，為學生展現不同的思考視角，讓學生運用思維可視化工具對比和分析各類數據，使之能夠將碎片化知識轉化為連貫性想法，化解自身的認知沖突。

二、思維可視化工具與信息技術教學融合的優勢

（一）推理論證過程直觀化

思維可視化工具與信息技術教學的融合，可以使推理論證過程直觀化，讓學習更加有效，教學更具針對性［3］。思維可視化工具能夠提高學生對知識學習目標的認識，教師利用思維導圖引導學生學習和思考，可以直觀呈現推理論證過程，降低學習難度，讓學生利用思維可視化工具做出更明智的學習決定。

（二）習題解答規律清晰化

多樣的思維可視化工具可以幫助學生通過不同的可視化方式，梳理對事物的想法和理解，進而使學生能夠在習題解答過程中運用學科專用和非學科專用的工具，呈現清晰的習題解答規律，為思維打開新的窗口。

（三）課堂即時教學數字化

思維可視化工具可以讓學生預先了解教學內容，使學習活動能夠適應學生的學習需求［4］。教師可在教學中為學生布置不同的學習任務，引導學生串聯在預習階段所形成的認知，使用數字化工具討論和解決問題，從而構建數字化教學課堂，大幅度提高教學質量與效率。

（四）實踐教學活動多元化

傳統的信息技術教學實踐是一種單向交流活動，而思維可視化與信息技術融合教學，則可以為學生提供多元化實踐機會，創造更多課堂內外的交流對話契機，幫助學生假設、分析、判斷，由此營造良好的實踐教學氛圍，讓學生在多元化實踐教學過程中，獲得良好的情感體驗。

三、思維可視化與信息技術教學融合的策略

（一）妙用思維導圖，聚焦學生深度學習

思維導圖是最常見的可視化工具，教師以學生容易接受的思維導圖講解抽象知識，可以激發學生的信息技術學習興趣，推動學生的深度學習，使之形成高階思維，掌握運用思維導圖的方法［5］。教師應當堅持學生主體地位原則，呈現更具結構性的知識內容，讓學生能夠對照思維導圖，輕松理解抽象理論，自主構建知識體系。

例如，在教學蘇教版高中信息技術“信息及其特征”這部分內容時，首先，教師可運用講授法引出學生在生活中常見的事物，如上下課鈴聲、奧運會賽況數據、網絡新聞稿等，使學生了解信息無處不在，傳播方式多種多樣的特點。接著，教師可采用討論法指導學生圍繞“信息傳遞”展開討論，利用思維導圖呈現信息載體的依附性、價值性、時效性、共享性、真偽性特點，聚焦學生的深度學習，使其通過討論對信息產生深刻認識，能夠根據信息特征列舉實例，感受信息的豐富多彩。最后，教師可以利用思維導圖串聯課上所講的理論知識，聯系實際生活中的各類信息，讓學生聚焦思維導圖中的核心詞匯—信息，歸納出新知識，培養其分析問題、解決問題的能力，使之能夠發展高階思維，形成積極求學的良好態度。

（二）以問題為導向，合理引發認知沖突

“學而不思則罔，思而不學則殆?！痹谒季S可視化與信息技術融合教學的過程中，堅持以問題為導向，創造性地提出焦點問題，可以驅動學生思考，合理引發其認知沖突，營造濃郁的求知氛圍，調動學生的探究熱情［6］。教師應當立足于信息技術知識之間的關聯性，圍繞焦點問題呈現概念圖，讓學生能夠通過比較和分析，化解自身的認知沖突，形成良好的問題意識。

例如，在教學蘇教版高中信息技術“因特網信息的查找”這部分內容時，首先，教師要細致分析學情，結合學生的原有認知基礎，提出有關因特網搜索的問題，使學生形成理性認識，并產生學習知識和參與實踐的興趣。同時，教師應當堅持任務驅動原則，提出焦點問題“查找紙質資料比因特網搜索效率更高嗎？”合理引發學生的認知沖突；布置“查找瀏覽器”和“搜索引擎分類”兩項學習任務，讓學生自行尋找問題答案，化解認知沖突。

接著，教師可為學生呈現概念圖，發揮思維可視化工具的優勢，介紹百度、搜狐、谷歌、網易、雅虎等具有代表性的搜索引擎，讓學生對照概念圖簡單了解搜索引擎的產生和發展歷史，并掌握運用關鍵字詞查詢所需信息的技能。

最后，教師可以提出問題“如何使用搜索引擎準確、快速地找到有關信息？”，鼓勵學生以小組合作的方式解決問題，利用概念圖總結搜索引擎的使用技巧，使學生能夠高效開展小組合作探究，能夠根據搜索要求提煉核心詞匯，提高查找信息的效率，不斷提高網絡信息搜索水平。

（三）鼓勵學生繪圖，培養良好思維習慣

除指導學生應用思維可視化工具學習外，教師還可以鼓勵學生繪圖，讓學生將更多認知資源應用到高階思維加工活動中，提高思維加工質量，培養其良好的思維習慣［7］。教師需要運用思維策略工具，為學生的思維加工過程提供元認知引導，即讓學生在思考的過程中繪制流程圖，在建立知識的因果關系的過程中，形成良好的思維習慣。

例如，在教學蘇教版高中信息技術“文件的下載”這部分內容時，首先，教師可運用需求分析法指導學生根據自己的學習、生活和娛樂需求來繪制文件下載流程圖，選用適當的途徑和方法來下載、存儲文件資料，并逐步充實流程圖，總結文件下載步驟。接著，教師可以為學生呈現有關斷點續傳、多線程處理、定時下載互聯網資源的流程圖，讓學生運用思維可視化工具，領會和掌握利用網絡合法獲取信息的方法。

與此同時，教師可以發揮思維可視化工具的優勢，播放影視劇《人世間》的片段，鼓勵學生繪制視頻下載流程圖框架，逐步將下載途徑、方法、文件名稱、文件類型等內容填入圖中，讓學生養成良好的思維習慣，并按照正確的方式下載指定影視劇劇集。在學生繪圖和實踐操作的過程中，教師應進行巡視，及時提醒學生了解文件類型及其屬性，嘗試多途徑、多方法、高效率下載文件，掌握下載視頻的技能。

最后，教師要鼓勵學生之間相互交流，通過對比和分析文件下載流程圖，激發學生對信息技術知識的求知欲，使之養成尊重知識產權等法律法規意識，安全、健康地下載和使用網絡資源。

（四）開展合作教學，激發學生探究精神

尊重學生的已有認知，開展形式多樣的合作教學活動，可以為思維可視化與信息技術學科的融合提供不同的切入點，有助于激發學生的探究精神，讓學生在最近發展區內實現學習進步［8］。教師應當設計不同的主題實踐活動，給予學生動手實踐的機會，使之能夠運用思維可視化工具探討、尋找高效的問題解決辦法，感受合作學習的樂趣，進一步提高信息素養。

例如，在教學蘇教版高中信息技術“信息加工概述”這部分內容時，首先，教師可開展以“信息加工的三種形態”為主題的實踐活動，讓學生以小組合作的方式學習，按照判別、篩選、分類、排序、分析、研究的流程，將搜集到的信息加工成能夠滿足使用需求的信息，激發學生的探究精神，使學生能夠通過實踐了解到計算機信息加工具有自動化、人性化、智能化三種形態，明白信息加工可以避免真假信息混雜，有效提高信息使用效率。

接著，教師可以利用思維導圖、流程圖等思維可視化工具重構實踐活動樣態，讓學生總結信息加工的一般過程，合作繪制流程圖，并開展以“人工加工與計算機加工”為主題的實踐探究活動，讓學生分別嘗試用手動加工和計算機加工兩種方式來加工數據信息，并總結其特點，促進思維可視化與信息技術教學的融合。最后，教師可對學生的學習成果進行點評，表揚學生的積極探究行為，客觀指出信息加工過程中存在的不足，使學生明白思維導圖和流程圖具有較高的實踐價值。

結語

綜上所述，思維可視化與信息技術教學的巧妙融合，可以幫助學生形成良好的思維品質，使之能夠在思維導圖的引導下，全面分析遇到的問題，根據流程圖的指導，發現解決問題的關鍵點，結合概念圖所呈現的內容尋找問題解決辦法，不斷促進自我分析能力、變通能力和創新能力的提高。教師要注意思維可視化工具的選取，致力于為學生提供輕松自由的學習環境，促進教學向思維發展型教學模式轉變，為學生的全面發展提供有力保障。

【參考文獻】

［1］林溫陽.國內高中信息技術極簡教學范式研究綜述［J］.福建教育學院學報，2020，21（2）：124-128.

［2］李祥娃.高中信息技術課堂教學存在的問題與應對策略［J］.科技風，2020（12）：98.

［3］劉莉媛.新課改時代高中信息技術課堂導入探究［J］.黃岡師范學院學報，2020，40（3）：119-123.

［4］林澤珊，吳燕珊，陳燕珊.核心素養視角下的高中信息技術課堂教學行為分析［J］.教育導刊，2020（8）：63-69.

［5］靳寶華.如何構建高質量的高中信息技術課堂［J］.計算機產品與流通，2020（10）：170.

［6］田小蘭.高中信息技術課程中的人工智能教學［J］.科教導刊（中旬刊），2020（23）：147-148.

［7］俞景成.基于云平臺的高中信息技術智慧課堂構建［J］.中國教育技術裝備，2020（12）：54-55.

［8］田小蘭.微課在高中信息技術教學中的應用分析［J］.科教導刊，2020（6）：156-157.