思維可視化在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐

陳彩欽

小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)一直是教育領(lǐng)域的重難點(diǎn)，如何提高小學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力是教師共同關(guān)注的問題。思維可視化作為一種新型的教學(xué)手段，越來越受到小學(xué)數(shù)學(xué)教師的重視，可以幫助學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)概念、解決數(shù)學(xué)問題，從而提高他們的數(shù)學(xué)思維能力和數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效果。本文以思維可視化的內(nèi)涵為切入點(diǎn)，分析了其在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀、存在的問題以及實(shí)踐策略，在此基礎(chǔ)上提出基于思維可視化的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)策略，旨在引導(dǎo)教師更加科學(xué)地運(yùn)用思維可視化教學(xué)方法，推動(dòng)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的改革。

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，數(shù)學(xué)作為一門重要的科學(xué)學(xué)科，在人們的日常生活和工作中扮演著越來越重要的角色。小學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)階段，培養(yǎng)其數(shù)學(xué)思維能力對(duì)他們未來的學(xué)習(xí)和發(fā)展具有至關(guān)重要的意義。然而，由于小學(xué)生的認(rèn)知水平和思維能力還處于發(fā)展中，對(duì)抽象的數(shù)學(xué)概念和運(yùn)算過程的理解較為困難，這給小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)帶來了很大挑戰(zhàn)。

一、思維可視化內(nèi)涵

思維可視化是指通過圖形、動(dòng)畫、模型等可視化手段，將抽象的概念和思維過程轉(zhuǎn)化為直觀的視覺形式，以便更好地理解相關(guān)知識(shí)。

（一）思維可視化的特點(diǎn)

第一，直觀性。將抽象的概念和思維過程轉(zhuǎn)化為直觀的視覺形式，使學(xué)生更容易掌握相關(guān)知識(shí)和技能。第二，互動(dòng)性。通常具有交互性，學(xué)生可以通過操作來調(diào)整可視化內(nèi)容，從而深入理解相關(guān)知識(shí)。第三，動(dòng)態(tài)性。通過動(dòng)畫、模擬等方式呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)過程，幫助學(xué)生更深入地理解相關(guān)知識(shí)。第四，多樣性。采用多種形式，如圖形、動(dòng)畫、模型等，以適應(yīng)不同類型知識(shí)和技能的呈現(xiàn)。

（二）思維可視化的內(nèi)涵

第一，概念可視化。將抽象的概念轉(zhuǎn)化為可視化的形式，使學(xué)生更容易理解相關(guān)知識(shí)。第二，過程可視化。將人類思維活動(dòng)轉(zhuǎn)化為具體的形式，更好地展示思維過程。例如，在邏輯思維訓(xùn)練中，可以通過圖表來表示不同的邏輯關(guān)系。第三，問題解決可視化。將問題轉(zhuǎn)化為具體的形象，更好地展示問題解決過程。例如，在物理實(shí)驗(yàn)中，可以通過模擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景來展示物理原理的應(yīng)用。第四，數(shù)據(jù)可視化。將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可視化的形式，幫助學(xué)生更好地理解和分析數(shù)據(jù)。

二、思維可視化在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的意義

小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維和解決實(shí)際問題的基礎(chǔ)，而思維可視化則是一種能夠促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)思維發(fā)展的有效工具。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，思維可視化的應(yīng)用具有以下幾個(gè)方面的意義：

第一，思維可視化可以幫助學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)概念。小學(xué)數(shù)學(xué)中存在很多抽象的概念，這些概念對(duì)學(xué)生來說常常難以理解，而通過思維可視化，學(xué)生可以將抽象的概念轉(zhuǎn)化為直觀的形象，更好地理解其內(nèi)涵。第二，思維可視化可以幫助學(xué)生更好地掌握數(shù)學(xué)知識(shí)。小學(xué)數(shù)學(xué)中存在大量的計(jì)算和運(yùn)算，需要學(xué)生具備較強(qiáng)的計(jì)算能力和操作技巧。但是，單純的機(jī)械記憶和操作往往難以使學(xué)生真正掌握知識(shí)，而通過思維可視化，學(xué)生可以將計(jì)算過程轉(zhuǎn)化為圖像或?qū)嶋H操作，更好地理解計(jì)算本質(zhì)，從而提高計(jì)算能力。第三，思維可視化可以幫助學(xué)生更好地發(fā)展數(shù)學(xué)思維。小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)不僅要求學(xué)生掌握知識(shí)和技能，還要培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力，思維可視化可以通過圖像、模型等形式激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，引導(dǎo)學(xué)生探究，從而培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力。第四，思維可視化可以幫助學(xué)生更好地解決實(shí)際問題。小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)旨在培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，而思維可視化可以為學(xué)生提供一種更加便捷的解題工具，將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為圖像或?qū)嶋H操作，學(xué)生可以更加清晰地理解問題的本質(zhì)，從而更好地解決實(shí)際問題。第五，思維可視化可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。小學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力往往受到許多因素的影響，而思維可視化可以通過形象直觀的方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。

三、思維可視化在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

在我國小學(xué)數(shù)學(xué)教育領(lǐng)域，思維可視化作為一種新的教學(xué)方法已經(jīng)逐漸被引入教學(xué)實(shí)踐中，通過運(yùn)用各種思維可視化元素，幫助學(xué)生更直觀地理解數(shù)學(xué)概念，提高他們的空間想象力。然而，在應(yīng)用過程中仍然存在一些問題：

（一）思維可視化工具普及不夠

思維可視化工具的使用尚未普及，很多教師和學(xué)生對(duì)此缺乏了解。在一些基礎(chǔ)條件較差的學(xué)校，由于缺乏相關(guān)技術(shù)支持和資源投入，思維可視化工具的應(yīng)用難以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，一些教師對(duì)思維可視化的概念和應(yīng)用存在認(rèn)知偏差，無法真正理解其內(nèi)涵和優(yōu)勢(shì)，從而無法有效運(yùn)用于教學(xué)實(shí)踐中。

（二）學(xué)生基礎(chǔ)薄弱

小學(xué)生的空間想象力和幾何感較弱，難以理解一些幾何概念和性質(zhì)。在傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)中，很多幾何概念和性質(zhì)都是通過書本和黑板上的文字或符號(hào)進(jìn)行呈現(xiàn)的，而這種方式對(duì)空間想象力和幾何感較弱的學(xué)生來說，往往難以產(chǎn)生直觀的感受。

（三）重形式輕實(shí)質(zhì)

教師在應(yīng)用思維可視化時(shí)重視形式而忽視實(shí)質(zhì)，導(dǎo)致學(xué)生不能真正理解數(shù)學(xué)概念。有的教師過于注重使用各種視覺元素，而忽略了對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的深入講解，這樣會(huì)使得學(xué)生只看到了表面形式，卻無法真正理解其中的本質(zhì)和規(guī)律。

（四）活動(dòng)設(shè)計(jì)不夠科學(xué)

教師設(shè)計(jì)的思維可視化活動(dòng)不夠科學(xué)，缺乏個(gè)性化和差異化考慮，不能滿足不同學(xué)生的需求。每位學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和興趣愛好不同，如果思維可視化活動(dòng)的設(shè)計(jì)沒有考慮學(xué)生的差異性，則難以取得良好的教學(xué)效果。此外，有的教師只是簡(jiǎn)單地將思維可視化工具作為輔助手段，而沒有真正融入課程中去，也會(huì)影響教學(xué)效果。

四、思維可視化在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐

思維可視化在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐是將思維可視化理論應(yīng)用到具體的教學(xué)實(shí)踐中，通過利用各種思維可視化工具和方法，幫助學(xué)生更好地掌握數(shù)學(xué)知識(shí)，提高其數(shù)學(xué)思維能力和創(chuàng)造力。

（一）將抽象知識(shí)簡(jiǎn)單化

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，許多概念和定理都比較抽象，學(xué)生難以理解。因此，教師要采取措施幫助學(xué)生更好地記憶這些知識(shí)點(diǎn)，而思維可視化工具就能夠?qū)⒊橄蟮闹R(shí)形象化、簡(jiǎn)單化。

思維可視化是指通過圖像等視覺方式來呈現(xiàn)思維活動(dòng)的過程。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師可以利用思維導(dǎo)圖、流程圖等思維可視化工具，將抽象知識(shí)形象化、簡(jiǎn)單化，使學(xué)生更容易理解和記憶。

例如，在蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)三年級(jí)下冊(cè)《分?jǐn)?shù)的初步認(rèn)識(shí)》教學(xué)中，針對(duì)“分?jǐn)?shù)的意義”這一知識(shí)點(diǎn)，教師可以使用思維導(dǎo)圖將其形象化、簡(jiǎn)單化。首先，在思維導(dǎo)圖上畫出一個(gè)圓形代表整個(gè)物品，再將這一圓形分成多個(gè)等份，每一份就表示一個(gè)單位。其次，讓學(xué)生將其中的一些等份染色，以形象地表示分?jǐn)?shù)，同時(shí)標(biāo)注出分子和分母的含義、分?jǐn)?shù)的大小比較等內(nèi)容，從而更好地理解和記憶這些知識(shí)點(diǎn)。這樣，學(xué)生不僅可以直觀地看到分?jǐn)?shù)的概念，還可以通過思維導(dǎo)圖的分支結(jié)構(gòu)清晰地了解分?jǐn)?shù)的運(yùn)算規(guī)則，這種方式能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)造力。

另外，在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師還可以利用動(dòng)畫、模型等手段進(jìn)行思維可視化教學(xué)。例如，在蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)三年級(jí)下冊(cè)《長方形和正方形的面積》教學(xué)中，教師可以利用模型來展示不同形狀的圖形面積計(jì)算方法，這樣，學(xué)生可以通過觀察模型來理解各種圖形的面積計(jì)算相關(guān)知識(shí)，能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的學(xué)習(xí)積極性。

（二）構(gòu)建完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，知識(shí)點(diǎn)之間存在著相互聯(lián)系和依存關(guān)系。因此，教師可以利用思維可視化工具構(gòu)建完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生更好地掌握數(shù)學(xué)知識(shí)。

第一，制作思維導(dǎo)圖。將不同的知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來，形成完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)。第二，制作概念圖。將不同的概念之間的關(guān)系用圖表的形式展現(xiàn)出來，幫助學(xué)生更好地理解概念之間的聯(lián)系和依存關(guān)系。第三，制作知識(shí)樹。將不同的知識(shí)點(diǎn)按照層次結(jié)構(gòu)展示出來，幫助學(xué)生更好地理解知識(shí)之間的聯(lián)系。第四，制作流程圖。將某個(gè)數(shù)學(xué)方法或過程用圖表的形式展示出來，幫助學(xué)生更好地理解該方法或過程的邏輯關(guān)系和應(yīng)用場(chǎng)景。

（三）搭建數(shù)學(xué)問題情境

構(gòu)建數(shù)學(xué)問題情境是一種有效的教學(xué)策略，可以幫助學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)知識(shí)，提高其學(xué)習(xí)興趣和參與度。這種教學(xué)策略的核心思想是將抽象的數(shù)學(xué)概念轉(zhuǎn)化為具體的、有意義的情境，讓學(xué)生在實(shí)際操作中掌握知識(shí)。

例如，在蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)四年級(jí)下冊(cè)《三角形、平行四邊形和梯形》教學(xué)中，教師可以利用思維可視化工具構(gòu)建問題情境：“一個(gè)人想從自己所在的位置走到另外一個(gè)位置，但是這兩個(gè)位置之間有一條河流，他必須在河流上找到一個(gè)可以過河的地方。這個(gè)人發(fā)現(xiàn)有一座橋，但是橋的一側(cè)是一個(gè)陡峭的山坡，他必須在不離開橋的前提下通過這個(gè)山坡。那么，這個(gè)人應(yīng)該選擇什么樣的路線才能最快到達(dá)目的地呢？”在這一問題情境中，河流和山坡分別代表三角形的兩條邊，而橋則代表三角形的第三條邊，通過問題情境，學(xué)生可以更好地理解三角形的性質(zhì)和特點(diǎn)。

（四）運(yùn)用思維可視化工具解決問題

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用思維可視化工具，通過觀察、比較、分類等方式分析問題，找出規(guī)律，并歸納總結(jié)，提高學(xué)生的問題解決能力。

例如，在教學(xué)加減法時(shí)，教師可以利用思維可視化工具幫助學(xué)生更好地理解這些知識(shí)點(diǎn)。比如，對(duì)兩位數(shù)相加時(shí)進(jìn)位的情況，教師可以使用思維導(dǎo)圖將其形象化、簡(jiǎn)單化。具體而言，在思維導(dǎo)圖上畫出兩個(gè)數(shù)字，然后標(biāo)注出各個(gè)位數(shù)的含義和值，并畫出進(jìn)位的過程，這樣，學(xué)生不僅可以直觀地看到加法進(jìn)位的過程，還可以通過思維導(dǎo)圖的分支結(jié)構(gòu)清晰地了解進(jìn)位的規(guī)律。同時(shí)，教師可以讓學(xué)生通過思維導(dǎo)圖自主嘗試解決一些加減法問題，從而提高問題解決能力。

五、基于思維可視化的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)策略

（一）優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)該以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力為主要目標(biāo)，而不是簡(jiǎn)單地追求考試成績，因此，制定教學(xué)目標(biāo)時(shí)，應(yīng)該注重學(xué)生思維的發(fā)展和能力的提升。例如，教師可以從“培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力”“提高學(xué)生的問題解決能力”入手，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高他們的自主學(xué)習(xí)能力，從而更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

（二）合理設(shè)計(jì)問題

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，問題設(shè)計(jì)是非常重要的環(huán)節(jié)，合理的問題設(shè)計(jì)可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維活動(dòng)，從而更好地實(shí)現(xiàn)思維可視化。具體來說，教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平和思維能力設(shè)計(jì)具有一定難度的問題，并通過圖形、圖片、模型等方式進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，讓學(xué)生在解決問題的過程中感受思維可視化的魅力。同時(shí)，教師應(yīng)該合理組織教學(xué)內(nèi)容，將知識(shí)點(diǎn)與實(shí)際問題相結(jié)合，讓學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中感受到數(shù)學(xué)的實(shí)用性。

（三）優(yōu)化教學(xué)流程

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，教學(xué)流程的優(yōu)化對(duì)實(shí)現(xiàn)思維可視化非常重要。具體來說，教師可以采取以下措施：

第一，引導(dǎo)學(xué)生提出問題。教學(xué)開始前，教師可以通過提問、小組討論等方式，引導(dǎo)學(xué)生提出一些自己感興趣的問題，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。第二，展示問題解決過程。教師應(yīng)該及時(shí)展示問題的解決過程，并通過圖片、模型等方式進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，讓學(xué)生更好地理解問題的本質(zhì)和解決方法。第三，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納。解決問題之后，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納，從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，思考問題的深層次內(nèi)涵。同時(shí)，教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的見解，從而更好地實(shí)現(xiàn)思維可視化。

（四）重視反思評(píng)價(jià)

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，反思評(píng)價(jià)是非常重要的環(huán)節(jié)。具體來說，教師應(yīng)該及時(shí)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)他們反思和總結(jié)，同時(shí)引導(dǎo)其從不同的角度思考問題，提高其思維層次和創(chuàng)新能力。例如，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)問題、提出解決方案，以激發(fā)他們的創(chuàng)新意識(shí)，從而更好地實(shí)現(xiàn)思維可視化。

六、結(jié)語

綜上所述，思維可視化在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中具有重要的意義和應(yīng)用價(jià)值，不僅能夠提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維水平，還能增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)自信心。然而，當(dāng)前思維可視化在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中仍然存在一些問題，需要進(jìn)一步研究和推廣，探索更多適合小學(xué)生的思維可視化教學(xué)策略，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，提高教師的思維可視化教學(xué)能力。相信在共同努力下，思維可視化將會(huì)在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中發(fā)揮更大的作用。