基于思維可視化的小學數學高年級教學策略

為提高學生學習效率，保證小學數學教學質量，教師可應用思維可視化數學課堂，降低數學學習難度，優化教學設計。分析了思維可視化的相關概念，對小學數學高年級教學中應用思維可視化的價值展開研究，同時提出了思維可視化理念在小學數學高年級教學中的應用策略，旨在創新小學數學教學模式，調整數學教學方案，搭建思維可視化的教學場景，讓學生在可視化教學中快速理解數學概念，掌握數學知識，有效培養學生的數學學習能力，提高小學高年級數學的教學質量，提升基礎教育階段的數學教育效果。

思維可視化；小學數學；高年級教學

蔣國敏（1984—），女，廣西壯族自治區南寧市清川小學。

數學學科知識的邏輯性較強，學習內容相對抽象。小學生尚處于直觀思維階段，思維能力有限，難以輕松理解、掌握數學知識。思維導圖、媒體展示、數形結合等可視化手段能夠使學生理清思維，明確數學學習重難點，建立清晰的學習思路。因此，教師應結合學生在數學課堂的思維認知需求，以思維可視化為核心，搭建小學數學課堂，建立有利于學生學習的數學學科思維教育體系。

一、思維可視化的相關概念

思維可視化是現代教育體系中的新理念，是指應用智慧化教學工具、圖形化信息，展現教學中不可視思維的過程，以培養學生的創造力、邏輯能力、記憶力，鍛煉學生的思維能力。其本質是采用直觀形象的教學技巧，傳遞教學活動中的關鍵內容，將各級主體關系的層級分布情況展示出來，并通過關鍵詞、圖像、色彩與學生的記憶、思維建立連接。

在小學數學高年級教學中，思維可視化可理解為思維可視化教學策略、思維可視化工具。思維可視化教學策略指應用圖形化教學方法，引導學生互動學習、自主探究式學習，掌握學習策略，對學生的認知水平提高、思維能力發展有著促進作用。思維可視化工具則指運用集圖像、圖表、動畫、模擬于一體的教學輔助工具進行教學設計，如思維導圖、多媒體演示文稿、動畫工具等。應用思維可視化的主要目的是更直觀地呈現小學數學知識，以激發學生的學習興趣，幫助學生輕松理解、內化數學知識，形成成熟的思維認知模式，培養學生的數學學習能力，提升高年級數學的教學效果。

二、小學數學高年級教學中應用思維可視化的價值

（一）激發學生的學習興趣

興趣是驅動學生探究、學習的重要因素。在小學高年級階段，數學學科知識的學習難度大，部分學生會因為畏難心理而喪失學習興趣。思維可視化教學可提升數學課堂的生動性，使學生體會數學學習樂趣，對學習數學知識產生濃厚興趣。比如，教師可應用思維導圖，幫助學生理清數學知識，總結數學學習經驗，體會高效學習的成就感，從而提高學生的數學課堂參與感，為學生數學能力的培養創造良好條件。

（二）降低抽象知識的學習難度

數學知識的邏輯性較強，對學生思維能力的要求高。小學生思維發育尚未成熟，難以理解抽象的數學知識。思維可視化工具能夠動態、直觀地展示數學概念，分解抽象的數學知識，讓學生了解數學概念中的邏輯關系，理清數學知識體系中的思維規律，從而降低抽象知識的學習難度。以立體圖形相關知識的教學為例，思維可視化工具可通過動畫、動態圖片演示圖形變化過程，幫助學生直接感知圖形概念，總結規律，快速內化數學知識，提升學習效果。

（三）提升數學教學質量

在小學數學課堂中，教師可應用思維可視化工具直觀展示數學知識、教學內容，使教學資源呈現形式更加多樣。教師可依據學生需求，應用思維可視化教學策略來增強數學課堂的趣味性、創新性，豐富教學形式，提升數學教學質量；或基于思維可視化工具，加強與學生的互動交流，通過良好的互動關系，掌握學情，調整數學課堂教學方案，提升數學教學設計的針對性。

思維可視化在小學數學教學中的應用非常廣泛，包括數據可視化、模擬與演示、互動可視化、多媒體展示、數字化繪圖等內容。教師可通過數據可視化，羅列學生學情信息，有針對性地為學生提供教學指導，或模擬、演示數學知識，使學生理解知識點。為更好地應用各類思維可視化教學策略、工具，教師需要擁有專業化教學能力，正確認知思維可視化理念。教師需要認識思維可視化對高年級數學教學的重要性，理解思維可視化的價值，同時具備思維可視化教學所需的技能。比如，設計制作教學相關的思維可視化課件、操作相關軟件等，對教師認知、操作技能有著一定要求。學校需要加強對教師的培訓，使其學習思維可視化工具的運用方法，分析小學高年級數學的教學需求，突破傳統教學思維限制，正確理解、應用思維可視化教學。

三、基于思維可視化的小學數學高年級教學策略

（一）課堂導學可視化，激活學生數學思維

教師應圍繞數學教學的重難點，設置導學案，補充高年級數學教案中的思維可視化元素，通過激活學生數學思維的教學內容，實現課堂導學可視化。具體來說，教師可應用可視化工具，呈現教學內容中數學思維的變化過程，利用導學課件，幫助學生理解數學教材內容，鍛煉、激活學生的數學思維。比如，教師應以發展學生數學思維為目標，基于思維可視化概念，直觀呈現與教學內容相關的知識結構圖、思維導圖，使數學概念具象化，培養學生的數學知識感知能力，發展學生的數學思維。

以人教版小學數學五年級下冊“觀察物體（三）”這節課為例。教師可基于多媒體信息技術，優化立體圖形教學設計。在課堂導入環節，教師可展示物體不同面涂刷各類顏色后的特征。在展示過程中，教師可移動、旋轉物體，組織學生從正面、側面、上面等不同角度觀察物體，了解立體圖形結構。隨后，教師可通過課件投放正方形積木搭接時的多角度圖片，請學生根據課件上呈現的圖形，嘗試擺放積木，還原圖形，驗證圖形變化過程，總結其中的規律。通過前期可視化工具呈現物體的各個立面，教師可引導學生初步形成數學圖形思維，并在擺一擺、看一看后，利用已有的數學知識、圖形空間觀念了解物體的位置關系，提高學生的空間認知能力、數學思維能力。最后，教師總結本節課圖形規律，請學生根據觀察的結果畫出從三個方向觀察的平面圖，幫助學生在具體實踐中內化所學知識。教師基于小學生身心發展規律，應用思維可視化教學，直觀呈現數學知識，使學生逐步從觀察立體圖形、觀察圖形立面開始，從易到難地發展數學思維，有助于完善學生的思維路徑，鍛煉學生的數學思維能力。

（二）操作可視化，建立數學思維體系

小學生對事物的認知多來自感官體驗。教師應基于小學生的年齡特點，設計數學實驗，用具有直觀操作性的可視化教學，提升學生在操作學習中的觀察、思考、實踐、驗證能力，深化學生對數學知識的理解，促進學生數學思維體系的完善。教師需要關注學生在學習活動中的思維狀態，根據小學生的個性特征，分析小學高年級學生的思維方向、思維路徑，合理設計數學實驗，為學生學習數學知識提供有力支持。

以人教版小學數學五年級下冊“數學廣角找次品”這節課為例。學生需要借助紙筆分析“找次品”問題，總結出解決該類問題的最佳策略。教師需基于“找次品”問題為學生設計數學實驗，使學生在觀察、猜測、試驗、推理過程中感知同一問題的不同解決方法，學會運用最佳策略解決問題。在課堂導入環節，教師應為學生創造參與實驗的機會，以天平、乒乓球為數學實驗材料（其中包含一個次品乒乓球），學生則需要通過觀察、推理的方式，尋找出次品乒乓球。教師可以先請學生分別用手掂一掂乒乓球，尋找重量較大的次品乒乓球。學生尋找無果后，教師出示天平，請學生思考如何利用已有工具找出多個乒乓球中的次品。小學高年級學生有玩蹺蹺板的經驗，且對天平稱量時的數量關系具有一定認識，知道下落的一邊為重。以此為基礎，教師可請學生預測分析從3個、5個、6個、8個乒乓球中找出次品最少要稱幾次。最后，教師可鼓勵學生在實驗活動中驗證自己的猜想。在這樣的實驗過程中，學生可充分調動自身感官，思考實驗數據產生的原因，直觀認知找次品的規律，由此建立全面、系統的數學認知體系。在本節課中，數學實驗操作是思維可視化的主要載體，可促進操作可視化，讓學生在實踐中理解教學內容，有助于激活學生的思維能力，提高學生的認知水平。

（三）表達可視化，提高思維認知水平

數學教學具有嚴謹性、系統性特征，數學知識、數學概念的教學表達要求嚴謹，邏輯性較強。一個字、一個數的表述偏差都會改變數學概念的實際意義。基于思維可視化概念，教師可鼓勵學生將數學學習過程、數學知識理解過程、數學問題思考過程表達出來，通過表達可視化，提高學生的思維認知水平。數學表達可視化指利用課堂情境、思維導圖等方式，教會學生用自己的語言表達、解釋、說明數學概念、數學原理、數學規律，教會學生用語言論證數學學習中的基本觀點，加深學生對數學知識的記憶與理解，降低解決數學問題時的出錯率，提升數學學習效果。

以人教版小學數學六年級下冊“百分數（二）”的第一課時“折扣”為例。在課堂導入環節，教師可創設“春節商家搞促銷”的活動情境，利用多媒體視頻，立體呈現活動中的打折情況，如：毛衣大促銷，一件打八折，兩件七五折；棉褲促銷，一件六折；等等。展示完情境后，教師可請學生說一說春節期間商家都有哪些促銷活動，是怎樣來進行促銷的。在表達活動信息時，學生可初步感知“打折”的概念。接著，教師可進行引導：“促銷活動中的‘打折’是商業用語，同學們說一說，‘打折’是什么意思呢？比如‘打七折’的時候，我們要怎么理解呢？”與此同時，教師要操作多媒體設備，給學生展示商場的打折標簽，如：大衣七折，原價1000元，現價700元；圍巾七折，原價100元，現價70元；等等。在學生理解“打折”概念后，教師可以提問：“鉛筆盒原價10元，打七折，現價多少呢？原價與現價有什么樣的關系呢？”在學生自由討論，通過上網搜索、查課本等方式發現其中的規律，學會用數字表示折扣后，教師可以順勢引出“百分數”概念。教師可總結“打折”概念，并延伸至其他折扣，如八五折、九折，使學生充分理解百分數的定義，找出其中的數量關系，列出關系式，如：原價×85%=實際售價。最后，教師布置應用題目：媽媽買了一副耳機，原價160元，現在只花了九折的錢，現價比原價便宜了多少錢？（1）學生試算，獨立列式。（2）全班交流，自由表達。（3）組織學生匯報，列算式。如：原價160元，現價比原價便宜了（190%），160×（190%）=160×10%=16（元）。在具體的案例、情境中引導學生表述問題解決過程，可幫助學生理解數學概念，實現表達可視化，進而提高學生的學習效率，突出學生在數學課堂的主體地位。

（四）應用可視化，促進數學知識內化

在小學數字高年級教學中，教師可引進圖畫、照片等思維可視化工具，促進數學知識的應用可視化，幫助學生內化數學知識，提升學生在數學課堂的思維體驗。教師可結合小學數學高年級學段數形結合相關的教學內容，運用線段、動畫等工具，為學生營造直觀、立體的思維場景，加深學生學習體驗。

以人教版小學數學五年級下冊“折線統計圖”這節課為例。教師播放了機器人大賽視頻，向學生介紹機器人大賽，用課件展示2010—2020年機器人大賽的參賽數據統計表，請學生說一說自己在表中觀察到的數學信息，如2016年，參賽隊伍有1025支；2020年，參賽隊伍有2109支；等等。教師請學生思考：如何用統計圖表示這些數據？學生回憶已學過的數學知識，認為用條形統計圖可直觀表示機器人大賽的參賽數據。之后，教師通過課件呈現提前做好的條形統計圖，請學生跟著屏幕用手比畫參賽隊伍的變化情況，根據學生比畫時的起伏，教師展示折線統計圖，讓學生思考折線統計圖是否和學生比畫的過程一樣，讓學生初步認識折線統計圖。為方便學生理解，教師還可用動畫演示統計表、條形統計圖到折線統計圖的繪制過程，鼓勵學生總結折線統計圖的繪制過程，如先描點、標數據、連線等。最后，教師請學生觀察折線統計圖，說一說圖中的點表示什么，線表示什么，折線統計圖、條形統計圖有什么相同點、不同點。

在學生初步掌握折線統計圖后，教師展示氣溫變化圖、路程行駛圖、某地每年人均收入圖等應用案例，讓學生知道折線統計圖的應用場景。隨后，教師布置題目，展示校園運動會各班體育成績的相關數據，組織學生獨立制作折線統計圖，內化所學知識。在上述案例中，教師將動畫、圖形、數據等可視化工具應用于教學中，為學生的直觀觀察提供機會，使學生直觀地進行數學認知，在數學知識應用場景中內化知識，有助于提高學生的學習效率。

結語

綜上所述，教師應合理運用思維可視化教學，將思維可視化滲透到小學數學教學設計，結合學生認知規律、數學教學內容，直觀、完整地呈現數學知識，提高學生的學習效率，提升小學數學高年級教學質量，促進小學數學教育創新發展。

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