思維可視化在小學數學教學中的實踐

在新教育改革背景下，小學數學教學正逐步轉向全面培養學生的綜合素質，這一轉變要求從多維度出發，全面提升學生的學習能力和應用實踐能力。新課程標準還要求小學數學教學過程中，轉變學生被動接受知識、死記硬背、機械化學習的現狀；讓學生在課堂中主動探究、掌握分析和解決數學問題的方法，增強學生的合作意識；在讓學生掌握一定的數學基礎知識的基礎上，進一步加深學生對數學知識的理解和提高數學基本技能。但傳統灌輸式的教學方法無法滿足新課程標準改革的要求，需要教師及時更新教學理念和教學方式。思維可視化在小學數學教學中應用，可將抽象的數學知識轉變為可視化便于理解的情境，增強學生學習興趣，讓學生主動參與數學學習，提升學生的數學學習水平。

一、思維可視化的形式以及價值

（一）語言可視化

通過運用具體而生動的語言方式，展現數學邏輯思維，學生能夠通過這種方式交換數學概念和傳達知識，以促進學生對數學知識的理解。在數學知識掌握的過程中，學生的數學邏輯思維是各類思維模式相輔相成、錯綜復雜交織在一起的整體，而語言邏輯思維正是依托語言這一載體的思考形式。學生表達數學觀點時，需先認識自己所要表達的內容，在這個過程中需要具備一定的思維能力。在進行語言表達時，學生會出現需要解決數學問題或想要認識數學的現象。例如，學習“圓”的知識時，數學教師可以在教學開始前為學生布置自主操作活動，讓學生在課堂上通過語言表達自己對圓的認識，使學生進行腦內思維活動。這些思維活動是教師無法直接看到的，可以通過學生的語言表達情況，來了解學生的思維內容。在課堂中，學生運用語言表達想法時，會在表達前進行一系列的思維活動，這能為學生的語言表達提供依據，為學生后續進行數學學習奠定良好的基礎。

（二）圖示可視化

圖示可視化是指利用圖形化的手段，如繪制圖表、構建圖像、設計思維導圖等，激活學生的數學邏輯思維，使學生能通過親手繪制的方式，記錄探索的過程以及思考的軌跡。通過畫圖有助于促進學生的右腦開發，可有效發展學生的感性思維。圖示可視化有助于保護學生思維的獨創性，獨創性是指學生獨立思考的能力，學生在學習過程中應創造獨特的價值、個性特征等學習成果。數學學習過程中要關注學生的思維過程以及思維品質，保證學生思維具有創造性特征。例如，數學教師提出復雜數學問題時，有部分學生會迅速舉手回答問題，教師不能急于讓學生回答問題，而是要讓學生通過記錄的形式將思維信息記錄下來，如“學生獲得了哪些信息”“如何得到了這樣的結果”，再讓學生進行溝通交流。在整個思考過程中，學生完成信息輸入、加工等，并選擇喜歡的思考路徑，使自身的思維能力得到發展。

（三）動作可視化

動作可視化是指通過制作、實驗、模擬表演等活動構建數學思維，是學生依靠外部操作和自身肢體器官呈現思考過程、展示思考結果的一種學習方式。學生對數學現象或問題有了初步猜想和假設時，如果沒有通過充分操作、實驗或者是模擬表演，就會導致最終探究結果缺少依據。多維學習觀念指導下，通過實踐操作可以調動學生的肢體和感官參與學習，從而給學生帶來全新的數學學習體驗。動作可視化能夠改善學生的數學學習態度，學生通過動手操作、實驗，能夠幫助學生深入理解數學學習主題，能使學生更好地理解數學知識。例如，學習小學數學“20以內的退位減法”的知識時，教師可提前讓學生準備一些小木棒，讓學生利用小木棒進行計算，通過操作理解數學計算方法，從而加強學生對數學知識的理解。

二、小學數學思維可視化教學的現狀

（一）思維圖譜單一化

盡管小學數學教學中思維可視化工具的應用種類繁多，但實際操作中，思維導圖與概念圖仍占據主導地位，且其設計與展現形式往往局限于既定的模板與框架之內。這一現象揭示了思維可視化工具在小學數學教學中的一大困境——應用模式的單一化。在課堂實地觀察中，教師制作的思維圖譜大多依據預設模板生成，僅以簡潔的文字描述為主，色彩搭配上多局限于黑白或紅藍等基礎色調，鮮少融入生動的圖像、圖表或其他視覺元素來豐富其表現力。這種缺乏創新的圖譜設計，難以通過視覺吸引力激發學生的學習興趣，進而影響其學習積極性的提升。

（二）圖譜內容片面化

思維可視化工具所生成的思維圖譜理應呈現出多元化的思維內容，但實際上其運用卻顯現出內容單一化的傾向。一方面，這種導圖往往過多地集中在知識點的梳理與回顧上。教師和學生常常把思維導圖作為復習的工具，使導圖的內容基本上是圍繞課程知識點和結構布局展開的。盡管對知識進行梳理和歸納對于學生構建知識體系和加強知識點間的聯系有重要作用，但數學學習的本質還在于知識的應用和實際操作，這包括解題技巧的靈活運用和數學知識在生活中的實際應用。另一方面，在解決問題的過程中，思維導圖的應用往往僅限于對問題類型的初步分類。一些教師試圖將思維導圖應用于解題分析，但多數情況下只是對題型進行了表面的分類，其導圖內容更多的是對題型的一般性歸納，缺少對解題目標、策略和過程的深度挖掘，尤其是忽略了針對具體問題所需的數學思維技巧的培育。這種片面化的內容設計，不僅限制了思維圖譜在教學中的潛能發揮，還影響了學生數學思維能力與問題解決能力的全面提升。

三、思維可視化在小學數學教學中應用原則

（一）多通道原則

思維可視化在小學數學教學中應遵循多通道原則，多通道原則是指學生在學習過程中采取語言表征、圖示表征以及動作表征的結構形式。在開展數學教育活動中，教師需指導學生運用多樣化的思維展現形式，使學生能夠依據個人實際狀況選擇合適的思維表述路徑，通過演示和互動，促進各類思維表述手段的交融與互補。例如，教師可構建恰當的交流環境，讓學生上臺闡述各自的思路，在思考環節中，結合圖像進行真實的思維共享，并對其他同學的疑問給予解答。這個過程可以將抽象性言語材料可視化，讓學生思維看得見，有助于喚醒學生的主動學習意識，從而提升學生的數學學習水平。

（二）適度運用原則

小學數學教學中運用思維可視化時應遵循適度運用原則，要給予學生足夠獨立思考的空間，從而使學生思維得到發展。小學數學教學中教師應適度運用思維可視化方法開展教學，教育工作者把教學資源按照模塊化原則進行編排，力求通過可視化的思維方式來展現教學內容，以保持教學表達的一致性，防止頻繁更換可視化手段，以免分散學生在數學科目學習上的專注力。數學教師在運用思維可視化方式時要避免過于頻繁，也不能過于表面化，否則會影響思維可視化應用效果。數學教師在呈現數學信息和數學問題時，應根據教學設計釋放信息模塊，根據學生在教學過程中的學習表現提供思維可視化的機會，從而達到鍛煉學生數學思維的目的。

（三）目標明確原則

在小學數學的課堂實踐中，教師運用思維可視化策略時需恪守目標導向原則，即確保所采用的思維可視化方法與數學課程的教學目標相吻合。教師還需維持可視化框架的清晰性，避免過于復雜化，以免加大學生掌握數學知識的難度。在學生進行數學問題思考的過程中，如果一種思維可視化手段足以清晰、全面地傳遞信息，那么就不應額外增加其他可視化手段，以免加重學生的學習壓力，使他們在解決數學問題時面臨更多挑戰。部分數學教師在開展教學過程中為了活躍課堂氛圍，會增加趣味性的圖片、游戲活動等，雖然能夠增加數學課堂的趣味性，但是會吸引學生的注意力，影響學生數學學習。數學教學中不論選擇哪種思維可視化方式，都要注重關注學生的學習結果以及思維過程，從而提升學生數學感知，加深學生對數學概念的理解，讓學生數學學習能力獲得提升。

四、思維可視化在小學數學教學中的實踐策略

（一）深入挖掘教材內容，理清知識點關聯

教材作為各科開展的基礎，深入挖掘小學數學教材，即可發現各個知識點間存在的緊密聯系。因此，進行小學數學教學時，教師應確保學生能夠理解并掌握此類知識點之間的聯系，從而降低教學難度。具體而言，教師可以利用一系列相關的知識點進行引導，確保學生能夠全身心地投入新知識點的學習，從而在不斷探索的過程中獲得尋找不同知識點間內在聯系的能力。在此過程中，教師還應通過思維可視化模式來彌補知識點間的不足，以進一步提升學生的數學思維能力和思維模式。

例如，教導學生“運算律”的有關知識時，教師不僅要講解新的知識點，還應引入一系列與教學目標相關的知識點。通過調動學生的數學學習思維積極性，使學生能夠結合自身的思維模式，將思維可視化教學與新知識聯系起來，從而找出知識點之間的關聯性。該過程不僅能確保學生全身心投入教學活動，還能逐漸強化小學數學教學可視化的應用，進而促進學生全面發展，為今后的數學學習奠定堅實基礎。

（二）借助信息技術教學，貫徹可視化理念

可視化課堂教學的精髓，在于巧妙融合多元可視化教學技法，諸如圖像、音頻、視頻等多媒體素材，與課程內容緊密相連，將深奧的教學理論以直觀形態展現，使抽象知識變得生動具體、易于理解，極大提升課堂的吸引力，力求實現教學效果的最大化。若將多媒體可視化視作一項技藝，那么多媒體課件的教學實踐，無疑是展現這一技藝的核心舞臺。以“四邊形的認識”課堂教學為例，教師便可借助多媒體輔助教學，構建可視化的小學數學課堂，并通過創設與課程內容緊密相關的教學情境向學生提出問題，如利用多媒體展示鞋盒、課本等圖形，并詢問學生“大家知道這些圖形都叫什么名字嗎”，以激發學生求知欲，使學生積極配合教學工作開展。此時，盡管課堂知識對于剛開始接觸圖形學習的小學生來說可能有些困惑，但通過結合圖片加深記憶，能有效降低學生理解難度，提高學生學習效果。

（三）創新制圖方式，構建完善知識體系

“思維可視化”工具作為教學輔助的利器，其核心價值在于幫助教師精準梳理知識點，以更為系統、邏輯清晰的方式向學生傳授，使原本抽象的數學概念變得直觀且生動。學生借此能深刻領悟數學知識，靈活應用所學，實現知識的內化與遷移，從而構建起全面而穩固的數學知識架構。小學數學教師應深刻洞察知識點間的內在聯系，以此為出發點，借助“氣泡圖”“同心圓圖”“流程圖”等多樣化的可視化工具，對數學知識進行提煉與整合，以創新性的圖表形式展現，引導學生洞察知識點間的關聯與差異。在知識的遷移過程中，不斷強化對比、分析、總結與歸納等高級思維能力，真正讓數學思維“看得見”。

以“角”的教學為例，教師可充分利用“思維可視化”工具來明確教學要點，涵蓋角的分類、繪制方法、組成部分的命名以及角的度量等關鍵環節。首先，通過“氣泡圖”直觀呈現角的各組成部分，如“頂點”與“邊”，并在多媒體平臺上動態展示，為學生提供直觀的初步認知。其次，引入“同心圓圖”來系統梳理直角、銳角、鈍角、平角及周角之間的關系，幫助學生構建起清晰的角類概念框架。在此基礎上，結合“動手操作”的教學環節，鼓勵學生親手折疊各類角，通過實踐深化對角的基本特征的理解。最后，利用“流程圖”來總結角的繪制步驟與度量方法，指導學生正確繪制角，并運用量角器進行測量，讓學生在親身實踐中激發想象力與創造力，深化對“角”的全面認知，從而構建起完整且系統的“角”知識體系。通過這一系列創新性的圖表構建策略，不僅提升了教學的趣味性與互動性，還促進了學生數學思維與綜合能力的全面發展。

（四）靈活運用圖表，活化圖示語言

“思維可視化”致力于將隱性的思維流程外顯化，借助圖表這一靈活的圖示語言，實現思維的直觀展現。尤其對于處于具象思維發展階段的小學生而言，圖表以其直觀性成為理解知識的得力助手，能有效促進學生的深度思考與理解，精準反映學生的思維路徑，使思維過程變得可見可感。以“平移、旋轉和軸對稱”的教學為例，教師在完成基礎理論知識的講授后，可向全班學生發放A4紙，引導他們運用軸對稱與平移的原理進行創意設計，將構思轉化為紙上的圖形。這一活動對學生的思維能力提出了高要求，學生需充分發揮想象力，運用所學知識對腦中的圖像進行創意重構，最終呈現在紙面上。通過學生的作品，教師不僅能直觀洞察學生的思考過程，還能準確評估學生對知識點的掌握情況，從而實施更加精準的教學策略。此外，鼓勵學生分享自己的創作，不僅促進了同學間的思想交流，還進一步深化了思維可視化的教學效果，讓教學更加貼近學生的真實思維世界。

五、結語

總之，數學思維可視化教學方法主要是通過各種手段將抽象的思維過程具象化，讓學生可以形象地看到教師的思維方式以及思維路徑。這種教學方法主要是對學生數學思維進行有效培養，符合現代社會對于教育發展的要求。因此，教師要在教學的過程中多思考、多學習并靈活運用，讓學生的數學素養可以得到鍛煉與提高。希望廣大教師更新教育觀念，提高教學能力，普及思維可視化的教學方法，推動小學數學教學的快速發展。