以可視化教學(xué)培養(yǎng)高階思維能力

【摘" 要】數(shù)學(xué)是一門(mén)邏輯性、抽象性、思維性較強(qiáng)的學(xué)科，在培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力方面起到關(guān)鍵作用?？梢暬虒W(xué)具有直觀性、形象性、具體性等特點(diǎn)，可以將數(shù)學(xué)中抽象的概念、思維以直觀具體的形象呈現(xiàn)，降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展。探索可視化教學(xué)在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用方法，是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)高階思維能力的關(guān)鍵路徑?；诖耍疚囊钥梢暬虒W(xué)研究為內(nèi)容，具體探索了小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力的教學(xué)方法，以期為提升數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)效、促進(jìn)學(xué)生高階思維能力發(fā)展提供參考。

【關(guān)鍵詞】可視化教學(xué)；小學(xué)數(shù)學(xué)；高階思維能力；創(chuàng)造性思維

小學(xué)數(shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)中明確要求數(shù)學(xué)教學(xué)要以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為目標(biāo)。高階思維能力作為數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)中的重要組成部分，發(fā)展學(xué)生的高階思維能力不僅是學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)的需要，也是學(xué)生終身發(fā)展的需求。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，學(xué)生課堂參與性較低，教學(xué)形式單一，教師以抽象的語(yǔ)言和文字進(jìn)行數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)方法、數(shù)學(xué)思維的講解，學(xué)生理解起來(lái)相對(duì)困難。教師只關(guān)注學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)的掌握與考試成績(jī)的高低，忽視對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力與思維品質(zhì)的培養(yǎng)?？梢暬虒W(xué)有效改善了傳統(tǒng)教學(xué)模式中概念、方法、思維等抽象難懂的情況，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)可視化、思維可視化，不僅讓學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)有了深入理解，也發(fā)散了學(xué)生思維，對(duì)學(xué)生高階思維能力發(fā)展大有裨益。為進(jìn)一步提升對(duì)學(xué)生高階思維能力培養(yǎng)的效果，教師應(yīng)加強(qiáng)對(duì)可視化教學(xué)的研究。

一、創(chuàng)設(shè)可視化情境培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力

可視化情境是指在教學(xué)中結(jié)合教學(xué)內(nèi)容以及學(xué)生高階思維能力發(fā)展需求，創(chuàng)設(shè)可參與、可互動(dòng)、可實(shí)踐的情境空間，讓學(xué)生在情境互動(dòng)中學(xué)習(xí)、思考、分析和探索，從而完成學(xué)習(xí)任務(wù)，發(fā)展高階思維能力。

（一）創(chuàng)設(shè)生活情境

生活情境作為可視化情境，能夠?qū)?shù)學(xué)中抽象的知識(shí)、復(fù)雜的邏輯關(guān)系等以具象化的生活情境呈現(xiàn)出來(lái)，幫助學(xué)生加深對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解。同時(shí)熟悉的生活情境更能吸引學(xué)生的注意力，拉近數(shù)學(xué)與學(xué)生生活的關(guān)系，使學(xué)生感受到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的現(xiàn)實(shí)價(jià)值和意義，從而能養(yǎng)成思考、探索數(shù)學(xué)問(wèn)題的意識(shí)和習(xí)慣。此外，借助生活情境，學(xué)生在情境中展開(kāi)學(xué)習(xí)、分析數(shù)學(xué)問(wèn)題、探索數(shù)學(xué)知識(shí)，可以直觀反映出學(xué)生的數(shù)學(xué)思維情況，為培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)高階思維能力奠定基礎(chǔ)。

例如，在進(jìn)行“長(zhǎng)方形和正方形”這部分內(nèi)容的教學(xué)中，要求學(xué)生能理解什么是周長(zhǎng)，并能準(zhǔn)確計(jì)算長(zhǎng)方形和正方形的周長(zhǎng)，但是小學(xué)生在初次接觸“周長(zhǎng)”這一抽象概念時(shí)，理解起來(lái)會(huì)有一定的困難。為了發(fā)展學(xué)生的高階思維能力，讓學(xué)生從具象思維逐漸向抽象思維過(guò)渡，教師可以創(chuàng)建可視化情境，從學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活中取材，將生活場(chǎng)景引入課堂，以直觀、生動(dòng)的生活情境輔助學(xué)生理解抽象概念。教師以視頻的方式呈現(xiàn)“客廳地面貼瓷磚”的生活情境，貼磚師傅要計(jì)算所需瓷磚數(shù)量，思考如何計(jì)算。在具體情境中，學(xué)生通過(guò)分析、思考，發(fā)現(xiàn)只要測(cè)量出長(zhǎng)方形客廳地面的長(zhǎng)和寬，就能計(jì)算出購(gòu)買(mǎi)瓷磚的數(shù)量。通過(guò)生活情境的創(chuàng)建，實(shí)現(xiàn)了思維可視化，幫助學(xué)生深入理解面積的概念，并體驗(yàn)到數(shù)學(xué)在生活中的具體應(yīng)用。

（二）創(chuàng)設(shè)游戲情境

游戲?qū)ぐl(fā)學(xué)生的參與興趣有重要作用。另外，游戲中的規(guī)則、玩法均能刺激學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生思維活力，促進(jìn)思維發(fā)散，對(duì)發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)高階思維有一定輔助作用。教師可以引入游戲元素，通過(guò)創(chuàng)設(shè)游戲情境與數(shù)學(xué)思維可視化，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)。教師要考慮學(xué)生的興趣需求、認(rèn)知水平，選擇學(xué)生感興趣的游戲元素，控制好游戲的難易程度，還要確保游戲情境與數(shù)學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容相關(guān)聯(lián)，從而發(fā)揮游戲情境輔助課堂教學(xué)的作用。

例如，在進(jìn)行“可能性”這部分內(nèi)容的教學(xué)中，傳統(tǒng)的教學(xué)模式主要是通過(guò)教師列舉一些抽象的問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考，來(lái)解釋“可能性”這一概念，然而這樣的教學(xué)形式很難讓學(xué)生對(duì)“可能性”產(chǎn)生直觀準(zhǔn)確的認(rèn)知，不僅不利于學(xué)生高階思維能力的發(fā)展，也會(huì)影響學(xué)生的課程學(xué)習(xí)效果。教師可以圍繞這部分教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)“分組游戲”的游戲情境，將班級(jí)學(xué)生劃分成4人一組的游戲小組，要求每個(gè)小組中的男女配比要多樣化，男女比例可以是“4∶0”“1∶3”“1∶1”“3∶1”“0∶4”這幾種，在游戲過(guò)程中，教師隨機(jī)選擇其中一個(gè)小組來(lái)玩游戲，問(wèn)：“選出全是女生的小組的可能性是多少？”“選出男女各一半的小組的可能性是多少？”……學(xué)生通過(guò)思考這些問(wèn)題，能夠?qū)Α翱赡苄浴钡母拍罴捌溆?jì)算方法有準(zhǔn)確的理解和掌握，從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也能夠通過(guò)思維可視化發(fā)展學(xué)生的高階思維能力。

二、借助可視化工具培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力

可視化工具是一種能夠?qū)⒊橄髢?nèi)容轉(zhuǎn)化為具象內(nèi)容、將隱性問(wèn)題轉(zhuǎn)化成顯性問(wèn)題的輔助性教學(xué)工具或者學(xué)習(xí)工具?，F(xiàn)階段在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用比較廣泛的可視化工具主要包括思維導(dǎo)圖、實(shí)物工具、多媒體課件、統(tǒng)計(jì)圖表等等，教師在教學(xué)中應(yīng)根據(jù)具體教學(xué)需求和學(xué)生高階思維能力發(fā)展需求，科學(xué)選擇并運(yùn)用不同的可視化工具。

（一）借助思維導(dǎo)圖，培養(yǎng)邏輯思維

思維導(dǎo)圖能夠通過(guò)清晰可見(jiàn)的圖形、線條等將數(shù)學(xué)中的數(shù)量關(guān)系、邏輯關(guān)系等直觀呈現(xiàn)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維。思維導(dǎo)圖有樹(shù)狀圖、氣泡圖、圓圈圖、流程圖、魚(yú)骨圖、韋恩圖等。教師應(yīng)掌握不同類(lèi)型思維導(dǎo)圖的特征及優(yōu)勢(shì)，合理選用思維導(dǎo)圖的類(lèi)型進(jìn)行教學(xué)，以此實(shí)現(xiàn)更好地培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。

例如，在進(jìn)行“多邊形的面積”這部分內(nèi)容的教學(xué)過(guò)程中，需要學(xué)生掌握多種多邊圖形的面積計(jì)算方法。雖然這部分知識(shí)看似復(fù)雜，實(shí)則不同多邊圖形面積計(jì)算方法之間存在著一定的關(guān)聯(lián)，只要學(xué)生能夠掌握其中的邏輯關(guān)系，就能輕松掌握這部分內(nèi)容，并準(zhǔn)確運(yùn)用這部分知識(shí)解決數(shù)學(xué)問(wèn)題。因此，教師在基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)過(guò)程中，可以利用樹(shù)狀圖這一類(lèi)型的思維導(dǎo)圖，以長(zhǎng)方形面積計(jì)算為樹(shù)干，梯形、平行四邊形、三角形等多邊形面積計(jì)算為衍生出的樹(shù)枝。通過(guò)樹(shù)狀圖能讓學(xué)生系統(tǒng)地掌握本單元的知識(shí)，并直觀了解不同多邊形面積計(jì)算之間的聯(lián)系，發(fā)展學(xué)生的邏輯思維，使學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識(shí)的掌握不再是死記硬背，能夠加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，同時(shí)發(fā)散思維，提升學(xué)生高階思維能力。

（二）借助實(shí)物工具，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維

數(shù)學(xué)具有很強(qiáng)的操作性，教師在教學(xué)中可以通過(guò)實(shí)物操作的方式輔助學(xué)生加深對(duì)幾何知識(shí)的理解，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。另外，借助實(shí)物工具能發(fā)散學(xué)生思維，促進(jìn)學(xué)生思考，使學(xué)生能夠在操作中有新的發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。在實(shí)物工具的輔助下，學(xué)生可以一邊思考一邊學(xué)習(xí)，能夠提升學(xué)習(xí)實(shí)效。

例如，在進(jìn)行“長(zhǎng)方體和正方體”這部分內(nèi)容的教學(xué)中，要求學(xué)生能夠掌握正方體紙盒的多種展開(kāi)圖。此時(shí)教師讓學(xué)生提前準(zhǔn)備好多個(gè)正方體紙盒，在課堂上嘗試用不同的裁剪方式獲取正方體紙盒的展開(kāi)圖，要求展開(kāi)圖不重復(fù)，看看誰(shuí)能得到的展開(kāi)圖數(shù)量最多。通過(guò)實(shí)物操作，在經(jīng)歷嘗試、失敗、再?lài)L試、成功這樣的過(guò)程后，有效提升了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，使學(xué)生能夠大膽嘗試新方法、新路徑，從而獲得新的展開(kāi)圖。

（三）借助課件演示，培養(yǎng)抽象思維

多媒體課件是現(xiàn)階段小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中比較重要的教學(xué)工具，借助豐富的網(wǎng)絡(luò)資源和信息技術(shù)，讓數(shù)學(xué)課堂更加豐富多彩。多媒體課件具有直觀性、趣味性、動(dòng)態(tài)性，能夠?qū)⒊橄蟮闹R(shí)具象化呈現(xiàn)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維有重要幫助。教師可以借助課件演示的方式進(jìn)行知識(shí)的教學(xué)，彌補(bǔ)學(xué)生抽象思維能力的不足，循序漸進(jìn)地啟發(fā)學(xué)生思維，使學(xué)生能夠從具象思維逐漸向抽象思維發(fā)展。

例如，在進(jìn)行“平移、旋轉(zhuǎn)和軸對(duì)稱(chēng)”這部分內(nèi)容的教學(xué)中，教師可以利用多媒體課件演示的方式給學(xué)生呈現(xiàn)圖形運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，將原本抽象的圖形運(yùn)動(dòng)以動(dòng)態(tài)的、具象的圖形演示形式呈現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維。在這個(gè)過(guò)程中，教師可以利用“數(shù)學(xué)畫(huà)板”軟件，讓學(xué)生實(shí)際參與互動(dòng)，使學(xué)生在拖動(dòng)、點(diǎn)擊、旋轉(zhuǎn)軟件中的圖形過(guò)程中，直觀感受圖形的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)比運(yùn)動(dòng)前與運(yùn)動(dòng)后的圖形，加深學(xué)生對(duì)圖形平移、旋轉(zhuǎn)以及軸對(duì)稱(chēng)等概念的理解，也讓學(xué)生在腦海中構(gòu)建出具體的圖形運(yùn)動(dòng)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生良好的抽象思維能力。

三、設(shè)置可視化作業(yè)培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力

通過(guò)作業(yè)設(shè)置能夠驅(qū)動(dòng)學(xué)生課后的自主學(xué)習(xí)、課程鞏固、知識(shí)延伸、拓展訓(xùn)練等，是使學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)、能力提升的關(guān)鍵途徑。培養(yǎng)小學(xué)生的高階思維能力不能只局限于課堂教學(xué)，還要重視課下訓(xùn)練，課后作業(yè)就是在課下對(duì)學(xué)生進(jìn)行高階思維能力訓(xùn)練和提升的關(guān)鍵路徑。因此，教師應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力為目標(biāo)，優(yōu)化課后作業(yè)設(shè)置，創(chuàng)新作業(yè)形式，設(shè)置可視化作業(yè)，提升學(xué)生作業(yè)體驗(yàn)、發(fā)展學(xué)生高階思維。

例如，在完成“多邊形的面積”這節(jié)課的教學(xué)后，教師在給學(xué)生設(shè)置課后作業(yè)時(shí)，要注重可視化作業(yè)的設(shè)計(jì)?？梢暬鳂I(yè)就是要讓作業(yè)具有可操作性，能夠使學(xué)生在具體的操作過(guò)程中完成作業(yè)任務(wù)，鞏固課程知識(shí)，發(fā)展自身的高階思維能力。比如，在本單元的課后可視化作業(yè)設(shè)計(jì)中，教師要求學(xué)生在家庭生活環(huán)境中找出三種不同的多邊形物體，并根據(jù)實(shí)際測(cè)量，運(yùn)用所學(xué)的多邊形面積計(jì)算方法，計(jì)算出多邊形物體的面積。另外，在生活環(huán)境中再找到一處不規(guī)則圖形的物體或空間地面，要求學(xué)生運(yùn)用多種方法進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，準(zhǔn)確地算出不規(guī)則圖形物體或區(qū)域的面積，并將自己的測(cè)量、計(jì)算的過(guò)程錄制下來(lái)，分享到學(xué)習(xí)平臺(tái)。通過(guò)給學(xué)生設(shè)置可視化作業(yè)，激發(fā)了學(xué)生做作業(yè)的興趣，同時(shí)在可視化作業(yè)完成的過(guò)程中，不僅鞏固了學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，提升了學(xué)生的綜合能力，也發(fā)展了學(xué)生的高階思維。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用可視化教學(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)學(xué)教學(xué)中的抽象向具象轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)上從被動(dòng)向主動(dòng)過(guò)渡，豐富了教學(xué)方式方法，讓數(shù)學(xué)課堂氛圍更和諧、融洽。教師應(yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)思想，加大對(duì)學(xué)生高階思維能力培養(yǎng)的重視力度，能夠充分理解可視化教學(xué)的內(nèi)涵及其應(yīng)用價(jià)值。在具體教學(xué)實(shí)踐中，能夠通過(guò)創(chuàng)建可視化情境、利用可視化工具、設(shè)置可視化作業(yè)等方式，將可視化教學(xué)落實(shí)到數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐中，通過(guò)可視化教學(xué)的有效應(yīng)用提升學(xué)生的數(shù)學(xué)高階思維能力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]宋云華.小學(xué)數(shù)學(xué)思維可視化教學(xué)策略[J].天津教育，2024（7）：144-146.

（本文系江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究第十五期2023年度立項(xiàng)課題“指向‘高階思維’的小學(xué)數(shù)學(xué)可視化教學(xué)實(shí)踐研究”，課題批準(zhǔn)號(hào)：2023JY15-L210）