基于智慧课堂下的“可视化教学模式”探究——以《营养午餐》为例

林雅梅 何群弟

可视化技术运用于教学实践，是时代的需求，是信息化“互联网＋教育”的需要，它一改传统教育的僵硬沉闷，帮助重构新型的教学模式，引导教育走向新高地。我们作为可视化教学实验学校的实践者，参与了基于智慧课堂下的可视化教学模式的实验探究，深有体会。

一、可视化教学模式的基本理念

“可视化”就是把信息、知识和数据的外部表征和学习者内部心理表征转化为可视的、看得见的表示形式，从而获得对信息、知识和数据的更深层次认识的过程。我们的可视化教学模式包含了知识可视化资源、思维可视化工具、数据可视化三大要素的综合运用。知识可视化资源指利用平面或三维活动的图形图像技术来构建、传达和表示知识，以求有效传达事实信息，帮助学生正确应用、生成知识。思维可视化工具是指运用一系列图示技术把原本不可视的思考方法和思考路径呈现出来，使其过程清晰可见（它通常包括思维导图、图形化思考工具、表格化思考工具三大类）。数据可视化是指运用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换为图形或图像在屏幕上显示出来。

可视化教学模式是一种以学生为主体，注重在协作互助中培养思维能力的合作学习模式。其课堂形态是以小组为基础，教师引导学生亲历实践活动研究的全过程，体验问题解决，完成课堂学习任务。本模式践行“生本”理念，在课堂中为学生提供足够的自主学习时间和空间。

智慧教室环境下的可视化教学模式，依托信息技术平台交互系统，借助媒介——平板电脑，高效完成教学任务。教学中，学生利用平板电脑能及时地对课堂中的问题、研究活动方案的设计、评价等做出个性化的回应，再加上信息技术平台交互系统的实时数据统计功能等，无一不为教师提供了准确的教学判断，教师可依据学情随时调整教学方略，从而使教学更加精准到位。

智慧课堂下的可视化教学模式重视学习兴趣的激发，强调发挥学生的学习主观能动性，凸显学生个性化学习能力的培养。技术融合于课堂，为所有学生积极参与课堂提供了有力支撑，为教师及时关注到每一位学生的发展提供了可能。

二、可视化教学模式的课堂实践

智慧课堂下的可视化教学模式的核心思想是基于知识可视化资源、思维可视化工具、数据可视化三大要素的综合运用来提高学生的自主学习能力，促进学生个性化学习能力的发展，鼓励学生自主确定研究主题、设计活动研究方案，并围绕活动方案分析、交流，获取知识和学习方法。整个学习过程，教师只是一个引导者和促进者的角色。可视化教学模式分为四个基本流程“自主提问——自主辨析——自主解决——自主归纳”。

1.创设情境，生发主题，引发思考。

利用知识可视化资源创设与课堂学习内容相关的生活情境，能激发学习兴趣，引发学习思考，促使学生自主发现问题，进而提出疑问，生发主题，驱动后续的深度学习。以四年级下册《营养午餐》教学为例，课始，教师利用可视化资源创设“点菜”情境，直观呈现出各种菜式图，问道：“食堂师傅为大家准备了美味的午餐菜肴，你想点哪三种菜式呢？”学生以小组为单位兴致勃勃地在点菜平台中点击选出喜欢的菜式，并及时提交。大家通过查看平台就能对各小组的配菜情况一目了然。接着让学生在组内说说：从不同的配菜情况中，你发现了哪些有研究价值的问题？最后教师引导学生从所提的多个问题中发现“哪种菜式的搭配更有营养？”作为课堂后续深入探究的主题。

学生在有趣的可视化情境中，经历配菜、评议等活动过程，从数学的视角出发，自主生成了本节课的研究主题，培养了问题意识。可视化资源为数学与生活的联系搭建了有效的沟通路径，为学生能数学化地思考、创生探究问题提供了可能。

2．制定方案，分析思考，展现思路。

为了让学生明晰问题的研究目标和研究程序，教师需要就“如何开展研究”、“怎样解决困难”等问题引导学生进行思考、分析、修正和补充，并让其把这些研究思路灵活地借助思维可视化工具图展现出来，形成一个合理的、切实可行的研究方案。

比如在《营养午餐》的教学中，如何让学生亲历问题“哪种菜式的搭配更有营养”的研究设计过程呢？教师引导学生先思考“营养的标准”应包含哪些要素？“搭配的菜式”分别有哪些？接着组织学生讨论应从哪几方面着手研究这个主题？需用到什么知识？注意要点有哪些？并要求学生在小组内把以上思考交流的过程用思维可视化工具图表示出来，形成初步的研究方案。然后各组用平板电脑把自主完成的个性化思维方案进行拍照，并推送至交流平台进行展示，使得教师在精准把握学生思考走向的基础上，适时介入推动，引导学生再次通过组际之间的互动评价，对思维作品做进一步的补充完善，使方案得以优化。最后借助系统的评分功能让全体同学投票选出最满意的作品（见下图）。

让学生运用思维可视化工具图制定研究方案，不仅彰显了学生个性化的思考，还提升了他们分析问题的能力，且利于教师从学生思维的反馈中，及时地把课堂研究活动引向纵深。

3.实施方案，解决问题，深度学习。

教师引导学生根据方案进行实践的同时，还要适时为他们提供相关的可视化资源（工具），以保证学生顺畅而高效地开展自主探究、合作交流、统计分析、演算验证等深度学习活动，从中提高学生综合运用知识、方法解决问题的能力，丰富其实践经验，提升自主学习效果。 比如在《营养午餐》的教学中，教师在播放了一则“营养专家告知”的微视频资源后，让学生从其间找寻关键信息，并议议：热量不低于2926千焦，脂肪应不超过50克。接着教师又在交互平台上呈现九种菜式的营养成分表，让学生观察并交流：你能根据营养专家提示的营养标准和这九种菜式的营养成分表，分析自己小组的配菜符合营养标准吗？为什么？从而使学生能从数学的角度分析，并借助平板电脑的计算功能，合理科学地对自己小组的原菜谱做出个性化的调整和优化。

之后，教师继续设问：要在全班选出最喜欢的5种套餐，有什么好办法？引导学生采用统计的方法：由各小组长把现场收集到的小组数据输入屏幕中的统计表内，交互系统即时生成复式统计图，实现数据可视化。随之让学生说说：从图中获得了哪些数学信息？哪种搭配获取的蛋白质最多？培养学生数据分析的观念。

上述的微视频、演算数据、统计图的即时生成等环节均融合了可视化要素。在智慧教室环境下，学生亲历了“随意搭配——优化搭配——统计分析”的由表及里的实践过程，不仅锻炼了分析、处理信息的能力，还发展了学生的应用意识，培养了他们个性化的学习能力。从上述课堂实践可看到：基于智慧课堂下的可视化学习活动中的学习个体既是知识的“消费者”，又是知识的“生产者”，也可以作为设计者，自主利用可视化学习工具分析信息、获取知识。

三、可视化教学模式的运用策略

1.制定合作学习规则。

小组合作学习时，由于小组成员欠缺合作的方法及合作技能，常出现课堂秩序较混乱的现象，主要原因就是教师未能教给学生正确的合作规则。比如，交流分享时，如何倾听；有不同观点时，又如何表达；该如何完成不同角色所承担的合作任务等等。唯有设定了科学又明确的合作规则，才能保证合作探究学习的有效性。

2.教师适时介入推动。

可视化教学模式是以学生为中心的课堂模式，教师的教学形态发生了变化，教师的课堂角色转换为观察学生的学习行为、指导学习方法、点出学习问题的引导者。如在《营养午餐》的学习中，各小组围绕主题制定方案后提交时，面对比较零散的研究方案，教师适时引导学生进行讨论交流、筛选梳理，使方案清晰具体化。