探究思维可视化在初中数学教学中的应用

刘立恒

【摘要】思维可视化就是将抽象的思维过程以直观的形式展现出来，方便学生轻松理解教学知识，达到更好的学习效果。教师在初中数学教学的过程中使用思维可视化的方式可以将数学思维直观的展示出来，帮助学生拓宽自己学习的思路，建立初中数学知识学习体系，在理解数学知识的基础上更好的掌握知识，培养自己的数学思维理念。

【关键词】思维可视化;初中数学教学

一、思维可视化简述

思维可视化就是使用图示的方式将思考过程展示在书面上，凭借清晰的形象帮助学生理解和吸收知识，提高知识传输的效率和质量。常见的思维可视化的形式包括图示技术、可以生成图示的软件等，在教学中最常见的就是思维导图[1]。思维导图作为教师经常使用的教学方式之一，可以最大程度上展示思维过程，帮助学生理解和记忆知识，形成自己的知识体系。

思维可视化技术不仅是指最终的图示结果，还包括图示呈现和传播等一系列的相关技术。这些技术主要包括思维可视化导图、流程图、概念图、可视化表格等。

二、初中数学教学应用中思维可视化的意义

初中数学教学中，中学生对于教学思想与方法的了解相对较为片面化，不管是在解题还是应用中多缺乏相对系统全面的认识，极易对学生的思维与认知产生较大的束缚，教师在教学过程中不但需将教学的重难点问题客观展现出来，还需积极引导学生进行创新思考，发挥思维可视化作用，其主要意义体现在如下几方面：

（一）跳出教材束缚

初中数学教学在课改中有所更新，但是仍旧坚持将线性结构为主，基于章节点的线性结构开展编写工作，学生往往很难在预习以及自学中对新知识进行深入的理解，创建完善系统的知识体系。并且教师教学的过程中过度依赖多媒体，利用文字、图像与音频等方式将教学的內容充分展现出来，虽然十分有助提升的教学的效果，但是因为知识点间的链接点较为缺乏，多媒体教学中播放的课件呈现出了突出的线性规律。发挥思维可视化的效用，可促使学生对知识间的关系产生相对准确的认知，促使学生在笔记中有效的实现联想和强调，在巩固与复习中充分实现知识点之间的联想。在课堂教学过程中进行思维展现，也是对大脑思维过程的一种有效的关切，可有效突破传统教学模式的束缚与局限，正确引导学生思维。

（二）改善落后教学方式

教学方式是与教学理念之间存在着密切依附关系的，当前诸多初中教师在开展教学活动之时想要重视追求改革的步伐，但是在具体教学过程中忽视了对教学理念的深刻认识，并且也过度重视沿用传统的教学模式，多媒体的使用过度泛滥，难以从学生的思考与学习角度将知识充分展现出来，由此致使教学和学生认知发展规律不能形成基本协同性。在初中数学教学中发挥思维视化作用，是坚持将学生思维过程作为主体进行教学活动的，发挥图形图像作用推进教学活动，可有效推动学生思维发展，实现知识的载体作用，令学生对于知识的感知、组织与接受等能力逐渐增强，在思维导图、模型图与鱼骨图等协同作用基础之上，逐渐增强对于应用知识的整体理解。

总之，教师在数学教学中使用思维可视化技术首先可以帮助学生将知识点串联成知识体系，并且形成知识网络，让学生加深学习印象。通过思维可视化，学生还可以将思维过程具体化，降低学习的难度，寻找知识点之间的联系，在寻找知识点规律的基础上形成数学的思维概念;其次，就是通过思维可视化可以检验学生的学习效果，完善学生和教师对学习效果的评价内容。教师可以通过分析学生思维可视化的成果了解到学生目前知识体系中欠缺或者模糊的部分，有针对性的对学生进行指导和教学，提高教学效率和教学质量。

三、思维可视化在初中数学教学中的应用

（一）整理与指导思路

教师在发挥思维导图作用进行课堂教学活动之时，需首先明确课堂教学的目标及内容，在进行课堂教学之时，发挥多种形式作用为学生传达数学信息。正式进入到课堂教学活动之时，教师需充分发挥思维导图效用，为学生介绍本节课需要学习的内容与目标，将学生的思考意识逐渐激发出来。进入到复习阶段之后，发挥思维导图教学方式的作用，促使学生回忆起过去阶段所学习的知识，继而形成一个较为系统与完善的知识体系和相关的认知结构过程。日常教学中所涉及到的思维导图一般都是树状结构，思维导图需依照一个主体中心进行，之后由此思考的中心向外发出多个关键点，每个关键点所连接的虽然都是不同的内容与思想，但连接起来又可成为一个相对中心的主题，继而展现出一个相对立体放射性的结构，进行思维导图制作的过程中，也表现出了对于零散知识的客观整理。初中生所要学习的数学知识点数量较多，由此也极易导致出现严重的知识点遗忘与疏漏问题，思维导图的概括性特征相对显著，由此也是促使其成为初中数学教学阶段的关键性辅助工具之一。

（二）在教学课程设计时有针对性的选择思维可视化技术

教师在教学的时候需要注意培养学生的学科思维，并且将培养学生的学科思维作为重要的教学目标。如何在教学课程设计的时候注意培养学生的学科思维是教师需要思考的问题，教师选择的教学方式和教学手段是培养学生教学思维的重要途径。比如教师在讲解“二次函数的图像和性质”的时候，就可以采用思维可视化的方式进行教学。对于学生来讲二次函数还是比较深奥的，即使提前预习，按照传统的预习方式也很难取得效果，但是如果让学生按照思维导图的形式对二次函数涉及的知识进行学习，就可以很快理清知识的脉络体系，方便学生理解二次函数的相关知识。

学生根据自己的理解生成思维导图，教师在教学的时候学生就可以很快在的脑海中生成知识体系，学生在知识导图中也可以及时发展二次函数的重点和难点，有针对性的进行学习。同时知识导图可以将新的知识和旧的知识进行连接形成新的概念，完善学生初中数学知识体系。学生通过学习运用知识导图也可以学会举一反三，将这项技巧运用到更多的学科中，全面提升自身的能力。

（三）将多媒体技术和思维可视化技术结合，提高课堂教学效率

为了践行教育体制改革的要求，初中数学教师需要充分利用先进的教学模式提高教学的质量和效果。比如利用多媒体技术和思维可视化技术等，带给学生新的学习感受，充分调动学生数学课堂上的兴趣和学习动力，营造更好的学习环境，达到事半功倍的教学效果。经过不断的实践发现多媒体技术的使用可以优化课堂环境，提高学生吸收知识的效率。因此初中数学教师在采用思维导图的方式引导学生学习数学知识的时候，就可以结合多媒体手段，突出教学的重点，做到更好的师生交互，引导学生掌握学习的重点。教师在使用思维导图引导学生的基础上，也可以尝试让学生自行制作思维导图，培养学生表达数学思维的能力。学生在制作思维导图的时候，可以及时复习学过的知识，并且做好新知识的预习工作，通过将新旧知识进行对比，可以更新自己的知识体系。除此之外还可以发现自己比较薄弱的知识环节，加以巩固，得到更好的学习效果。

（四）重视作图演示，锻炼学生形象思维

初中数学教学活动中，包含有诸多的形象思维内容，具体充分体现在了数学知识的表象角度。进行此类知识内容的学习之时，可利用联想、观察、类比与联想等方式开展，通过形象思维材料的加工来逐渐获得对应的思维体验。在数学实践活动的调查研究分析中可知，学生在进行数学表象知识内容的学习活动之时，有着显著表象知识内容掌握较少、联想能力不足与学习知识比较零散等方面的问题，导致此学习问题出现的主要因素在于学生的形象思维发展缺乏基本的完善健全性，学生也并未意识到教学中对数学知识的直观演示的效用，这也相对不利加深学生对知识内容的理解，难以形成相对系统与完善化的数学知识网络。利用形象思维可视化发展可促使语言表述的方式逐渐转为形象的图形展示方法，形象思维的直观性与动态性非常有助加深学生对理解掌握。举例说明，讲授“二次函数”的相关知识之时，可发挥几何画板作用引导学生观察对二次函数图象的实际变化状况，运用数形结合的方法，促使学生形象的间接性与生动性得到充分保证，重视锻炼学生的形象思维能力。

（五）实现虚拟与现实的结合，激发学生学习热情

初中数学教学过程中，教师需重视学生的学习兴趣的培养。一般状况下，虚拟现实技术有着显著的交互性、想象性、沉浸式特征，这些特征之间的有效融合可在某种程度上促使学生的学习体验得到充分强化，这对于有效激发学生的学习兴趣非常有益。举例说明，在初中数学教学活动中，可进行虚拟实验平台的创建，令学生与教师逐渐在虚拟实验中将数学知识的作用充分发挥出来。在“二次函数图像及其性质》的教学过程中，教师可在虚拟实验室中向学生展现图像制作过程，促使学生对图像制作的实际过程进行更加清晰的认知。

（六）通过翻转混合教学策略，增强学习体验

翻转课堂十分契合目前教学的改革模式，此种模式可在某种程度上提升学生的课堂參与度与主动性，为学生展现相对高效与合理的初中数学教学课堂。翻转课堂的基础在于优质化的教育资源及完善的课堂管理。基于此，教师需对教学活动进行合理与精心的设计。其中，比较重点的核心是优质化的教学资源。教师需灵活依照教学设计、虚拟实验和思维导图等，与教学的内容充分结合起来。此种状况十分有益节省教师教学资源制作的时间。

结论

思维可视化技术是新时代符合教育体制改革要求的新型教学模式，教师使用思维可视化教学模式进行初中数学教学活动，可以将复杂深奥的数学知识具体化、形象化，方便学生更好的理解初中数学教学知识，轻松建立自己的知识体系。学生自己制作思维导图等可视化图示，可以巩固学过的知识、预习新的知识内容，更好的完善自身的知识体系，得到更好的学习效果。教师使用思维可视化教学的方式不仅可以降低学生学习的难度，还可以降低自己的教学难度，升级优化自身掌握的教学知识，保证教学方式的先进性。通过学生制作的思维导图，教师也可以发现学生的学习水平，根据学生的学习情况有针对性的进行辅导，全面提升学生的学习成绩。通过思维可视化技术可以将教学内容进行精简，帮助学生掌握学习的重点，构建完整的数学知识体系，节省学生的精力和时间，充分发挥出思维可视化的价值。

参考文献：

[1]高育香.思维可视化在初中数学教学中的应用探讨[J].新课程，2021（21）：128.