基于“思维可视化”的小学数学概念教学策略研究

蔡志贤

（福建省三明市三元区建设小学，福建 三明 365001）

数学是一门基础学科，也是一门高度抽象的学科。在小学数学教学中，概念的教学是其中一个重要的环节。然而，小学生的思维能力尚未充分发展，加之概念本身的抽象性和难度，给小学数学概念的教学带来了一定的挑战。如何利用有效的教学策略帮助小学生理解和掌握数学概念，提高他们的思维能力和创新能力，是当前数学教育工作者亟待解决的问题。

一、思维可视化简析

思维可视化是一种强大的大脑工具，可以将思维过程以图形化的形式展现出来，有助于提高我们的创造力、逻辑性和记忆力等多种学习和思维能力。具体实现方法是用一个关键词去引发相关想法，再运用图文并重的技巧把各级主题的关系用相互隶属的层级表现出来，通过建立关键词与图像、颜色等的记忆连接，最终用一张放射性的图将所有内容表现出来。在现代社会，随着信息爆炸的发展，思维可视化更成为了一种必不可少的工具，可以帮助个体更有效地管理信息和学习知识。除此之外，思维可视化还是一种支持学生实现自主探究式学习的非常有效的学习策略。通过这种策略，学生可以在完成知识建构的过程中发展他们的心智水平，从而实现核心素养的发展。

二、小学数学概念授课面临的挑战探索

小学数学概念教学面临的挑战有很多，主要包括以下几个方面。

（一）不深入的概念理解

许多学生对于一些基本的概念，例如加减乘除、分数、几何形状等，并没有深入的理解。他们只是机械地记忆和运用这些概念，而没有理解它们的含义和内涵。这会导致学生在后续的学习中遗忘或混淆这些概念，影响他们的数学能力和兴趣。

（二）思维能力不发达

数学需要大量的逻辑思维和推理能力，但许多学生在这方面并不擅长。他们缺乏分析问题、解决问题和证明问题的能力，往往只是依赖于公式和算法，而没有自己的思考和判断。这会导致他们在遇到复杂或新颖的问题时无法解决，或者在解决问题时采取错误的方法。

（三）课堂互动不充分

在传统的教学模式下，教师通常会在讲解知识点之后，让学生独立完成练习。这种方式会导致学生之间的互动不够，无法共同探讨问题和交流解决方法。同时，也会导致教师无法及时了解和反馈学生的学习情况，难以调整教学策略和方法。

为了克服这些挑战，教师应该针对这些问题，采用不同的教学策略和方法，以便能更好地激发学生的学习兴趣和探究精神。

三、基于思维可视化进行概念教学的策略分析

（一）利用多媒体资源和图示技术，呈现概念的形象化和直观化

在小学数学教学中，概念的理解和掌握是非常重要的，因为它们是学生在数学学科中进一步发展的基础。为了更好地帮助学生理解数学概念，教师可以使用多媒体资源和图示技术，将抽象的概念形象化和直观化。利用多媒体资源可以增强教学效果。例如，教师可以使用电子白板来展示相关图像、图表、视频等，让学生更好地理解抽象的概念。另外，教师可以使用计算机软件或互联网资源来呈现更多的实例和案例，以帮助学生更好地理解和应用概念。

以五年级上册《小数除法》为例，本节课程的教学目标是引导学生了解除数是整数的小数除法的意义和方法，并使用思维可视化的方式解释小数除法的过程和结果，培养学生的数感和逻辑思维能力。在这一过程中，需要使用多媒体资源和图示技术，辅助小数除法的教学。在教学开始时，教师需要进行引入处理。首先，可以出示一张0.6 米长的纸带，问学生：如果我把这张纸带平均分成3 段，每段有多长？请用小数表示。在这一过程中，教师应当在电子白板上播放一个动画，展示将纸带分成3 段的过程，并显示出每段的长度。让学生观察动画，并与自己的答案进行比较。

随后，便可以进入探究教学环节。在这一环节中，应让学生自己尝试用不同的方式来解决这个问题，比如用尺子量、用剪刀剪、用计算器算等。引导学生发现，不管用什么方式，都可以得到同样的答案：即0.2 米。在学生发现这一结论后，教师便可以引导其思考：这个答案和小数除法有什么关系？最终促使学生发现，其相当于求0.6÷3 的商。教师应当鼓励学生用数轴来表示这个问题的过程和结果，引导其在数轴上标出0.6 和0.2 的位置，并画出从0 到0.6 的线段，将其分成3 个相等的部分。让学生观察每个部分的长度和位置，并发现它们都是0.2。最后，需要让学生总结，并教学用数轴表示小数除法时，需要注意的关键内容，例如：商的小数点与被除数的小数点对齐、被除数在数轴上表示为一条线段且需要从0 开始、除以整数相当于将线段等分为若干个相等的部分、每个部分的长度就是商等。在这一过程中，教师可以在电子白板上展示一个图示，用箭头和文字标注出小数除法在数轴上的表示方法，并与学生的总结进行对照。

（二）引入生活化和情境化的问题，激发学生的思考意识和探究欲望

利用思维可视化手段，开展小学数学概念教学，可以激发学生的思考意识和探究欲望，使他们更加深入地理解数学概念，从而提高数学学习的效果。在开展小学数学概念教学时，引入生活化和情境化的问题是非常重要的。因为小学生天生好奇，他们喜欢探究、发现和尝试，如果仅仅将数学概念简单地进行讲解和演示，很难激发他们的学习热情。因此，引入生活化和情境化的问题可以帮助学生更好地理解和记忆数学概念。例如，在教授小学生几何图形时，可以引入一些生活中常见的图形，如房屋、桌子等，让学生通过观察这些图形来理解几何图形的概念和特征。此外，利用思维可视化手段还可以让学生在探究中掌握知识。例如，在学习小学数学的过程中，通过图形、表格等形式对概念进行可视化，可以使学生更直观地理解和记忆知识点。同时，在解决数学问题时，也可以通过可视化的手段来辅助学生理解和解决问题。例如，利用条形图、折线图等图形工具来解决数据统计问题，可以帮助学生更加清晰地了解数据之间的关系和规律，从而更加轻松地解决问题。

以五年级上册《多边形的面积》为例，本节课堂的教学目标为引导学生了解多边形面积的概念和计算方法、利用思维可视化的方式解释多边形面积的计算过程和结果、鼓励学生运用多边形面积解决生活化和情境化的问题，教学过程如下：

1.引入概念：展示一张正方形纸片，问学生纸片的面积是多少，并让他们用公式表示：面积=边长x 边长。

2.生活化场景：以纸片代表土地，让学生想象在纸片上建造梦想之家，但要留出空间给花园、游泳池等。随意画一条线将纸片分成两个不规则的多边形，询问学生这两个多边形的面积，是否有简单的计算方法。

3.分组活动：每组发一张正方形纸片，让学生自由地在纸片上画线，将纸片分成若干个不规则的多边形，并尝试用不同的方式计算这些多边形的面积。引导学生用拼接的方式构造新的多边形，并计算它们的面积。

4.观察规律：让学生用简单图形（如三角形、长方形、平行四边形）拼出一个新的多边形，并观察拼接过程中的规律。使用格子纸绘制并让学生观察。

5.比较面积大小：引导学生用覆盖的方式比较不同多边形的面积大小。让学生画出两个不同的多边形并剪下来，使用其中一个多边形去覆盖另一个，并观察覆盖情况。学生发现完全覆盖的多边形面积大于等于另一个多边形的面积，无法完全覆盖的多边形面积小于另一个多边形的面积。

通过以上活动，学生能够理解多边形面积的概念和计算方法，以及应用多边形面积解决生活化和情境化问题的能力。

（三）采用合作探究式和开放型的教学模式，促进学生的交流互动和思维表达

在小学数学教育中，采用合作探究式和开放型的教学模式，可以为学生提供更丰富的学习体验，促进他们的交流互动和思维表达能力的发展，从而提高他们的学习参与度和学习效果。这种教学模式的核心是通过学生之间的合作和探究，引导他们主动思考、发现问题并解决问题。在合作探究式的教学模式中，学生被视为知识的建构者和主动学习者，而不仅仅是知识的接收者。他们通过小组合作的方式，共同探究数学概念、解决问题和完成任务。通过团队合作，学生能够互相交流和分享各自的思考过程、解决方法和策略，从而相互启发和促进。这种合作性质的学习环境不仅能够培养学生的合作意识和团队精神，还能够激发他们的学习兴趣和积极性。在开放型的教学模式中，学生被鼓励自由地提出问题、探索解决方案，并提供他们自己的见解和思考过程。教师的角色更多地是引导者和指导者，为学生提供必要的支持和指导。学生在这种自主性的学习环境中，可以根据自己的兴趣和能力选择学习的内容和方式，从而更好地发展他们的思维能力和创造性思维。

例如，在教授小学生整数的概念时，可以引入一个小组活动，让学生在小组内讨论整数的概念和性质，并通过可视化工具，如数轴、图表等，展示和表达自己的思维过程和结果。这种合作探究式的教学模式可以让学生在互动中更深入地理解数学概念，同时也可以培养学生的团队协作和交流能力。开放型的教学模式，则强调学生的主动参与和创造性思维，通过开放性的问题和任务，激发学生的探索和发现。例如，在教授小学生分数的概念时，可以提出一个开放性的问题：如何用小数表示一杯饮料倒掉了多少？让学生在思考和探究中理解分数的概念和运算规则。而利用思维可视化手段，则可以让学生更清晰地展示和表达自己的思维过程和结果，促进学生的思维表达和交流。

（四）设计分层作业和核心问题，驱动学生的深度思考和创新能力

在小学数学教学中，设计分层作业和核心问题是一种有效的教学策略，能够激发学生的深度思考和创新能力，提高他们的学习效果和兴趣。这种教学方法结合了思维可视化手段，使学生能够更好地理解数学概念，并在思考和探究中逐步建立起知识体系。通过设计分层作业，教师可以根据学生的不同程度和能力，设置不同难度的题目，使学生在逐步深入的过程中逐渐理解和掌握数学概念。对于掌握较好的学生，可以设计一些更具挑战性的问题，激发他们的思考和创新能力，提供更多的拓展机会。而对于掌握较弱的学生，则可以设计一些较为简单的题目，帮助他们逐步建立自信，渐进地掌握数学的基础知识。在这个过程中，核心问题的设计起到了重要的作用。核心问题是指那些具有启发性和深度的问题，能够引导学生进行思考、探索和发现。这些问题不仅要求学生进行计算和应用，更注重培养他们的问题解决能力和创新思维。通过核心问题的引导，学生可以主动思考和探究数学概念的本质，培养他们的逻辑推理和抽象思维能力。

例如，在教授小学生几何图形的概念时，可以设计三个不同难度的作业：第一层为简单的识别和命名图形；第二层为确定图形的性质和关系；第三层为应用图形进行解题。这种分层作业的设计，可以让学生在逐步深入的过程中，不断提高自己的学习能力和成就感。而核心问题的设计，则是针对学生的创新能力和思考深度，设置具有挑战性和启发性的问题，让学生在思考和探究中产生新的想法和见解。例如，在教授小学生测量长度的概念时，可以提出一个核心问题：如何测量一条弯曲的河流的长度？这个问题可以让学生在思考中探究长度测量的方法和原理，并尝试创新性地应用到实际情境中。这样的核心问题，可以激发学生的创新能力和思考深度，让学生在思考中产生新的想法和见解。综合分析，利用思维可视化手段，开展小学数学概念教学，应该结合分层作业和核心问题的设计，让学生在思考和探究中理解数学概念，并提高学生的深度思考和创新能力。因此，在小学数学教学中，应该积极推广思维可视化教学，并结合分层作业和核心问题的设计，让学生在思考和探究中不断提高自己的学习能力和成就感。

（五）运用思维可视化工具，展示和评价学生的学习成果和思维过程

在小学数学教学中，运用思维可视化工具，展示和评价学生的学习成果和思维过程，是一种有效的教学策略，能够提高教学质量和效果，促进学生的自我反思和自我提升。这种教学策略结合了思维可视化手段，使教师能够更清晰地了解学生的学习情况和思维水平，为学生提供及时的反馈和指导。同时，也使学生能够更直观地展示和表达自己的思维过程和结果，增强他们的自信心和成就感。在运用思维可视化工具展示和评价学生的学习成果和思维过程时，应注意以下几个方面：

1.选择合适的思维可视化工具

根据不同的教学目标和内容，选择合适的思维可视化工具，以便更好地展示和评价学生的学习成果和思维过程。例如，在教授小学生数值运算的概念时，可以选择数轴、算盘、计算器等工具，让学生用这些工具表示和计算数值，并观察其运算规律和方法。在教授小学生数据分析的概念时，可以选择条形图、折线图、饼图等工具，让学生用这些工具表示和分析数据，并发现数据之间的关系和规律。在教授小学生几何图形的概念时，可以选择几何板、剪纸、拼图等工具，让学生用这些工具构造和变换图形，并探究图形的性质和关系。

2.注重思维过程的展示

在展示和评价学生的学习成果时，不仅要关注最终的结果，更要注重思维过程的展示。通过思维可视化工具，让学生将自己的思考过程以图形化、语言化或符号化的方式呈现出来，并与其他同学进行交流和分享。这样可以让教师更清楚地了解学生的思维方式、方法和策略，并及时给予指导和建议。同时，也可以让其他同学从不同角度观察和理解问题，并相互启发和促进。

3.鼓励创新性的表达

在展示和评价学生的思维过程时，鼓励他们用创新性的方式表达自己的想法和见解，并给予肯定和赞扬。利用思维可视化工具，让学生尝试用不同的形式、颜色、符号等来表示自己的思考过程，并解释其含义和理由。这样可以培养他们的创造力和表达能力，并增加他们对数学概念的兴趣。

4.进行多元化的评价

在展示和评价学生的思维过程时，进行多元化的评价，以便更全面地了解他们的优势和不足，并给予适当的反馈和指导。利用思维可视化工具，让教师、同伴、自己等多方参与评价，从不同的角度和标准对学生的思维过程进行评价，并给出建设性的意见和建议。这样可以提高学生的自我评价和自我调节能力，并促进他们的自我发展。

四、结语

综上所述，未来应继续探究更多基于“思维可视化”的教学策略，并结合新技术和新工具，开发更多的数字化教学资源，使教学更加生动、形象、直观。同时，也需要关注教学实践中的问题，并积极开展教学实验和研究，不断优化和改进教学策略，为小学数学教育的发展做出更大的贡献。