论思维可视化教学对小学数学课堂教学质量的影响

孙伟

【摘要】思维可视化作为一种重要的教学理念，被广泛地应用于小学数学课堂教学中，为培养学生思维能力、提高小学数学课堂教学质量提供了有力的支撑.文章以思维可视化为研究主题，论述了思维可视化在小学数学课堂教学中的实施成效，分析了思维可视化对小学数学新授课、习题课、复习课等不同课型课堂教学质量的影响，以期提高小学数学“教”与“学”的质量.

【关键词】思维可视化；小学数学；教学质量

引 言

随着教育的发展，数学课程愈发注重培养学生的思维能力，关注学生的学习过程.对此，思维可视化与数学课堂教学的融合，能够将学生的思维过程、学习过程及学习结果以可视化的形式具体呈现出来，一方面可以促进学生知识建构及思维发展，另一方面可以使教师更加全面地了解学生的思维活动和思维发展水平，及时调整优化后续教学活动，提升教学质量.在新课程改革背景下，教师应着眼于学生思维发展的现实需求及数学学科育人的根本功能开展教学活动，将思维可视化作为提高小学数学课堂教学质量的新方法.

一、思维可视化在小学数学课堂教学中的实施成效

（一）整合知识结构，促进深度学习

基于思維可视化的小学数学课堂可以帮助学生真正理解和掌握新知，并以已有的知识为基石，积极主动地认知、同化新知，将课堂新知与自身已有知识相结合，不断完善和优化自身知识结构，从而实现深度学习.如在“长方体和正方体的认识”教学中，教师可以表格的形式（如表1所示），引导学生通过自主思考、合作探究的形式串联课堂知识完成表格，同时梳理已有知识结构与新知之间的内在逻辑关系，探究正方体与长方体的关系，形成思维框架，促使学生进一步理解和掌握知识.

（二）提升认知水平，促进学习反思

思维可视化技术可以形象化地呈现学生的思维过程和学习结果，学生通过对自身的思维过程进行可视化回顾和反思，能够更加全面地了解自身知识掌握情况，不断地改善和记录自身的思维发展过程，提升自身认知能力.教师在数学课堂教学中运用思维导图可以激发学生的认知策略，引导学生进行图示构建，对课堂知识进行整合组织，识别和提取有效的学习信息，从而帮助学生形成自身关于新知理解和掌握的思维导图.

（三）注重几何直观，促进问题理解

小学生思维发展正处于由形象思维向抽象思维转变的关键时期.抽象思维发展尚不成熟，直接影响学生对问题的理解.基于思维可视化的数学课堂教学可以将抽象的数学知识转化为直观形象的图表信息，契合学生的认知发展规律，引导学生利用图式解释和理解数学问题、分析和把握问题中的数量关系，提高学生的问题解决能力，促进学生思维发展.以一道数学问题为例：有两袋面粉，大袋比小袋多56千克，如果吃掉小袋中的4千克面粉，此时大袋面粉的重量是小袋面粉的4倍，则两袋面粉的重量分别是多少？教师在数学课堂上讲解此类问题时，可以引导学生画线段图（如图1所示），帮助学生梳理题目中的数量关系，形成解题思路，从而提高学生分析问题、解决问题的能力.

（四）优化教学设计，提升教学质量

基于思维可视化的数学课堂教学中，教师可以运用思维导图、概念图等思维可视化工具引导学生直观地展现思维活动，从而更好地了解学生的学习情况.教师通过观察和反馈，一方面可以准确地把握学生的学习行为表现和知识掌握情况，避免了教师的主观判断与学生客观情况存在的差异，有利于根据不同层次学生的学情及时调整教学结构，构建高效数学课堂，促进全体学生共同发展；另一方面，教师可以根据学生可视化的思维活动，重现课堂教学过程，进行教学反思，分析课堂教学中存在的问题，明确课堂教学与教学设计之间的差距，了解学生在课堂教学中产生的认知困惑，根据学生的具体需求和学情，进一步改进和修正教学目标和教学任务，从而使教学设计更加合理，切实提高课堂教学质量.

二、思维可视化对小学数学课堂教学质量的影响

（一）思维可视化对新授课教学质量的影响

学生的知识掌握程度和理解程度是衡量新授课教学质量的关键.教师在新授课教学中借助思维可视化技术，可以强化学生的直观体验，完善学生知识结构，同时帮助学生更好地理解和掌握新知.

首先，教师可借助实物，将抽象的知识以动态化、可视化的形式呈现出来，为学生搭建知识学习的支架，将不便于理解和思考的知识转化为形象化、可观察、可感受的实物，强化学生的直观体验.如，在“圆的面积公式推导”教学中，教师通过组织学生准备圆形的纸片，并引导学生根据圆的知识将纸片平均分为24等份，并要求学生自己动手沿着半径将其剪开，同时向学生渗透化曲为直思想，引导学生将圆拼接成近似长方形的图形，体会圆的面积的转化，将圆的面积转化为长方形的面积，转化后的长方形的长就是圆周长的一半，长方形的宽就是圆的半径，因为长方形的面积=长×宽，所以圆的面积=π×半径的平方，引导学生通过可视化图示推导出圆的面积公式，帮助学生更好地理解知识的生成过程，提高课堂“教”与“学”的质量.

其次，在新授课教学中，教师可借助信息技术辅助新知教学，如以趣味视频、互动游戏、创意图片等形式向学生清晰地展示知识生成过程，为学生理解和掌握新知提供有效的途径，进而提高课堂教学质量.以趣味视频为例，教师在讲解“三角形的内角和是180°”的知识点时，引入趣味视频创设教学情境：有3个动物扛着一块木头沿着一座三角形荒岛的边缘行走，在出发时木头尖向左，而回到出发点时木头尖仍向左，引导学生思考得出小动物们转动的三个角的和就是360°，再进一步利用平角等于180°得出推论：三角形的内角和是180°.教师通过具有趣味性的视频情境构建高效数学课堂，提高了课堂教学的吸引力，能够促使学生全身心投入课堂学习，加深学生对新知的理解，提高课堂教学质量.

最后，在新授课教学中，教师可利用思维导图或者板书的形式，带领学生归纳和整理重点知识，将知识体系可视化，帮助学生加深对知识的理解，引导学生理清知识之间的联系与区别，使学生的思维更具逻辑性，让学生形成知识学习的全局观.

综上，教师通过实物演示、趣味视频、互动游戏、创意图片、思维导图或者板书等思维可视化形式，使新授课的思维可视化成为可能，深化了学生对新知的理解和掌握，从而提高了新授课的教学质量.

（二）思维可视化对习题课教学质量的影响

习题课是学生运用所学知识解决问题的重要过程，也是教师检验教学质量和学生知识掌握程度的有效途径，而学生解决问题的能力也是衡量习题课教学质量的重要标准.教师将思维可视化技术和方法应用于习题课教学中，可以帮助学生准确地理解和把握题意，理清解题思路，将未知问题转化为已知条件，有效地解决问题，以高质量的习题课教学提高学生的知识应用能力和问题解决能力.

首先，教师可以通过画线段图的方法，将实际问题抽象转化为数学问题，清晰地展示题目中的数量关系，帮助学生理解题意并明晰解题思路，從而快速、准确地解决数学问题，提高习题课教学实效.教师在讲解“百分数”相关的习题时，有这样一道题：水的体积是45cm3，结成冰后的体积是50cm3，求冰的体积比原来水的体积增加了百分之几.教师可以通过画线段图的形式，带领学生分析题目、审清题意，以线段图为载体将文字信息转化为数学语言，将原来水的体积看作单位“1”，找出题目中的数量关系（冰的体积与水的体积之间的关系），分析问题蕴含的深层次意义，即冰的体积比原来水的体积增加了水的体积的百分之几，并将其以线段图的形式呈现出来（如图2所示），在图上标注题目中的已知条件和推导出的数量关系，从而明晰解题思路.

其次，教师可通过画示意图的形式进行习题讲解，以图示的形式使学生将自己解题的思维过程可视化，这样不仅可以提高学生解题的效率和准确性，还可以进一步巩固学生对知识的理解和掌握程度.如教师在讲解“计量单位换算”习题时，以图示的形式教会学生解决单位换算类问题的方法和“大化小乘，小化大除”的换算规则，按照顺序写出计量单位，用双箭头连接相邻计量单位，标出相邻计量单位之间的进率，使题解更高效.

最后，教师可通过列表的形式进行习题讲解，将复杂的数量关系以表格的形式列出，按照标关键量、有序列举、确定答案的次序，帮助学生找出问题蕴含的深层次规律，探寻数学知识的本质，从而得出正确的解答过程，提高习题课教学效率.以小学阶段的重要数学问题“鸡兔同笼”为例：笼子里有鸡和兔若干只，共有14个头，38只脚，求鸡和兔各有多少只.教师以表格的形式（如表2所示）渗透学习假设法，引导学生一一列举可能的情况，呈现推理过程，提高习题课教学质量.

综上，教师在习题课讲解中运用思维可视化方法构建高效数学课堂，可以充分发挥习题课教学效能，教会学生解决问题的方法，清晰地展示问题解决的全过程，理清解题思路，找到问题破解的关键，实现思维的可视化，提升学生思维水平，提高学生问题解决的效率和准确率，从而提高数学课堂教学质量.

（三）思维可视化对复习课教学质量的影响

复习课是小学数学课堂教学的重要课型，高效的复习课教学并不是机械化的知识重现，而是需要帮助学生系统梳理知识之间的逻辑，促进学生知识整合建构，提高学生的概括能力和综合运用能力.学生思维逻辑的发展水平和对知识的整体掌握程度是衡量数学复习课教学质量的关键.以“多边形面积”复习课为例，在复习课之前，学生对于多边形面积的学习呈现片段化、部分化态势，对三角形面积、平行四边形面积、梯形面积等知识尚未形成系统化的认知，没有认识到知识之间的内在逻辑性.教师利用思维可视化形式，如引导学生绘制思维导图将知识串联起来，系统化地梳理知识，可以进一步巩固学生关于多边形面积公式推导过程的迁移运用，不断修正和完善学生的知识结构，相较于传统的复习课教学，基于思维可视化的复习课教学质量和教学效果得到极大的提高.

因此，在复习课教学中，教师可以通过思维导图的形式，引导学生总结和归纳单元知识，对知识进行系统化的回顾，进行有意义的学习，培养学生形成知识全局观，发展学生的发散性思维和创新意识，从而提高数学课堂教学质量.

结 语

综上所述，思维可视化被广泛地应用于小学数学课堂教学之中，不断优化师生“教”与“学”活动.一方面，思维可视化有助于发展学生的数学思维能力，提高学生分析问题、解决问题、总结方法的能力.另一方面，思维可视化作为影响数学课堂教学质量的关键要素，教师在新授课、习题课、复习课等不同课型的教学中运用思维可视化技术和方法，有助于提高数学教学质量，帮助学生理解新知、构建完整的数学知识结构，促进学生全面发展.

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