思维可视化在小学数学教学中的实践

摘 要：随着教育改革不断推进，在开展小学数学教学时，结合思维可视化方法，教师可以借助图示或图示组合的方式对原本不可视的思维路径、方法和结构进行展现，以提高学生的思维能力。如何有效地将思维可视化方法落实到当前的小学数学教学中，成为当前教育工作者需要考虑的问题。为此，文章先阐述了思维可视化的内涵和对应的可视化技术，然后分析了思维可视化在当前小学数学教学中的应用现状，最后讨论了该教学方法的应用策略，以期提高小学生的思维能力，促进小学生全面成长。

关键词：思维可视化；小学；数学教学

作者简介：彭秋妮（1978—），女，甘肃省庆阳市正宁县北辰小学。

思维可视化技术既可以帮助教师了解学生的思维过程和思维习惯，帮助教师做好备课工作，提高教学的质量，也可以帮助学生对已学知识、自身想法进行表达，有利于学生找出自身在学习中的不足，巩固所学的知识，在探索性的学习中提高整体学习效果。当前，部分教育工作者对思维可视化的认识较为局限，应用方式单一，加之部分学校的软硬件条件不足，制约了思维可视化方法在教学中的落实。基于该教学方式的价值，教师有必要做好小学数学教学与思维可视化的结合，不断提高教学质量。

一、思维可视化内涵

首先，思维是大脑对外界信息的有意识反应。其中“信息”可以是人类社会中的任何事物及内容，“反应”是针对信息产生的动作，具体包含大脑的工作和外在的物理动作，因此可以将思维看作大脑对信息的接收及处理，最终完成认知的过程。其次，对于思维可视化，不同的学者给予了不同的定义，结合当前小学数学教学和学生的成长需求来看，教师可以将思维可视化理解为针对儿童抽象思维发展局限性而产生的认知教学方法，其在图示或者图示组合的方式下，体现小学生不可见的思维规律和结构，通过对不可见思维进行可见化，便于小学生进行思考、沟通、理解与表达，满足小学生的成长需求［1］。

二、思维可视化技术

目前，教师在应用思维可视化方式进行教学时，除了常用的图示技术，还可运用包含生成图示的软件和媒体动态技术。以常用的图示技术为例，教师可借助图示技术对学生学习中所需的思维方法与其路径进行展现。目前，应用较为广泛的可视化图示方式有概念图、思维地图、思维导图和鱼骨图，对此，笔者进行简要分析：第一，概念图是一种使多个概念的关系表达可视化的分析工具，其绘制流程为“选取知识范围—确定概念层次—添加连线和连接词—修改概念图—完善概念图”；第二，思维导图可以通过图文并茂的形式展现各级主题之间的联系，其绘制流程为“确定中心主题—围绕中心主题用关键词表达不同层级的内容—用颜色体现不同的层级分支并强调内容的逻辑层次”，以此类推，在分支距离主题较近的情况下，人们可以增加相连线条的粗度，展现思维导图的层次性、发散性及逻辑性。

三、思维可视化在小学数学教学中的应用现状

目前，思维可视化在小学数学教学中的应用受到多方面因素的干扰，导致教师不能充分发挥思维可视化方法的价值，具体有以下几方面。

第一，部分教育工作者对思维可视化的认识和了解不足，不能有效发挥其价值，且部分教学工作者落实思维可视化的方式还存在形式化的问题，不积极、不主动应用思维可视化方式，这不利于满足学生的思维成长需要。

第二，当前的思维可视化教学存在技术应用不足的问题，部分教师仅通过手绘呈现图示，没有有效展现图示的色彩和立体性，这不利于提高思维可视化教学的效果，教师应加强对多媒体技术的应用，提高思维可视化教学的多样性［2］。

第三，当前思维可视化的落实缺乏交互性和评价工作，存在师生沟通不足、信息交互不流畅和评价体系不健全的问题，这不利于满足小学生的思维成长需求。

第四，部分教育工作者虽然较为关注思维可视化的应用，但其在实际进行可视化教学的过程中存在方法及手段不科学的问题，他们在教学组织和内容设置上存在不足，难以借助思维可视化提高学生的思维能力。

四、思维可视化在小学数学教学中的实际应用策略

（一）提高对思维可视化的重视度，做好技术选择

目前，部分教育工作者受传统教育观念的影响，对思维可视化的重视度不高，他们即使开展了思维可视化教学，在技术选择及落实方面也存在形式化的问题，整体的技术应用效果较差。对此，教师需要提高对思维可视化的重视度，以此提高当前小学数学教学的质量。

下面，笔者对思维可视化技术的选择和教学目标的制订进行分析。

第一，教师在选择思维可视化技术时，要明白不同可视化图示所适用的教学内容不同，因此要结合具体的教学内容，对不同的图示技术进行合理选择［3］。一般而言，教师可以将知识分为层级性知识、因果性知识、顺序性知识、并行性知识，在了解教学内容所对应的知识属性后再选择对应的思维可视化技术，以提高思维可视化教学的质量。

第二，在不同知识所对应的图示类型中，层级性知识有着知识层级多的特点，存在较多的分类，教师可以选择运用概念图对其进行思维可视化。对于因果性知识，教师可以借助流程图进行事件原因和结果的分析。在顺序性知识的教学中，教师可以应用流程图将事件的顺序进行展示。对于并行性知识，教师可以借助思维导图对少量的层级概念和并列概念进行展示，这利于学生发散思维。

第三，教师需要关注教学目标的制订。教学目标可以引导教师不断朝着正确的方向前进，提高思维可视化教学的质量。例如，在进行“平行四边形面积”一课的教学时，教师可以将教学目标设计如下：首先，使学生充分认知和理解平行四边形，能够熟记并掌握平行四边形的面积计算公式，且可以应用并简单实践。其次，使学生通过比较、计算、猜想和观察等学习活动，加深对计算公式推导过程的理解，提升学生利用数学知识进行实践活动的能力，满足学生的推理及空間想象能力的发展需求。最后，在学生掌握计算公式的推导方法后，教师要引导学生变换思维以进行公式探究，感悟各种数学知识间的内在关系。教师不断朝着目标方向努力，可以使学生在系统和长期的探究性学习活动中有效提高思维能力。

（二）合理应用科学技术，创新教学工作

目前，小学数学教学存在创新性不足的问题，这不利于发挥思维可视化的价值，因此教师需要结合目前的教学现状做好创新工作。

第一，教师可结合多媒体技术所具有的音频播放、资料搜集、图形绘制、颜色填充等功能，展现概念图、思维地图、思维导图和鱼骨图等思维可视化工具，以提高小学生的思维能力。

第二，教师要创新分组交流合作的教学形式，为各小组提供相关的资料，使学生在问题的引导下，结合探究点和资料对问题做出假设并解决问题。例如，在进行“圆的周长”的教学时，教师可以先提出两个问题：一名园林工人需要对树木的直径进行测量，有什么方法呢？在一张长25cm，宽15cm的长方形卡纸上裁剪出一个面积最大的圆形，若在圆的四周铺设彩带，需要准备多长的彩带？教师要让学生在具体问题的引导下，进行分组交流讨论。在这个过程中，学生会基于已掌握的圆的面积、周长计算公式展开思考。以上两个问题从简单到复杂，有利于提高学生的思维能力。

第三，引导学生进行多感官参与，提高思维可视化教学的效果。该创新教学工作需要教师利用多媒体等先进技术，在教学中融入图示、图像、动画和微视频等辅助内容，调动学生的多种感官，丰富思维可视化的途径，使学生的学习过程在想的基础上增加看、听、说、读和写。当学生接收到的信息不断增多，对知识构成广泛的联系，学生的思维就可以获得更好的发展［4］。

（三）注重教学反思评价，提高教学效果

当前，小学数学教师应关注教学中的反思评价工作的落实，在合理的教学评价中提高学生的思维层次。但是，当前部分教育工作者未关注教学反思和评价工作的落实，没有充分发挥反思和评价对提高学生思维能力和教师教育能力的作用，对此，教师需要做好以下几点。

第一，教师需要基于学生在课堂中的问题回答情况、学生状态等方面对学生的学习情况进行点评，这可以提高学生的积极性，也能督促个别学生提高课堂学习注意力。在评价工作中，教师可以对学生进行分组，这有助于反思评价工作的开展。

第二，教师需要对学生作业情况进行评价，分析学生的思维可视化情况，引导学生的思维朝着正确的方向发展。教师还可以公开展示学生优秀的图示作品，激发其他学生的好胜心，促进班级学生思维能力的提升。例如，在“长方体和正方体的整理与复习”一课的教学中，教师可以引导学生分组完成各自复习的概念图的绘制，并说明绘制概念图的内容和思路，同时让小组成员选出优秀作品进行组间比赛，以此提高学生对概念图的了解。最后，教师进行总结和点评，对各小组的概念图提出意见，促进学生思维发展。

合理的教学反思评价能提高数学课堂的教学效果。教师在认真审阅学生的概念图后，可以发现学生在学习中存在的问题以及他们的思考路径和想法，并以此为参考，及时调整教学方式和内容，提高教学质量，促进学生思维能力的发展。

（四）优化思维可视化教学的方式，完善教学内容

在思维可视化教学中，教师对教学内容进行完善，对教学方式进行优化，有助于满足学生的成长需要。不过在当前的思维可视化教学中，部分教师容易忽略科学教学方法和思维手段的融合，存在较多的教学问题，如在课堂上提问过多，思维引导不足，没有帮助学生对碎片化的问题进行整合。学生若只能进行机械的应答和记忆，就难以通过抽象、概括等高阶思维活动提高学习质量［5］。

下面，笔者对优化教学方式的策略进行分析。

第一，教师需积极优化思维可视化教学方式，在结合教学内容提出主问题后，要發挥主问题的导向作用，积极整合其他零散的次要问题，使它们构成逻辑性强的整体，最终以问题链的形式引导学生解决问题，这有利于学生在知识概括、思考和整理的过程中提高思维能力。

第二，在借助问题链引导学生进行从简入繁的学习活动时，教师还应创设教学情境，引导学生结合情境进行问题思考和知识学习，这有利于提升学生将学习和生活联系起来的能力，促使学生进行思维发散，提升其感知力。

第三，基于问题情境对学生思维能力发展的积极作用，教师应关注主问题在情境中的引导作用，既要强调知识点，也要控制教学节奏，进行分层教学，这可以提高教学的质量，有助于学生进行思考和知识整理。

例如，在“长方体的体积”一课的教学中，教师可以利用“情境创设+问题提出+分层教学”的方式，不断提高思维可视化教学效果。教师需要先展示一些正方体、长方体的教具，让学生自己寻找身边的立体图形，构建一定的学习氛围，再分别提出“将小正方体不断填入长方体中，能不能推算出大长方体的体积？”“将小正方体填入长方体中，能刚好填满吗？具体有几种填满方法？”“长方体体积和其底面积与高有什么关系？”三个问题，通过层次分明的问题引导学生思考。

结语

综上所述，结合当前我国教育工作的开展情况，教师除了需要提高学生的实践能力和思维品质，还要摒弃单纯以知识传授为导向的教学模式，加强对学生的思维训练。教师需要关注教学目标的制订，提高对学生思维发展的关注和重视，同时做好课堂问题的设计，对思维可视化路径进行优化，完善教学反思和评价，合理整合教学内容，丰富思维可视化教学形式，不断发挥思维可视化的应用价值，提高小学生的思维能力。

［参考文献］

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