可視化思維工具在低年級數學概念教學研究

李菁

摘 要：運用可視化思維工具進行教學是當前信息技術和課程融合背景下的一大創新，也必將是未來的大趨勢。可視化思維工具可以直觀地把內容進行歸納和整理，突出教學重點、難點。因此，教師運用此工具對數學教學內容進行概括和整理，使學生能夠發現概念之間的區別和聯系，從而提高課堂效率。

關鍵詞：可視化思維工具 數學概念 微視頻 教學運用

引言

目前，小學生大約需要掌握500以上的數學概念，這些概念構成了他們掌握整個數學理論體系的基礎。在低年級階段，概念并沒有細化，越往高年級，概念越被細化，這就需要對低年段所學概念有很到位的理解，才可以對中高年級的概念有更深入準確的認識。然而，教師在低年段教學概念的時候，學生的仍處于形象思維方式或者正從形象思維轉化到抽象邏輯思維轉化過程中，致使很多學生對最基礎的概念不能很好的理解與把握，因此，教師運用思維導圖對數學教學內容進行概括和整理，突出教學重難點，以直觀的方式講解數學的主要概念和原理，簡潔地表達概念的邏輯關系，提出概念的地位和相關性，使學生能夠發現概念之間的區別和聯系，從而提高課堂效率。同時，促進數學概念知識的整合，使學生在頭腦中形成一種結構化的認知結構。[1]

一、可視化思維工具介紹

可視化思維工具是指通過一系列圖示技術，把之前看不到的思考方法和路徑呈現出來。這樣非常清楚的呈現出了學生思考的方法和過程，可以有效地提高信息加工及信息傳遞的效能。思維可視化工具通常包括思維導圖、概念圖、圖形化思考工具、表格化思考工具等三大類。[2]

運用可視化思維工具進行的STILE教學模式，是依托“教育云”優質數字化學習資源，以學習者為主體，以能力提升為核心，以問題解決為主線，采用STILE五環節小組合作探究學習方式，把思維導圖、韋恩圖等思維工具、微視頻等可視化技術融入教學為特征，實施過程性學習檢測與評價反思，教師關注差異，因材施教。這種教學模式具有以下的優點：重學能思維拓展、重體驗探究自主學習、重信息技術與課程融合。[3]

二、運用可視化思維工具進行的STILE教學模式，在實際教學中的應用案例

在教學新人教版一年級上冊《認識圖形》中，首先讓班級的學生分成5-6個小組進行教學活動。教師先提出明確的要求和要預習的問題，讓學生帶著要求進行第一次分組學習活動：首先對閱讀本節課課本內容，進行預習。其次，觀察圖形教具，然后完成簡單的問題填空。這種學習方法可以突出體現在學習新知識和制作工具圖兩個環節。

在這個過程中，學生們因為要完成填空的任務，所以都非常認真。活動后教師對填空內容進行了評講。這次活動，學生在分組活動中初步了解什么是長方形和正方形的特征。然后教師布置了第二次的分組學習活動：小組合作與教師制作可視化工具圖包括韋恩圖、連接圖、從屬圖，小組內學生們作了分工，2～3人為一組，一組負責完成連接圖，連接圖主要是讓學生梳理圖形的特征，一組負責完成韋恩圖，韋恩圖主要是讓學生從圖形的特征中找出兩者共有的特征，一組負責完成從屬圖，從屬圖主要是讓學生整理圖形之間的從屬關系。在活動中，學生們為了完成所負責的圖，很認真地在填寫，遇到疑問便查看教材，查看教材也解答不了的問題，便進行討論，討論也解決不了的問題向同一大組的同學提出，大家再討論解決。這個過程，我們觀察到學生始終非常專注地在寫、看書、觀察實物、討論。通過這次制作活動，學生對圖形的特征從第一次學習活動的了解發展到通過連接圖的制作，已經能夠梳理圖形的特征；通過韋恩圖的制作，已經能夠找出圖形之間的不同；通過從屬的制作，已經能夠分清圖形間的關系。這兩次學習活動，合作、交流、討論、觀察、查閱資料的學習活動和方式真正落到了實處，并且很好地發揮了組內同學互相幫助、共同研究的作用。這樣的合作學習，明顯區別于平時課堂那種只有形式，效果甚少甚至沒有的小組學習。

同樣的在學習數學小數概念的時候，通過可視化工具韋恩圖讓學生們很快的了解了小數與整數的概念及區別，通過思維導圖導出小數、整數的分類及其關系。在課后通過表格化思考工具對學生們進行了評價與考核，收集每一位同學所填寫的表格化思考工具，清楚的發現了學生們這一節課所學到的知識，對所學的知識還有哪些疑問，有助于老師更好的掌握學生的學習情況，解決學生的疑問。同時通過學生自己所認為的學習不足及還感興趣的內容，讓學生更加清楚的了解自己對本節課概念的學習和掌握及自我評價。

思維導圖是一種科學有效的學習方法，對學生學習的促進是立竿見影的。學生運用思維導圖的積極性非常高。在人民幣這一節的學習中，我指導學生運用思維導圖的過程中，首先給予充分的肯定和激勵，給學生以自信，積極地指導學生繪制思維導圖，讓小組合作在繪制思維導圖時充分發揮作用，讓學生相互學習相互促進，共同發現人民幣中的不同點，進行識別與區分，積累一些方法。通過這一節課的學習，學生不僅掌握了人民幣的面值，以及如何使用人民幣，同時也逐漸學會了運用思維導圖對數學概念知識進行梳理。在具體的運用中學生們的創造性非常高，他們每個人都會創造性的繪制自己的思維導圖，老師再給予建設性的指導，學生就能熟練的運用。

通過這節課的學習，學生已經會運用思維導圖梳理數學知識，最后，老師也帶領學生總結了常見的韋恩圖，樹形圖等幾種常用的繪制方法。使學生們在以后的數學概念學習中能自覺運用此方法。教師通過這樣的教學方法，不僅可以提高課堂效率，同時也有助于學生們思維上的活躍。

參考文獻

[1]李芒，蔡旻君，蔣科蔚，王妍莉. 可視化教學設計方法與應用[J]. 電化教育研究，2013，（03）：16-22.

[2]權國龍，王華文，顧小清. 圖示工具在協作學習中的影響——基于協作學習項目的調查[J]. 遠程教育雜志，2015，（04）：59-66.

[3]鄭曉東. 運用可視化思維工具培養地理綜合思維素養[J]. 中小學教師培訓，2017，（02）：68-71.endprint