可視化設計在小學數學幾何課堂上的應用

文誠聰

摘 要：“三尺講臺、一支粉筆、一本教材”，隨著科學技術的日新月異，我們的課堂媒體技術也從最初的這種單一形式，逐漸演變成多媒體投影、一體機教學等模式。可視化教學便是在這樣的時代潮流中應運而生的。可視化是以一種直觀的、更加容易感知的圖示方式表征信息及其信息加工的過程。文中“小學數學幾何課堂上的可視化設計”，指的是利用玲瓏畫板這一教學工具設計出動態(tài)的圖示，有效利用到幾何教學的課堂中，服務于師生，讓教師從繁瑣的講解中剝離出來，讓學生可以通過觀察動態(tài)變化了解圖形的結構特征，從而突破知識的重難點。

關鍵詞：小學數學;可視化設計;應用

一、可視化設計的來源

簡單地說，可視化設計就是運用一切可能的圖示方法對教學設計的所有環(huán)節(jié)進行分析處理，形成教學的實施方案。可視化教學設計有以下三個主要特征：其一，可視化教學設計就是通過畫圖找邏輯關系，更多地體現了直覺分析的方法;其二，可視化教學設計可以簡化設計結果表述的方式;其三，可視化教學設計是一種深層次加工處理教學信息的過程，是對簡單文字描述的提煉和概括，更有利于指導教學方案的執(zhí)行。

二、可視化設計在小學數學幾何課堂上的應用

（一）正方體的疊加。

《觀察物體》課堂中，觀察正方體的疊加圖，數出正方體的個數是單元內的重難點，教師使用玲瓏畫板能輕松的設計3個乃至20多個正方體的疊加狀態(tài)。由于玲瓏畫板上呈現的狀態(tài)是立體的，便于學生觀察。打破了教師徒手操作的難題，更妙的是玲瓏畫板可以360°無死角旋轉，方便讓學生觀察前后左右上下的形成結構，了解疊加物體的內在結構，形成自身獨特的判斷思維。玲瓏畫板不僅僅能夠讓動態(tài)得以產生，還能把旋轉后的狀態(tài)轉化為靜態(tài)的生成。

（二）正方體展開圖

小學生對空間物體的觀察能力始終處于認識的初級階段，沒有形成一種良好的空間認知觀念。由于小學生的空間觀念處于極其簡單的直觀狀態(tài)之中，腦海里所建構和形成的只是粗略的空間印記的一種表象，但它是人們認識客觀世界上一切事物的基本能力。而小學數學教材所支撐建構的空間觀念內容中，主要是讓有關簡單幾何形體的形狀、特征在小學生頭中形成一個比較穩(wěn)定的表象性信息系統，并使小學生具有一定的、初步的認識空間事物的能力。另外，根據小學生以形象思維為主這一特征，盡量讓幾何形體直觀化和生活化，讓空間物體形象在小學生的腦海中建構比較穩(wěn)定的、鮮明的形體觀念，促使小學生的空間感悟能力獲得良性發(fā)展。正方體的展開與折疊是小學數學的重難點，而玲瓏畫板的動態(tài)直觀化和可操作性，幫助學生解決了這一難題。

（三）多邊形的面積

研究三角形與長方形的關系時，可以利用玲瓏畫板的平移和旋轉設計動態(tài)的拼接，形象地展現一個平行四邊形沿對角線剪開可以得到兩個形狀相同的三角形，或兩個形狀相同的三角形可以拼成一個平行四邊形，進而為我們從底邊和高

去研究平行四邊形與三角形面積公式之間的關系，提供了便利。

研究梯形與長方形（正方形）、平行四邊形和三角形之間的關系時。我們動態(tài)的展現梯形變化成其他圖形的過程，學生在觀察體驗的過程中就能過很好的理解，他們之間面積公式的變化。

可視化過程能將圖形之間的內在關系結構很方便地教給學生，學生把握了這個關系結構就為他們解決其他平面圖形面積問題提供了轉化的基本方法。動態(tài)呈現割、補、拼的轉化辦法，建立具體的感性認識，真切地體悟滲透其中的轉化思想。

三、可視化設計給課堂教學中師生帶來的改變

教師在教學過程中，經常會遇到作圖耗時，影響教學進度;作圖不規(guī)范，又影響教學效果。可視化設計使教師的備課形式簡化了，玲瓏畫板簡單易學，能基本解決小學數學里面的幾何問題。同時教師將有更多的時間去關注學生和學生的學習過程。可視化教學設計的真正價值在于每一位教師都成為設計者，賦予圖形以創(chuàng)造性設計，以其靈動跳躍展現在學生面前，并充分展示課堂教學的生命活力。

于學生而言，以最少的時間消耗和最大的趣味性去理解數學知識以及數據所傳達的信息，提升學習效果。學生學得輕松，自然就會喜歡上這門學科。 經典的教學設計模式將教學設計過程還原為分析、設計、開發(fā)、實施和評價等五個階段，每一個階段又有具體的任務，但在實踐中卻很少有人以這樣的方式來進行教學設計，這已成為困擾教學設計發(fā)展的瓶頸問題。以上的嘗試收到了很好的效果，對于本節(jié)課突破重難點起到了至關重要的作用。假如圖形教學或可使用數形結合的課里，我們都有意識地從可視化著手，在教學設計的每一個階段都嘗試通過動畫或靜態(tài)圖示的方法進行，教學設計不僅會變得簡單易操作，而且因此改變給予了教師創(chuàng)造的空間，同時也會進一步促進教學設計理論對教學實踐的指導。

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