數學思維可視化對培養初中生數學核心素養的思考

山東省日照市五蓮縣實驗學校 趙 祥

數學思維可視化在初中數學教學中的應用，目的在于對初中生的數學知識結構體系做出優化，促使初中生自主展開思考，并與可視化思維圖像做出對比。在這一過程中不僅可以訓練和發展初中生的發散性思維，同時可以提高初中生的創新思維能力，對初中生數學核心素養的提高非常有利。因此，初中數學教師在開展教學活動的過程中，應該加強數學思維可視化的運用。

一、數學思維可視化

數學思維可視化就是利用圖像技術清晰地展現出不可直觀看到的思維。數學思維可視化可以幫助學生更加深入地理解和扎實地記憶數學知識。在數學思維的可視化過程中，會對信息進行一定的加工處理，從而更加高效地傳遞信息。通常情況下，數學思維可視化技術的形式主要包括兩種：一種為圖示技術，另一種為圖示生成技術。隨著數學思維可視化技術的不斷發展，其在教育領域中的應用也不斷深入。經過大量教學實踐表明，數學思維可視化在初中數學教學中的應用具有不可小覷的重要意義。

二、數學思維可視化的重要意義

（一）利于突破教材局限性，幫助學生構建知識體系

雖然新一輪基礎教育課程改革實施以后，初中數學教材做出了更新，但是整體知識體系依然呈現為線性結構，在編寫教材時，將整體知識按照各個章節進行線性劃分，導致學生在預習和自主學習的過程中，很難形成完整的數學知識體系。部分教師在開展教學活動時過于依賴信息化教學技術，通常都是應用多媒體教學設備將抽象的數學知識通過圖像、音頻、視頻、文字等形式展現出來，雖然教學效果相對傳統教學模式來說較好，但是各個知識點之間缺乏有效的連接，依然呈現出線性的規律。思維可視化在初中數學教學中的應用，不僅可以使抽象的數學知識直觀地呈現出來，同時可以將各個知識點很好地關聯在一起，學生在記筆記時便可以展開聯想，這樣不僅可以深化學生的理解，同時可以促使學生形成扎實的記憶，并且學生的思維還能得到很好的訓練。

（二）以學生為中心，有利于發展學生教學思維

教師的教學理念和采用的教學方法之間存在著相互依存的關系，在新一輪基礎教育課程改革全面實施的背景下，教師都在追求創新，但是部分教師對教學理念的認識較為片面，要么就是繼續采用以往的教學模式，要么就是不考慮教學內容盲目運用信息化教學技術，未能站在學生的角度，按照學生的思維發展和學習水平呈現教學內容，導致教學和學生的學習之間缺乏協同性。思維可視化在初中數學教學中的應用，將學生的思考過程作為中心，通過圖像的運用展開教學，以此訓練和發展學生的思維，強化學生的學習感知，在諸多圖像的協助下，幫助學生更好地理解和靈活地運用數學知識。

三、數學思維可視化培養學生數學核心素養

（一）可視化解題培養學生核心素養

第一，審題的可視化。在具體解答數學題目前，一定要做到三思，思考、思慮和思路。思考就是一邊閱讀數學題目一邊在草稿紙上畫出題目的分析簡圖；思慮就是理清數學題目中各個數量的關系；思路就是以思考、思慮為基礎，明確解題的基本方法。

（二）利用多屏異步的方式呈現教學內容

數學思維可視化的一個重要功能就是可以利用多屏的方式呈現教學內容。在如今的初中教學課堂上，一般都配備有不只一塊屏幕，多塊屏幕在課堂周圍均勻分布。教師在開展教學活動的過程中，既可以通過同屏的方式呈現教學內容，也可以利用異屏、循環屏的方式呈現教學內容。同屏是指教學內多塊屏幕一同呈現出某一部分教學內容，這種呈現方式可以確保各個座位上的學生都能有效的學習。異屏是將不同的教學內容呈現在不同的屏幕上。循環屏是教師在課前制作出相應的教學課件，并逐步呈現出教學內容。這種利用多個屏幕呈現教學內容的方式，可以提高學生思維的連續性，與學生的思維水平更為相符，學生很容易便可以跟上教師的教學步伐，對學生數學核心素養的提高更加有利。

（三）不斷提高教師的教學能力

教師的教學能力直接關系著數學思維可視化對學生數學核心素養培養重要作用的發揮。為了確保教師可以靈活運用數學思維可視化，需要不斷提高教師的教學能力。為此，學校可以定期組織教師學習運用各種數學思維可視化工具，熟練掌握各種圖示軟件的操作，像幾何畫板、Xmind等，并可以靈活運用各種繪圖技巧或手繪的方式繪制出相應的思維導圖，這樣更加有助于學生直觀地感知整個思維的過程。另外，教師還應該認識不同學生的思維方式有所不同，所以教師需要掌握不同的圖示方法。這樣在應用數學思維可視化培養學生數學核心素養的過程中，便可以根據不同學生的思維方式，因材施教地應用數學思維可視化，以促使每一名學生都能積極探索數學知識的規律。這樣不僅可以調動學生思維的積極性，同時可以深化學生對數學知識的理解和掌握，并可以根據自身的理解靈活運用所學知識。作為教師除了要積極參與學校組織的培訓以外，同時需要積極展開自我學習和自我完善，以此更好地利用數學思維可視化培養學生的數學核心素養。

四、結語

綜上所述，中學數學思維可視化在初中數學教學中的運用具有非常重要的意義，不僅可以解決以往教學中受教材的局限和教學方法落后的問題，同時可以有效培養學生的數學核心素養。為此，學校一定要為數學思維可視化的運用提供必要的硬件支撐，并加強對教師的培養，促使教師可以更加靈活地運用數學思維可視化。初中數學教師應該根據不同層次的學生因材施教地應用數學思維可視化，切實提高整體初中生的數學核心素養。