思維可視化工具在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的策略

摘 要：本文以思維可視化工具在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略為研究主題，旨在通過(guò)合理應(yīng)用思維可視化工具，探索減輕學(xué)生理解負(fù)擔(dān)和提升數(shù)學(xué)教學(xué)效率的措施。本文闡述了思維可視化的概念和常用的思維可視化工具，通過(guò)探索思維可視化工具在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用意義和現(xiàn)狀，提出了思維可視化工具在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略，并以北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)教材內(nèi)容為例給出教學(xué)案例，以期為小學(xué)數(shù)學(xué)教師提供參考。

關(guān)鍵詞：思維可視化工具；小學(xué)數(shù)學(xué)；教學(xué)策略

[中圖分類號(hào)] G623.5 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2097-2539（2024）14-0100-03

思維可視化即借助圖形將抽象的思維及其過(guò)程呈現(xiàn)出來(lái)。以思維可視化的概念界定為參照，可以將思維可視化教學(xué)劃分為五個(gè)層次，分別為理念轉(zhuǎn)化層、方法技術(shù)層、課程設(shè)計(jì)層、課堂環(huán)境層和效能評(píng)價(jià)層。理念轉(zhuǎn)化層強(qiáng)調(diào)對(duì)思維的認(rèn)識(shí)和對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思維能力重要性的認(rèn)識(shí)；方法技術(shù)層側(cè)重于應(yīng)用合理的思維可視化工具為學(xué)生展示思維過(guò)程并引導(dǎo)學(xué)生形成正確、高效的思維方式；課程設(shè)計(jì)層要求整個(gè)課程從教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)到課后作業(yè)布置都必須圍繞思維可視化展開(kāi)；課堂環(huán)境即為思維可視化教學(xué)提供基礎(chǔ)環(huán)境支持，例如，用于現(xiàn)場(chǎng)繪制思維導(dǎo)圖的黑板、粉筆等；效能評(píng)價(jià)層要求實(shí)現(xiàn)過(guò)程性教學(xué)評(píng)價(jià)和結(jié)果性教學(xué)評(píng)價(jià)的有效結(jié)合，并利用思維可視化技術(shù)將學(xué)生的學(xué)習(xí)成果保存起來(lái)。小學(xué)數(shù)學(xué)教師開(kāi)展思維可視化教學(xué)，應(yīng)該根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生學(xué)情等，靈活應(yīng)用一種或多種思維可視化工具。當(dāng)前常用的思維可視化工具主要有思維導(dǎo)圖（又稱心智導(dǎo)圖）、概念圖、思維地圖和韋恩圖（又稱文式圖）四種，其中思維地圖包括八種不同形式的圖示化工具：圓圈圖、流程圖、復(fù)流程圖、氣泡圖、雙氣泡圖、括號(hào)圖、樹形圖和橋形圖。

一、思維可視化工具在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）思維圖譜比較單一

當(dāng)前思維可視化工具在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用存在思維圖譜比較單一的問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：一是思維圖譜的繪制樣式比較單一。部分小學(xué)數(shù)學(xué)教師經(jīng)常根據(jù)模板直接生成思維圖譜，對(duì)應(yīng)不同教學(xué)內(nèi)容的思維圖譜僅在文本上存在差異；二是使用的思維可視化工具比較單一。部分小學(xué)數(shù)學(xué)教師未能完全掌握各類思維可視化工具的操作技能，導(dǎo)致只能用自己熟悉的思維可視化工具設(shè)計(jì)思維圖譜；三是思維圖譜的呈現(xiàn)方式比較單一，以扁平化的圖文呈現(xiàn)方式為主。部分小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)用思維可視化工具的能力不強(qiáng)，僅掌握了思維可視化工具的基本功能，沒(méi)有掌握添加超鏈接、動(dòng)畫效果等技能。單一的思維圖譜難以長(zhǎng)期引起和維持學(xué)生的注意力，學(xué)生很難看見(jiàn)思維圖譜的形成過(guò)程，難以將關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)移到思維上，這導(dǎo)致思維可視化工具的思維可視作用難以得到充分發(fā)揮。

（二）圖譜內(nèi)容相對(duì)片面

當(dāng)前思維可視化工具在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用存在圖譜內(nèi)容相對(duì)片面的問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一是部分小學(xué)數(shù)學(xué)教師對(duì)思維可視化工具的理解比較片面，將思維可視化工具作為總結(jié)復(fù)習(xí)和歸納的一種方式，在這種思維定式下思維圖譜的內(nèi)容主要為展示單元或?qū)W期知識(shí)框架結(jié)構(gòu)；二是雖然部分小學(xué)數(shù)學(xué)教師嘗試將思維可視化工具應(yīng)用于題型解構(gòu)中，但往往局限于對(duì)題型進(jìn)行機(jī)械的分類、歸納和總結(jié)，忽略了對(duì)解題目標(biāo)、解題方法和解題過(guò)程的分析。思維圖譜內(nèi)容不全面將會(huì)導(dǎo)致思維培養(yǎng)目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)，不利于學(xué)生思維品質(zhì)的發(fā)展。

二、思維可視化工具在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略

（一）提升應(yīng)用思維可視化工具的能力

小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)該提升應(yīng)用思維可視化工具的能力，明確各類思維可視化工具的功能和應(yīng)用價(jià)值，根據(jù)教學(xué)實(shí)際情況選擇一種或多種思維可視化工具，提升思維可視化教學(xué)效率和質(zhì)量，為學(xué)生帶來(lái)更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。首先，小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)該積極參加學(xué)校、教育主管部門等組織的各類思維可視化教學(xué)主題培訓(xùn)活動(dòng)，提升對(duì)思維可視化教學(xué)的重視程度，系統(tǒng)學(xué)習(xí)各類思維可視化工具的操作技巧，提升思維可視化教學(xué)能力。其次，小學(xué)數(shù)學(xué)教師可以通過(guò)自學(xué)提升思維可視化工具的應(yīng)用能力。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)上有很多免費(fèi)或付費(fèi)的線上課程，小學(xué)數(shù)學(xué)教師可以通過(guò)關(guān)鍵詞搜索的方式，尋找思維可視化工具應(yīng)用主題的線上課程，利用工作之余參加線上學(xué)習(xí)，了解思維可視化工具的更新迭代情況，及時(shí)掌握思維可視化工具的最新功能，為學(xué)生帶來(lái)新穎有趣的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提升教學(xué)趣味性，引導(dǎo)學(xué)生形成端正的學(xué)習(xí)態(tài)度和積極的學(xué)習(xí)行為。最后，小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)該認(rèn)識(shí)到實(shí)踐的重要性，積極參與思維可視化工具應(yīng)用實(shí)踐活動(dòng)。當(dāng)前，市面上絕大多數(shù)的思維可視化工具都比較容易上手，教師可以通過(guò)積極實(shí)踐自學(xué)思維可視化工具的各項(xiàng)功能。

（二）根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選擇思維可視化工具

小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)該根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)靈活選擇一種或多種思維可視化工具，保證思維可視化教學(xué)活動(dòng)的科學(xué)性和針對(duì)性，幫助學(xué)生減輕理解負(fù)擔(dān)，使學(xué)生更全面、深刻地理解數(shù)學(xué)知識(shí)。以促進(jìn)學(xué)生算法思維的教學(xué)實(shí)踐為例，小學(xué)數(shù)學(xué)教師在新課標(biāo)培養(yǎng)要求和課程理念的指導(dǎo)下明確算法思維培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)計(jì)算法教學(xué)過(guò)程，形成以算法思維培養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)模式。首先，小學(xué)數(shù)學(xué)教師利用概念圖幫助學(xué)生理解算理，要求學(xué)生將已掌握的算理知識(shí)整合為可視化的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，然后將所學(xué)的新知識(shí)加入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，建立新知識(shí)和舊知識(shí)之間的聯(lián)系，提升算理知識(shí)的系統(tǒng)化和結(jié)構(gòu)化。學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中標(biāo)注容易混淆的概念，可以有效規(guī)避因?yàn)楦拍罨煜鴮?dǎo)致的計(jì)算錯(cuò)誤。其次，小學(xué)數(shù)學(xué)教師利用思維導(dǎo)圖引導(dǎo)學(xué)生分析算理，幫助學(xué)生厘清脈絡(luò)以尋找多維的解決問(wèn)題的方式，指導(dǎo)學(xué)生有序分析問(wèn)題、明確問(wèn)題和解決問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生將算理知識(shí)內(nèi)化為計(jì)算能力。最后，小學(xué)數(shù)學(xué)教師利用流程圖幫助學(xué)生設(shè)計(jì)算理，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)算理的執(zhí)行流程，指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建解決問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，提升學(xué)生的模型素養(yǎng)。例如，小學(xué)數(shù)學(xué)教師在開(kāi)展“三位數(shù)乘兩位數(shù)”教學(xué)時(shí)，首先要求學(xué)生回顧以前學(xué)習(xí)的乘法算理，利用筆紙繪制概念圖，引導(dǎo)學(xué)生參考“兩位數(shù)乘兩位數(shù)”的算理，以學(xué)習(xí)小組為單位探索“兩位數(shù)乘三位數(shù)”的算理，將“兩位數(shù)乘三位數(shù)”的算理知識(shí)補(bǔ)充到繪制的概念圖中。其次引導(dǎo)學(xué)生利用思維導(dǎo)圖分析問(wèn)題，將問(wèn)題分解，提煉概括問(wèn)題中的主要要素，并運(yùn)用思維導(dǎo)圖進(jìn)行初步的可視化呈現(xiàn)。小學(xué)數(shù)學(xué)教師將“兩位數(shù)乘三位數(shù)”的算理分解為以下幾個(gè)問(wèn)題：①兩位數(shù)乘以三位數(shù)需要筆算還是口算？②筆算的方法是什么？③筆算的格式是什么？④“兩位數(shù)乘兩位數(shù)”筆算需要幾步？⑤“兩位數(shù)乘三位數(shù)”筆算需要幾步？⑥筆算的每一步中的道理是什么？⑦“兩位數(shù)乘三位數(shù)”算理是什么？最后要求學(xué)生利用流程圖描述“兩位數(shù)乘三位數(shù)”的算理，運(yùn)用流程圖梳理“兩位數(shù)乘三位數(shù)”的筆算步驟，可以有效幫助學(xué)生更準(zhǔn)確理解“兩位數(shù)乘三位數(shù)”的算理，避免因?yàn)槿鄙俦匾襟E而導(dǎo)致計(jì)算出錯(cuò)。“兩位數(shù)乘三位數(shù)”計(jì)算過(guò)程對(duì)應(yīng)的流程如下：①列豎式，保證兩位數(shù)和三位數(shù)的個(gè)位數(shù)字、十位數(shù)字對(duì)齊。②用三位數(shù)個(gè)位上的數(shù)去乘兩位數(shù)的每一位，得數(shù)的末尾和三位數(shù)的個(gè)位對(duì)齊。③用三位數(shù)十位上的數(shù)去乘兩位數(shù)的每一位，得數(shù)的末尾和三位數(shù)的十位對(duì)齊。④用三位數(shù)百位上的數(shù)去乘兩位數(shù)的每一位，得數(shù)的末尾和三位數(shù)的百位對(duì)齊。⑤將三次乘得的積加起來(lái)。

（三）指導(dǎo)學(xué)生靈活應(yīng)用思維可視化工具

小學(xué)數(shù)學(xué)教師指導(dǎo)學(xué)生靈活應(yīng)用思維可視化工具，引導(dǎo)學(xué)生形成利用思維可視化工具梳理思路的習(xí)慣，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展。首先，小學(xué)數(shù)學(xué)教師為學(xué)生講解思維可視化工具的重要性，激發(fā)學(xué)生掌握思維可視化工具的積極性。例如，小學(xué)數(shù)學(xué)教師在利用思維可視化工具講解題目時(shí)，可以為學(xué)生展示利用思維可視化工具輔助講解和不利用思維可視化工具輔助講解的區(qū)別，引導(dǎo)學(xué)生直觀感受思維可視化工具的作用。其次，小學(xué)數(shù)學(xué)教師為學(xué)生講解應(yīng)用思維可視化工具的技巧，組織學(xué)生練習(xí)應(yīng)用思維可視化工具。最后，小學(xué)數(shù)學(xué)教師為學(xué)生講解各類思維可視化工具的作用和應(yīng)用價(jià)值，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)目標(biāo)等靈活選擇思維可視化工具。例如，小學(xué)數(shù)學(xué)教師在開(kāi)展北師大版數(shù)學(xué)五年級(jí)下冊(cè)“數(shù)學(xué)好玩”這一單元教學(xué)時(shí)，應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生收集數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)“象征性”長(zhǎng)跑方案，提升學(xué)生收集數(shù)據(jù)和綜合運(yùn)用數(shù)據(jù)的能力。通過(guò)分析教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，小學(xué)數(shù)學(xué)教師選擇利用流程圖實(shí)現(xiàn)思維可視化，提升學(xué)生活動(dòng)的連貫性，令學(xué)生認(rèn)識(shí)到應(yīng)用思維可視化工具的重要性。第一，小學(xué)數(shù)學(xué)教師將班級(jí)學(xué)生分為多個(gè)學(xué)習(xí)小組，簡(jiǎn)單講解本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)等，為學(xué)生留出5分鐘時(shí)間，要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)參與小組討論并形成“象征性”長(zhǎng)跑方案雛形。由于部分學(xué)生對(duì)“象征性”長(zhǎng)跑設(shè)計(jì)方案的步驟不夠熟悉，很多小組都沒(méi)有形成比較明確的“象征性”長(zhǎng)跑方案。第二，小學(xué)數(shù)學(xué)教師利用流程圖幫助學(xué)生梳理思路，引導(dǎo)學(xué)生逐漸形成比較清晰的思考過(guò)程，令學(xué)生感受到思維可視化工具對(duì)其思考活動(dòng)的支持、促進(jìn)作用。師生對(duì)話過(guò)程如下：

教師：“大家都參加過(guò)校運(yùn)動(dòng)會(huì)，仔細(xì)回想一下，咱們每年組織的校運(yùn)動(dòng)會(huì)是不是都有一個(gè)主題呀？”

學(xué)生：“是。”

教師：“所以，咱們也得先確定“象征性”長(zhǎng)跑活動(dòng)的主題，大家討論一下確定一個(gè)主題。”

學(xué)生1：“我覺(jué)得我們的主題應(yīng)該是‘跑向北京，低碳出行’。”

學(xué)生2：“我認(rèn)為我們的主題應(yīng)該是‘跑向北京，心系祖國(guó)’。”

借助問(wèn)題激活課堂氛圍后，繼續(xù)推進(jìn)流程。

教師：“活動(dòng)主題我們留到小組討論的時(shí)候再定。確定活動(dòng)主題后，我們是不是還得設(shè)計(jì)活動(dòng)方案，大家想一想，如果現(xiàn)在我們就出發(fā)往北京跑，我們會(huì)不會(huì)迷路呢？要想不迷路，得提前做好什么工作？”

學(xué)生1：“我們得知道北京在哪個(gè)方向。”

學(xué)生2：“我們還要知道從這里到北京需要經(jīng)過(guò)哪些城市，和這些城市之間的距離。”

學(xué)生3：“我們要確定每天要跑的路程。”

教師：“大家提出的問(wèn)題都非常好，那么我們應(yīng)該怎樣解決上述問(wèn)題呢？”

學(xué)生：“查資料，可以用百度搜索需要的數(shù)據(jù)。”

教師：“那大家就以小組為單位開(kāi)始收集數(shù)據(jù)和制訂方案吧。”

最后，小學(xué)數(shù)學(xué)教師要求各學(xué)習(xí)小組利用流程圖展示方案，提升活動(dòng)方案的直觀性，鍛煉學(xué)生應(yīng)用思維可視化工具的能力。

（四）組織思維可視化工具應(yīng)用競(jìng)賽

小學(xué)數(shù)學(xué)教師可以在班級(jí)范圍內(nèi)組織思維可視化工具應(yīng)用競(jìng)賽，即要求學(xué)生選擇自己想要完成的學(xué)習(xí)任務(wù)，例如，解決一道難度比較大的數(shù)學(xué)題、總結(jié)歸納某一單元的數(shù)學(xué)知識(shí)、探索完成數(shù)學(xué)研究活動(dòng)的基本步驟等，根據(jù)自己所選學(xué)習(xí)任務(wù)的特點(diǎn)，選擇一種或多種思維可視化工具，形成圖文并茂、色彩豐富的思維圖示。班級(jí)學(xué)生通過(guò)匿名投票，選出最具創(chuàng)新性、最具觀賞性的思維圖示，教師為獲獎(jiǎng)學(xué)生提供精神激勵(lì)或物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)。在此過(guò)程中，學(xué)生形成學(xué)習(xí)主動(dòng)性，能夠根據(jù)自己的實(shí)際學(xué)習(xí)情況選擇有利于自身發(fā)展的學(xué)習(xí)任務(wù)，并根據(jù)學(xué)生任務(wù)的特點(diǎn)靈活選擇一種或多種思維可視化工具，應(yīng)用圖片、色彩等豐富思維圖譜，使動(dòng)手操作能力和審美能力得到發(fā)展。

三、結(jié)語(yǔ)

小學(xué)數(shù)學(xué)教師在教學(xué)中合理應(yīng)用思維可視化工具，有利于減輕學(xué)生理解負(fù)擔(dān)、縮短問(wèn)題解決時(shí)間和提升學(xué)生思維品質(zhì)。然而，當(dāng)前思維可視化工具在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用存在思維圖譜比較單一、圖譜內(nèi)容相對(duì)片面、圖示方法不夠豐富等問(wèn)題，上述問(wèn)題導(dǎo)致思維可視化工具對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的支持、促進(jìn)作用未能充分發(fā)揮。小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)該明確當(dāng)前思維可視化工具應(yīng)用存在的問(wèn)題，以解決問(wèn)題為導(dǎo)向，探索有針對(duì)性的教學(xué)策略，提升小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)效率和質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生思維品質(zhì)發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]吳永珍.思維可視化工具在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略 [J].天津教育，2023（35）.

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[3]陳雁斌.思維可視化技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略分析[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究，2023（19）.

[4]李月.核心素養(yǎng)背景下思維可視化在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略研究[D].石河子：石河子大學(xué)，2023.

[5]馮金誠(chéng).思維可視化技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略[J].學(xué)周刊，2019（25）.

（責(zé)任編輯：莊美純）