論思維可視化教學對小學數學課堂教學質量的影響

孫偉

【摘要】思維可視化作為一種重要的教學理念，被廣泛地應用于小學數學課堂教學中，為培養學生思維能力、提高小學數學課堂教學質量提供了有力的支撐.文章以思維可視化為研究主題，論述了思維可視化在小學數學課堂教學中的實施成效，分析了思維可視化對小學數學新授課、習題課、復習課等不同課型課堂教學質量的影響，以期提高小學數學“教”與“學”的質量.

【關鍵詞】思維可視化；小學數學；教學質量

引 言

隨著教育的發展，數學課程愈發注重培養學生的思維能力，關注學生的學習過程.對此，思維可視化與數學課堂教學的融合，能夠將學生的思維過程、學習過程及學習結果以可視化的形式具體呈現出來，一方面可以促進學生知識建構及思維發展，另一方面可以使教師更加全面地了解學生的思維活動和思維發展水平，及時調整優化后續教學活動，提升教學質量.在新課程改革背景下，教師應著眼于學生思維發展的現實需求及數學學科育人的根本功能開展教學活動，將思維可視化作為提高小學數學課堂教學質量的新方法.

一、思維可視化在小學數學課堂教學中的實施成效

（一）整合知識結構，促進深度學習

基于思維可視化的小學數學課堂可以幫助學生真正理解和掌握新知，并以已有的知識為基石，積極主動地認知、同化新知，將課堂新知與自身已有知識相結合，不斷完善和優化自身知識結構，從而實現深度學習.如在“長方體和正方體的認識”教學中，教師可以表格的形式（如表1所示），引導學生通過自主思考、合作探究的形式串聯課堂知識完成表格，同時梳理已有知識結構與新知之間的內在邏輯關系，探究正方體與長方體的關系，形成思維框架，促使學生進一步理解和掌握知識.

（二）提升認知水平，促進學習反思

思維可視化技術可以形象化地呈現學生的思維過程和學習結果，學生通過對自身的思維過程進行可視化回顧和反思，能夠更加全面地了解自身知識掌握情況，不斷地改善和記錄自身的思維發展過程，提升自身認知能力.教師在數學課堂教學中運用思維導圖可以激發學生的認知策略，引導學生進行圖示構建，對課堂知識進行整合組織，識別和提取有效的學習信息，從而幫助學生形成自身關于新知理解和掌握的思維導圖.

（三）注重幾何直觀，促進問題理解

小學生思維發展正處于由形象思維向抽象思維轉變的關鍵時期.抽象思維發展尚不成熟，直接影響學生對問題的理解.基于思維可視化的數學課堂教學可以將抽象的數學知識轉化為直觀形象的圖表信息，契合學生的認知發展規律，引導學生利用圖式解釋和理解數學問題、分析和把握問題中的數量關系，提高學生的問題解決能力，促進學生思維發展.以一道數學問題為例：有兩袋面粉，大袋比小袋多56千克，如果吃掉小袋中的4千克面粉，此時大袋面粉的重量是小袋面粉的4倍，則兩袋面粉的重量分別是多少？教師在數學課堂上講解此類問題時，可以引導學生畫線段圖（如圖1所示），幫助學生梳理題目中的數量關系，形成解題思路，從而提高學生分析問題、解決問題的能力.

（四）優化教學設計，提升教學質量

基于思維可視化的數學課堂教學中，教師可以運用思維導圖、概念圖等思維可視化工具引導學生直觀地展現思維活動，從而更好地了解學生的學習情況.教師通過觀察和反饋，一方面可以準確地把握學生的學習行為表現和知識掌握情況，避免了教師的主觀判斷與學生客觀情況存在的差異，有利于根據不同層次學生的學情及時調整教學結構，構建高效數學課堂，促進全體學生共同發展；另一方面，教師可以根據學生可視化的思維活動，重現課堂教學過程，進行教學反思，分析課堂教學中存在的問題，明確課堂教學與教學設計之間的差距，了解學生在課堂教學中產生的認知困惑，根據學生的具體需求和學情，進一步改進和修正教學目標和教學任務，從而使教學設計更加合理，切實提高課堂教學質量.

二、思維可視化對小學數學課堂教學質量的影響

（一）思維可視化對新授課教學質量的影響

學生的知識掌握程度和理解程度是衡量新授課教學質量的關鍵.教師在新授課教學中借助思維可視化技術，可以強化學生的直觀體驗，完善學生知識結構，同時幫助學生更好地理解和掌握新知.

首先，教師可借助實物，將抽象的知識以動態化、可視化的形式呈現出來，為學生搭建知識學習的支架，將不便于理解和思考的知識轉化為形象化、可觀察、可感受的實物，強化學生的直觀體驗.如，在“圓的面積公式推導”教學中，教師通過組織學生準備圓形的紙片，并引導學生根據圓的知識將紙片平均分為24等份，并要求學生自己動手沿著半徑將其剪開，同時向學生滲透化曲為直思想，引導學生將圓拼接成近似長方形的圖形，體會圓的面積的轉化，將圓的面積轉化為長方形的面積，轉化后的長方形的長就是圓周長的一半，長方形的寬就是圓的半徑，因為長方形的面積=長×寬，所以圓的面積=π×半徑的平方，引導學生通過可視化圖示推導出圓的面積公式，幫助學生更好地理解知識的生成過程，提高課堂“教”與“學”的質量.

其次，在新授課教學中，教師可借助信息技術輔助新知教學，如以趣味視頻、互動游戲、創意圖片等形式向學生清晰地展示知識生成過程，為學生理解和掌握新知提供有效的途徑，進而提高課堂教學質量.以趣味視頻為例，教師在講解“三角形的內角和是180°”的知識點時，引入趣味視頻創設教學情境：有3個動物扛著一塊木頭沿著一座三角形荒島的邊緣行走，在出發時木頭尖向左，而回到出發點時木頭尖仍向左，引導學生思考得出小動物們轉動的三個角的和就是360°，再進一步利用平角等于180°得出推論：三角形的內角和是180°.教師通過具有趣味性的視頻情境構建高效數學課堂，提高了課堂教學的吸引力，能夠促使學生全身心投入課堂學習，加深學生對新知的理解，提高課堂教學質量.

最后，在新授課教學中，教師可利用思維導圖或者板書的形式，帶領學生歸納和整理重點知識，將知識體系可視化，幫助學生加深對知識的理解，引導學生理清知識之間的聯系與區別，使學生的思維更具邏輯性，讓學生形成知識學習的全局觀.

綜上，教師通過實物演示、趣味視頻、互動游戲、創意圖片、思維導圖或者板書等思維可視化形式，使新授課的思維可視化成為可能，深化了學生對新知的理解和掌握，從而提高了新授課的教學質量.

（二）思維可視化對習題課教學質量的影響

習題課是學生運用所學知識解決問題的重要過程，也是教師檢驗教學質量和學生知識掌握程度的有效途徑，而學生解決問題的能力也是衡量習題課教學質量的重要標準.教師將思維可視化技術和方法應用于習題課教學中，可以幫助學生準確地理解和把握題意，理清解題思路，將未知問題轉化為已知條件，有效地解決問題，以高質量的習題課教學提高學生的知識應用能力和問題解決能力.

首先，教師可以通過畫線段圖的方法，將實際問題抽象轉化為數學問題，清晰地展示題目中的數量關系，幫助學生理解題意并明晰解題思路，從而快速、準確地解決數學問題，提高習題課教學實效.教師在講解“百分數”相關的習題時，有這樣一道題：水的體積是45cm3，結成冰后的體積是50cm3，求冰的體積比原來水的體積增加了百分之幾.教師可以通過畫線段圖的形式，帶領學生分析題目、審清題意，以線段圖為載體將文字信息轉化為數學語言，將原來水的體積看作單位“1”，找出題目中的數量關系（冰的體積與水的體積之間的關系），分析問題蘊含的深層次意義，即冰的體積比原來水的體積增加了水的體積的百分之幾，并將其以線段圖的形式呈現出來（如圖2所示），在圖上標注題目中的已知條件和推導出的數量關系，從而明晰解題思路.

其次，教師可通過畫示意圖的形式進行習題講解，以圖示的形式使學生將自己解題的思維過程可視化，這樣不僅可以提高學生解題的效率和準確性，還可以進一步鞏固學生對知識的理解和掌握程度.如教師在講解“計量單位換算”習題時，以圖示的形式教會學生解決單位換算類問題的方法和“大化小乘，小化大除”的換算規則，按照順序寫出計量單位，用雙箭頭連接相鄰計量單位，標出相鄰計量單位之間的進率，使題解更高效.

最后，教師可通過列表的形式進行習題講解，將復雜的數量關系以表格的形式列出，按照標關鍵量、有序列舉、確定答案的次序，幫助學生找出問題蘊含的深層次規律，探尋數學知識的本質，從而得出正確的解答過程，提高習題課教學效率.以小學階段的重要數學問題“雞兔同籠”為例：籠子里有雞和兔若干只，共有14個頭，38只腳，求雞和兔各有多少只.教師以表格的形式（如表2所示）滲透學習假設法，引導學生一一列舉可能的情況，呈現推理過程，提高習題課教學質量.

綜上，教師在習題課講解中運用思維可視化方法構建高效數學課堂，可以充分發揮習題課教學效能，教會學生解決問題的方法，清晰地展示問題解決的全過程，理清解題思路，找到問題破解的關鍵，實現思維的可視化，提升學生思維水平，提高學生問題解決的效率和準確率，從而提高數學課堂教學質量.

（三）思維可視化對復習課教學質量的影響

復習課是小學數學課堂教學的重要課型，高效的復習課教學并不是機械化的知識重現，而是需要幫助學生系統梳理知識之間的邏輯，促進學生知識整合建構，提高學生的概括能力和綜合運用能力.學生思維邏輯的發展水平和對知識的整體掌握程度是衡量數學復習課教學質量的關鍵.以“多邊形面積”復習課為例，在復習課之前，學生對于多邊形面積的學習呈現片段化、部分化態勢，對三角形面積、平行四邊形面積、梯形面積等知識尚未形成系統化的認知，沒有認識到知識之間的內在邏輯性.教師利用思維可視化形式，如引導學生繪制思維導圖將知識串聯起來，系統化地梳理知識，可以進一步鞏固學生關于多邊形面積公式推導過程的遷移運用，不斷修正和完善學生的知識結構，相較于傳統的復習課教學，基于思維可視化的復習課教學質量和教學效果得到極大的提高.

因此，在復習課教學中，教師可以通過思維導圖的形式，引導學生總結和歸納單元知識，對知識進行系統化的回顧，進行有意義的學習，培養學生形成知識全局觀，發展學生的發散性思維和創新意識，從而提高數學課堂教學質量.

結 語

綜上所述，思維可視化被廣泛地應用于小學數學課堂教學之中，不斷優化師生“教”與“學”活動.一方面，思維可視化有助于發展學生的數學思維能力，提高學生分析問題、解決問題、總結方法的能力.另一方面，思維可視化作為影響數學課堂教學質量的關鍵要素，教師在新授課、習題課、復習課等不同課型的教學中運用思維可視化技術和方法，有助于提高數學教學質量，幫助學生理解新知、構建完整的數學知識結構，促進學生全面發展.

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