高中數(shù)學(xué)可視化教學(xué)的實踐與研究

劉亞飛

摘 要：一圖勝千字，圖是最直觀的語言，易讀、易懂、易記而且記得牢。因此，實現(xiàn)“思維可視化”的最有效方式便是用“圖”把“思維”呈現(xiàn)出來。因此，在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師可以使用思維導(dǎo)圖、模型圖、流程圖、概念圖、視頻和圖片等媒介進行可視化教學(xué)。

關(guān)鍵詞：可視化;高中數(shù)學(xué);課堂教學(xué)

中圖分類號：G633.6 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1992-7711（2020）09-039-1

思維可視化，是指運用一系列圖示或圖示組合把本來不可見的思維呈現(xiàn)出來，使思維的過程清晰可見。可視化的“思維”更有利于理解和記憶，可以有效提高信息加工及信息傳遞的效能，是一種有效的教學(xué)策略。筆者下面談?wù)勅绾芜M行高中數(shù)學(xué)可視化教學(xué)。

一、可視化導(dǎo)入，點綴課堂亮點

高中的課堂與其他學(xué)段的課堂不同，有一種特別的緊張感。大部分的數(shù)學(xué)教師在進行教學(xué)之前，會直截了當(dāng)?shù)馗嬖V同學(xué)們：今天我們要學(xué)習(xí)的內(nèi)容是×××，大家打開課本第多少多少頁。雖然說這樣的導(dǎo)入非常簡潔，能夠直接告訴學(xué)生這節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，但是卻缺乏畫面感，缺乏趣味性，無法讓學(xué)生們快速地進入到自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)當(dāng)中來，久而久之，學(xué)生就會感到厭倦。因此，在研究高中數(shù)學(xué)教學(xué)可視化的時候，我們首先要做的事就是讓導(dǎo)入變得可視化，通過色彩鮮艷的畫面來點綴出課堂的亮點，讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)的趣味性以及數(shù)學(xué)與生活的聯(lián)系性。

以正弦定理為例，在開展這部分知識內(nèi)容教學(xué)時，我向?qū)W生講了一個生動有趣的小故事，一輛船從一個港口1航行到另一個港口2，經(jīng)過測量已經(jīng)知道了這兩個港口之間的距離是600米，但是這艘船現(xiàn)在要向下一個港口3航行，由于船員的粗心，忘記了測量第二個港口和第三個港口之間的距離，如果說船上有測角儀的話，能不能測量出第三個港口和第一個港口之間的距離呢？這個問題中，三個港口形成了一個三角形。在描述這個故事的過程當(dāng)中，我還用多媒體插入了一副簡單的動畫，讓學(xué)生了解這個過程。這樣，一個實際的問題就和數(shù)學(xué)中的三角形聯(lián)系起來了。在這個問題的引導(dǎo)下，有的同學(xué)可能會利用初中學(xué)過的三角形相似的性質(zhì)來求出問題的答案。在此基礎(chǔ)之上，我又引導(dǎo)學(xué)生回憶如何解直角三角形，然后引出下面要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

二、可視化操作，呈現(xiàn)全面知識

除了在課堂的開端進行可視化的導(dǎo)入之外，在上課的過程當(dāng)中，我們也需要重視進行可視化的操作，讓原本抽象的知識變得更加易懂。高中數(shù)學(xué)中所包含的知識非常抽象，很多同學(xué)經(jīng)常會摸不著頭腦。針對這種現(xiàn)象，我們可以在教學(xué)過程當(dāng)中進行一些可視化的操作，利用各種各樣的道具，來呈現(xiàn)出一個想讓學(xué)生看到的內(nèi)容，以此來鋪開教學(xué)。

舉個例子，在開展古典概型這節(jié)課教學(xué)的時候，我現(xiàn)在課堂上利用多媒體向大家播放了兩個實驗片段，一個是拋擲一枚質(zhì)地均勻的硬幣，另一個是拋擲一枚質(zhì)地均勻的骰子。在同學(xué)們觀察完這兩個實驗之后，我提出這樣的問題：在拋擲骰子的實驗當(dāng)中，出現(xiàn)偶數(shù)點包含哪些基本事件？點數(shù)大于四可能由哪些基本事件構(gòu)成？在這兩個實驗當(dāng)中，必然事件可以表示成基本事件的和嗎？不可能事件呢？在這幾個問題的引導(dǎo)下，同學(xué)們會回憶這個實驗的過程和結(jié)果，然后通過實驗來考慮這些問題，接著獲得規(guī)律“所有可能出現(xiàn)的結(jié)果即是基本事件?！边@樣通過視頻播放實驗過程讓學(xué)生感受知識是如何形成的，更有利于加深學(xué)生的印象。

三、可視化實驗，引導(dǎo)學(xué)生探究

所謂實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。為了能夠讓學(xué)生更加清晰地了解數(shù)學(xué)知識，我們可以通過實驗來組織學(xué)生探索規(guī)律。實驗在數(shù)學(xué)教學(xué)過程當(dāng)中是一種非常常見的活動，同時這個活動有著諸多的益處。比如說通過實驗，學(xué)生能夠自己找到數(shù)學(xué)規(guī)律，主動參與到發(fā)現(xiàn)知識的過程中。因此，教師引導(dǎo)學(xué)生參與實驗，不僅能讓學(xué)生體驗到探究的過程，而且還能開闊學(xué)生的思維，提高學(xué)生的操作能力。因此，在遇到一些比較重要的知識點的時候，教師可以設(shè)計一些實驗活動，引導(dǎo)學(xué)生們積極參與，讓學(xué)習(xí)的過程變得可視化，讓知識變得可視化。

比如說，我在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)空間當(dāng)中兩條直線的位置關(guān)系時，為了能夠讓大家進一步體會異面直線的含義，我在教學(xué)過程當(dāng)中組織學(xué)生參與一個小小的實驗。實驗是這樣的：我先把學(xué)生分為兩人一組，然后把桌面當(dāng)作是一個平面，小組當(dāng)中的一個同學(xué)用一支筆在桌面上進行移動，用這個活動來表示平面內(nèi)一條直線。而另一個同學(xué)拿著一支筆，讓這支筆的一端經(jīng)過桌面上的一個點。這個時候我要大家觀察和思考：在什么樣的情況下這兩支筆能夠成為異面直線。這個實驗是非常簡單的，但是簡單的實驗背后卻有著很大的作用?？此坪唵蔚囊粋€演示，實際上是在構(gòu)建異面直線的模型，當(dāng)空間模型被構(gòu)建出來之后，知識點就變得可視化了，學(xué)生的學(xué)習(xí)過程也變得可視化了。更重要的是，在原本枯燥無味的課堂學(xué)習(xí)過程當(dāng)中，插入一個這樣動手操作的實驗，更加能夠調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加深學(xué)生的印象。

綜上所述，在高中數(shù)學(xué)課堂當(dāng)中進行可視化教學(xué)是一個具有較大可行性的話題?？梢暬虒W(xué)的發(fā)展不僅能夠讓知識變得可視，更能夠逐漸培養(yǎng)學(xué)生的可視化思維。實踐表明，可視化教學(xué)的開展能夠有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。如果能夠合理地開展下去，那么無論是對于教師的教學(xué)，還是對于學(xué)生的學(xué)習(xí)都將有著諸多的益處。因此，我們需要繼續(xù)不斷地精進和探究，讓可視化教學(xué)的效率變得更高。

本文系江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究室重點課題《可視化語言學(xué)習(xí)社區(qū)建設(shè)與應(yīng)用研究》（課題編號：2017JK12-ZB23）研究成果之一。

（作者單位：鹽城市阜寧縣實驗高級中學(xué)，江蘇 鹽城224000）