探究思維可視化在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

劉立恒

【摘要】思維可視化就是將抽象的思維過(guò)程以直觀的形式展現(xiàn)出來(lái)，方便學(xué)生輕松理解教學(xué)知識(shí)，達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。教師在初中數(shù)學(xué)教學(xué)的過(guò)程中使用思維可視化的方式可以將數(shù)學(xué)思維直觀的展示出來(lái)，幫助學(xué)生拓寬自己學(xué)習(xí)的思路，建立初中數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)體系，在理解數(shù)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上更好的掌握知識(shí)，培養(yǎng)自己的數(shù)學(xué)思維理念。

【關(guān)鍵詞】思維可視化;初中數(shù)學(xué)教學(xué)

一、思維可視化簡(jiǎn)述

思維可視化就是使用圖示的方式將思考過(guò)程展示在書(shū)面上，憑借清晰的形象幫助學(xué)生理解和吸收知識(shí)，提高知識(shí)傳輸?shù)男屎唾|(zhì)量。常見(jiàn)的思維可視化的形式包括圖示技術(shù)、可以生成圖示的軟件等，在教學(xué)中最常見(jiàn)的就是思維導(dǎo)圖[1]。思維導(dǎo)圖作為教師經(jīng)常使用的教學(xué)方式之一，可以最大程度上展示思維過(guò)程，幫助學(xué)生理解和記憶知識(shí)，形成自己的知識(shí)體系。

思維可視化技術(shù)不僅是指最終的圖示結(jié)果，還包括圖示呈現(xiàn)和傳播等一系列的相關(guān)技術(shù)。這些技術(shù)主要包括思維可視化導(dǎo)圖、流程圖、概念圖、可視化表格等。

二、初中數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)用中思維可視化的意義

初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，中學(xué)生對(duì)于教學(xué)思想與方法的了解相對(duì)較為片面化，不管是在解題還是應(yīng)用中多缺乏相對(duì)系統(tǒng)全面的認(rèn)識(shí)，極易對(duì)學(xué)生的思維與認(rèn)知產(chǎn)生較大的束縛，教師在教學(xué)過(guò)程中不但需將教學(xué)的重難點(diǎn)問(wèn)題客觀展現(xiàn)出來(lái)，還需積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思考，發(fā)揮思維可視化作用，其主要意義體現(xiàn)在如下幾方面：

（一）跳出教材束縛

初中數(shù)學(xué)教學(xué)在課改中有所更新，但是仍舊堅(jiān)持將線性結(jié)構(gòu)為主，基于章節(jié)點(diǎn)的線性結(jié)構(gòu)開(kāi)展編寫(xiě)工作，學(xué)生往往很難在預(yù)習(xí)以及自學(xué)中對(duì)新知識(shí)進(jìn)行深入的理解，創(chuàng)建完善系統(tǒng)的知識(shí)體系。并且教師教學(xué)的過(guò)程中過(guò)度依賴多媒體，利用文字、圖像與音頻等方式將教學(xué)的內(nèi)容充分展現(xiàn)出來(lái)，雖然十分有助提升的教學(xué)的效果，但是因?yàn)橹R(shí)點(diǎn)間的鏈接點(diǎn)較為缺乏，多媒體教學(xué)中播放的課件呈現(xiàn)出了突出的線性規(guī)律。發(fā)揮思維可視化的效用，可促使學(xué)生對(duì)知識(shí)間的關(guān)系產(chǎn)生相對(duì)準(zhǔn)確的認(rèn)知，促使學(xué)生在筆記中有效的實(shí)現(xiàn)聯(lián)想和強(qiáng)調(diào)，在鞏固與復(fù)習(xí)中充分實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)想。在課堂教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行思維展現(xiàn)，也是對(duì)大腦思維過(guò)程的一種有效的關(guān)切，可有效突破傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛與局限，正確引導(dǎo)學(xué)生思維。

（二）改善落后教學(xué)方式

教學(xué)方式是與教學(xué)理念之間存在著密切依附關(guān)系的，當(dāng)前諸多初中教師在開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)之時(shí)想要重視追求改革的步伐，但是在具體教學(xué)過(guò)程中忽視了對(duì)教學(xué)理念的深刻認(rèn)識(shí)，并且也過(guò)度重視沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，多媒體的使用過(guò)度泛濫，難以從學(xué)生的思考與學(xué)習(xí)角度將知識(shí)充分展現(xiàn)出來(lái)，由此致使教學(xué)和學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律不能形成基本協(xié)同性。在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中發(fā)揮思維視化作用，是堅(jiān)持將學(xué)生思維過(guò)程作為主體進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的，發(fā)揮圖形圖像作用推進(jìn)教學(xué)活動(dòng)，可有效推動(dòng)學(xué)生思維發(fā)展，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的載體作用，令學(xué)生對(duì)于知識(shí)的感知、組織與接受等能力逐漸增強(qiáng)，在思維導(dǎo)圖、模型圖與魚(yú)骨圖等協(xié)同作用基礎(chǔ)之上，逐漸增強(qiáng)對(duì)于應(yīng)用知識(shí)的整體理解。

總之，教師在數(shù)學(xué)教學(xué)中使用思維可視化技術(shù)首先可以幫助學(xué)生將知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)成知識(shí)體系，并且形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，讓學(xué)生加深學(xué)習(xí)印象。通過(guò)思維可視化，學(xué)生還可以將思維過(guò)程具體化，降低學(xué)習(xí)的難度，尋找知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，在尋找知識(shí)點(diǎn)規(guī)律的基礎(chǔ)上形成數(shù)學(xué)的思維概念;其次，就是通過(guò)思維可視化可以檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，完善學(xué)生和教師對(duì)學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)內(nèi)容。教師可以通過(guò)分析學(xué)生思維可視化的成果了解到學(xué)生目前知識(shí)體系中欠缺或者模糊的部分，有針對(duì)性的對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和教學(xué)，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

三、思維可視化在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

（一）整理與指導(dǎo)思路

教師在發(fā)揮思維導(dǎo)圖作用進(jìn)行課堂教學(xué)活動(dòng)之時(shí)，需首先明確課堂教學(xué)的目標(biāo)及內(nèi)容，在進(jìn)行課堂教學(xué)之時(shí)，發(fā)揮多種形式作用為學(xué)生傳達(dá)數(shù)學(xué)信息。正式進(jìn)入到課堂教學(xué)活動(dòng)之時(shí)，教師需充分發(fā)揮思維導(dǎo)圖效用，為學(xué)生介紹本節(jié)課需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容與目標(biāo)，將學(xué)生的思考意識(shí)逐漸激發(fā)出來(lái)。進(jìn)入到復(fù)習(xí)階段之后，發(fā)揮思維導(dǎo)圖教學(xué)方式的作用，促使學(xué)生回憶起過(guò)去階段所學(xué)習(xí)的知識(shí)，繼而形成一個(gè)較為系統(tǒng)與完善的知識(shí)體系和相關(guān)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)過(guò)程。日常教學(xué)中所涉及到的思維導(dǎo)圖一般都是樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，思維導(dǎo)圖需依照一個(gè)主體中心進(jìn)行，之后由此思考的中心向外發(fā)出多個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)所連接的雖然都是不同的內(nèi)容與思想，但連接起來(lái)又可成為一個(gè)相對(duì)中心的主題，繼而展現(xiàn)出一個(gè)相對(duì)立體放射性的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行思維導(dǎo)圖制作的過(guò)程中，也表現(xiàn)出了對(duì)于零散知識(shí)的客觀整理。初中生所要學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)數(shù)量較多，由此也極易導(dǎo)致出現(xiàn)嚴(yán)重的知識(shí)點(diǎn)遺忘與疏漏問(wèn)題，思維導(dǎo)圖的概括性特征相對(duì)顯著，由此也是促使其成為初中數(shù)學(xué)教學(xué)階段的關(guān)鍵性輔助工具之一。

（二）在教學(xué)課程設(shè)計(jì)時(shí)有針對(duì)性的選擇思維可視化技術(shù)

教師在教學(xué)的時(shí)候需要注意培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維，并且將培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維作為重要的教學(xué)目標(biāo)。如何在教學(xué)課程設(shè)計(jì)的時(shí)候注意培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維是教師需要思考的問(wèn)題，教師選擇的教學(xué)方式和教學(xué)手段是培養(yǎng)學(xué)生教學(xué)思維的重要途徑。比如教師在講解“二次函數(shù)的圖像和性質(zhì)”的時(shí)候，就可以采用思維可視化的方式進(jìn)行教學(xué)。對(duì)于學(xué)生來(lái)講二次函數(shù)還是比較深?yuàn)W的，即使提前預(yù)習(xí)，按照傳統(tǒng)的預(yù)習(xí)方式也很難取得效果，但是如果讓學(xué)生按照思維導(dǎo)圖的形式對(duì)二次函數(shù)涉及的知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，就可以很快理清知識(shí)的脈絡(luò)體系，方便學(xué)生理解二次函數(shù)的相關(guān)知識(shí)。

學(xué)生根據(jù)自己的理解生成思維導(dǎo)圖，教師在教學(xué)的時(shí)候?qū)W生就可以很快在的腦海中生成知識(shí)體系，學(xué)生在知識(shí)導(dǎo)圖中也可以及時(shí)發(fā)展二次函數(shù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，有針對(duì)性的進(jìn)行學(xué)習(xí)。同時(shí)知識(shí)導(dǎo)圖可以將新的知識(shí)和舊的知識(shí)進(jìn)行連接形成新的概念，完善學(xué)生初中數(shù)學(xué)知識(shí)體系。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)運(yùn)用知識(shí)導(dǎo)圖也可以學(xué)會(huì)舉一反三，將這項(xiàng)技巧運(yùn)用到更多的學(xué)科中，全面提升自身的能力。

（三）將多媒體技術(shù)和思維可視化技術(shù)結(jié)合，提高課堂教學(xué)效率

為了踐行教育體制改革的要求，初中數(shù)學(xué)教師需要充分利用先進(jìn)的教學(xué)模式提高教學(xué)的質(zhì)量和效果。比如利用多媒體技術(shù)和思維可視化技術(shù)等，帶給學(xué)生新的學(xué)習(xí)感受，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生數(shù)學(xué)課堂上的興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力，營(yíng)造更好的學(xué)習(xí)環(huán)境，達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)多媒體技術(shù)的使用可以優(yōu)化課堂環(huán)境，提高學(xué)生吸收知識(shí)的效率。因此初中數(shù)學(xué)教師在采用思維導(dǎo)圖的方式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)的時(shí)候，就可以結(jié)合多媒體手段，突出教學(xué)的重點(diǎn)，做到更好的師生交互，引導(dǎo)學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。教師在使用思維導(dǎo)圖引導(dǎo)學(xué)生的基礎(chǔ)上，也可以嘗試讓學(xué)生自行制作思維導(dǎo)圖，培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)數(shù)學(xué)思維的能力。學(xué)生在制作思維導(dǎo)圖的時(shí)候，可以及時(shí)復(fù)習(xí)學(xué)過(guò)的知識(shí)，并且做好新知識(shí)的預(yù)習(xí)工作，通過(guò)將新舊知識(shí)進(jìn)行對(duì)比，可以更新自己的知識(shí)體系。除此之外還可以發(fā)現(xiàn)自己比較薄弱的知識(shí)環(huán)節(jié)，加以鞏固，得到更好的學(xué)習(xí)效果。

（四）重視作圖演示，鍛煉學(xué)生形象思維

初中數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，包含有諸多的形象思維內(nèi)容，具體充分體現(xiàn)在了數(shù)學(xué)知識(shí)的表象角度。進(jìn)行此類知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)之時(shí)，可利用聯(lián)想、觀察、類比與聯(lián)想等方式開(kāi)展，通過(guò)形象思維材料的加工來(lái)逐漸獲得對(duì)應(yīng)的思維體驗(yàn)。在數(shù)學(xué)實(shí)踐活動(dòng)的調(diào)查研究分析中可知，學(xué)生在進(jìn)行數(shù)學(xué)表象知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)活動(dòng)之時(shí)，有著顯著表象知識(shí)內(nèi)容掌握較少、聯(lián)想能力不足與學(xué)習(xí)知識(shí)比較零散等方面的問(wèn)題，導(dǎo)致此學(xué)習(xí)問(wèn)題出現(xiàn)的主要因素在于學(xué)生的形象思維發(fā)展缺乏基本的完善健全性，學(xué)生也并未意識(shí)到教學(xué)中對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的直觀演示的效用，這也相對(duì)不利加深學(xué)生對(duì)知識(shí)內(nèi)容的理解，難以形成相對(duì)系統(tǒng)與完善化的數(shù)學(xué)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。利用形象思維可視化發(fā)展可促使語(yǔ)言表述的方式逐漸轉(zhuǎn)為形象的圖形展示方法，形象思維的直觀性與動(dòng)態(tài)性非常有助加深學(xué)生對(duì)理解掌握。舉例說(shuō)明，講授“二次函數(shù)”的相關(guān)知識(shí)之時(shí)，可發(fā)揮幾何畫(huà)板作用引導(dǎo)學(xué)生觀察對(duì)二次函數(shù)圖象的實(shí)際變化狀況，運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的方法，促使學(xué)生形象的間接性與生動(dòng)性得到充分保證，重視鍛煉學(xué)生的形象思維能力。

（五）實(shí)現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)的結(jié)合，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情

初中數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中，教師需重視學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。一般狀況下，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有著顯著的交互性、想象性、沉浸式特征，這些特征之間的有效融合可在某種程度上促使學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)得到充分強(qiáng)化，這對(duì)于有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣非常有益。舉例說(shuō)明，在初中數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，可進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的創(chuàng)建，令學(xué)生與教師逐漸在虛擬實(shí)驗(yàn)中將數(shù)學(xué)知識(shí)的作用充分發(fā)揮出來(lái)。在“二次函數(shù)圖像及其性質(zhì)》的教學(xué)過(guò)程中，教師可在虛擬實(shí)驗(yàn)室中向?qū)W生展現(xiàn)圖像制作過(guò)程，促使學(xué)生對(duì)圖像制作的實(shí)際過(guò)程進(jìn)行更加清晰的認(rèn)知。

（六）通過(guò)翻轉(zhuǎn)混合教學(xué)策略，增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)

翻轉(zhuǎn)課堂十分契合目前教學(xué)的改革模式，此種模式可在某種程度上提升學(xué)生的課堂參與度與主動(dòng)性，為學(xué)生展現(xiàn)相對(duì)高效與合理的初中數(shù)學(xué)教學(xué)課堂。翻轉(zhuǎn)課堂的基礎(chǔ)在于優(yōu)質(zhì)化的教育資源及完善的課堂管理。基于此，教師需對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行合理與精心的設(shè)計(jì)。其中，比較重點(diǎn)的核心是優(yōu)質(zhì)化的教學(xué)資源。教師需靈活依照教學(xué)設(shè)計(jì)、虛擬實(shí)驗(yàn)和思維導(dǎo)圖等，與教學(xué)的內(nèi)容充分結(jié)合起來(lái)。此種狀況十分有益節(jié)省教師教學(xué)資源制作的時(shí)間。

結(jié)論

思維可視化技術(shù)是新時(shí)代符合教育體制改革要求的新型教學(xué)模式，教師使用思維可視化教學(xué)模式進(jìn)行初中數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)，可以將復(fù)雜深?yuàn)W的數(shù)學(xué)知識(shí)具體化、形象化，方便學(xué)生更好的理解初中數(shù)學(xué)教學(xué)知識(shí)，輕松建立自己的知識(shí)體系。學(xué)生自己制作思維導(dǎo)圖等可視化圖示，可以鞏固學(xué)過(guò)的知識(shí)、預(yù)習(xí)新的知識(shí)內(nèi)容，更好的完善自身的知識(shí)體系，得到更好的學(xué)習(xí)效果。教師使用思維可視化教學(xué)的方式不僅可以降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，還可以降低自己的教學(xué)難度，升級(jí)優(yōu)化自身掌握的教學(xué)知識(shí)，保證教學(xué)方式的先進(jìn)性。通過(guò)學(xué)生制作的思維導(dǎo)圖，教師也可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況有針對(duì)性的進(jìn)行輔導(dǎo)，全面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)。通過(guò)思維可視化技術(shù)可以將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精簡(jiǎn)，幫助學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，構(gòu)建完整的數(shù)學(xué)知識(shí)體系，節(jié)省學(xué)生的精力和時(shí)間，充分發(fā)揮出思維可視化的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]高育香.思維可視化在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].新課程，2021（21）：128.