“思維可視化”在線上教學中的應用探索

陸挺

摘 要：把思維可視化應用到線上教學的各環(huán)節(jié)中，學生的認知和思維在可視化的視頻、圖片、量化評價、思維導圖中展開，讓線上教學能達到和課堂教學相仿的效果。思維可視化不僅對教學有幫助，還可以提高集體備課的效率。

關鍵詞：思維;可視化;線上教學;備課;微課

如何能最大程度地促進學生學習，這是每個老師無論在線上還是線下教學一直都在思考的問題。前階段由于疫情的原因，學生只能居家進行線上學習，這對教師提出了全新的挑戰(zhàn)，更需要充分利用好各種信息化技術來提高教學的效率，筆者嘗試了把思維可視化應用到線上集體備課、授課、作業(yè)、評講各個環(huán)節(jié)，在兩個月的實踐中起了很好的效果。

可視化，顧名思義就是“讓本來看不見，看不清的東西看得見、看得更清晰”[1]。思維可視化應用到線上教學中，首先需要把思維作為核心素養(yǎng)對待，再借助各種可視化的效果使各個環(huán)節(jié)清晰可見，用一系列策略建構學生的表層知識、深層知識和理解，讓學生、教師和教學內容通過各種技術手段緊密的聯(lián)系起來。

一、線上集體備課

線上集體備課需要創(chuàng)新溝通方式，每次新課前利用騰訊會議或QQ群進行集體備課，集思廣益，促進教學。

1.騰訊會議集體交流

精準把握學情是以學定教、有效教學的前提和基礎，在線教學也不例外，因此在進行線上教學時更需要提前利用各種方式（問卷星、QQ對話訪談等）來了解學生現(xiàn)有的認知能力和學習方式，然后對教材創(chuàng)新的處理進行初備。再利用騰訊會議對各自的初備交流，由每次的主備整理后進行10分鐘的共享屏幕（展示課件、學案等資料）線上說課。組員對主備的課件、學案消化整合后，再進行個性化處理。

2.思維導圖梳理知識二次備課

運用思維可視化進行教學，需要我們教師引導學生提出問題、分析問題與解決問題，這就對教師自身的知識結構提出了要求，即教師要有一個完善的知識結構，如此在面對諸多新問題的時候，才能有的放矢[2]。

利用思維導圖進行課程的二次備課，能促成教師形成整體的觀念和在頭腦中創(chuàng)造全景圖，進一步加強對所教內容的整體把握，使整個教學過程和流程設計更系統(tǒng)、更有效。

二、授課

居家學習條件有限，接收端僅限于手機或電腦，學生對各種軟件的掌握能力參差不齊，因此線上教學不可能動用復雜的軟件，比較實用的有騰訊會議同屏授課或手機直播。為了讓直播授課更流暢，需要提前制作可視化很強的圖片或微課視頻來用于預習，授課中也需要內容豐富的視頻來突破難點。

1.預習

建構主義學習理論認為，學習是以先前的知識經(jīng)驗為基礎的建構與生長，并且由于學習者的個體獨特性，他們是基于自己與外部世界相互作用的獨特經(jīng)驗來建構知識的。由于線上教育缺乏多種形式的交流，所以預習顯得尤為重要。學生在家缺少必要的監(jiān)督，靠什么能抓住學生的興趣來做好預習工作呢？如果只是安排學生對課本知識進行預習，勢必會造成多數(shù)學生走馬觀花，盲目應付。課前的預習工作要建立在學生已有的知識基礎上，適當加以引導，同時還要通俗易懂又兼具趣味性，能吸引學生獨立進行初步的自主探究。以《密度》這節(jié)課的預習為例，學生在小學階段已經(jīng)掌握了體積的知識，但對體積的一些單位只是停留在知道的階段，在預習內容中加入幾種常規(guī)物體與1cm3、1dm3物體進行比較，讓學生對空間體積大小有直觀的感受。在大腦中能形象的形成1cm3、1dm3的空間大小后，便會有意無意的對身邊物體的大小進行估算，強化了對體積的概念的認知，為學習密度知識作鋪墊。

在預習后鼓勵學生提出問題，帶著問題聽課。另外對一些學習不主動的學生需要設計特別的激勵方式，吸引他們積極參與在線學習。

2.微課制作

線上教學要在規(guī)定的時間內完成教學任務，如果課上用詞拖拉，將嚴重影響課堂效率，但現(xiàn)場生成總難免有紕漏，這就需要對一些難點知識提前錄好微課，反復斟酌修改，挑選最佳作品呈現(xiàn)給學生。

在微課中想用講解的方式來讓學生掌握概念是不可能的，學生的概念是建立在老師依據(jù)自己的學術修養(yǎng)，設計的一套活動，在活動中學生仰仗“觀察”、“測量”、“操作”才會漸漸獲得自己的感悟，整個過程中學生是知識的主動建構者，而不是外界刺激的被動接受者。例如“密度”這節(jié)課概念生成的微課環(huán)節(jié)，筆者首先安排了一個引入概念的視頻（比較體積相同不同物質組成物體的質量）。引導學生思考：相同的體積，為什么質量不同？伴隨著學生回憶質量的定義和聯(lián)想生活經(jīng)驗，漸漸感悟到這兩塊物體雖然占空間體積相同，但里面包含的物質多少不一樣，包含物質多的，肯定物質分布密集。

緊接著再播放體積和質量都不同的物體，體積大的質量也大，體積小的質量也小，通過講述引導讓學生進行知識遷移，聯(lián)系速度定義的過程，學生能想到利用比值法進行比較。這樣把質量與體積比值的方法，相當于把物體切割成體積相同后比較質量大小，學生恍然大悟，再引入密度的概念就顯得順暢很多了。

形象生動、富有思維的實驗，引導學生去思考，可視化很強的視頻內容幫助學生理解難點知識，利用手機聚焦到局部畫面，清晰可見，配以思維導圖引導學生在學習過程中知識遷移主動建構，學習成為不斷生成知識的過程，從已知知識向未知知識探究的過程，學習變得輕松又有趣。

3.錄屏

在微課的制作過程中，由于個人的條件畢竟有限，可直接借鑒或引用一些網(wǎng)絡上的資源。網(wǎng)絡中有許多優(yōu)秀的資源，有更強大團體的專業(yè)制作，例如：“吃掉物理”“樂樂課堂”等，教師在備課階段可先在網(wǎng)上收集微課，挑選出最精彩的內容。這些微課并不是直接發(fā)鏈接給學生，因為有的微課內容很多，或者只有部分是精彩的，為了使學生學的更高效，可先用錄屏軟件（迅捷屏幕錄像、EV錄屏等）錄制，再用win10自帶的視頻編輯器進行編輯，一般可轉成720P格式，視頻質量幾乎不變，但容量大小可減小70%，方便直接分享到學生群里，學生可直接點擊流暢的觀看。

4.仿真實驗

仿真實驗，有些教師可能不屑一顧，這是受到早期一些劣質仿真實驗軟件影響產(chǎn)生的思維定勢。隨著軟件技術的發(fā)展，當前許多仿真實驗軟件已經(jīng)做的非常逼真。由于居家學習，家庭中不可能都具備各種真實的實驗器材，這時仿真實驗可以用來作為一種補充，例如“NB物理實驗”有高真實度的實驗器材，模擬與實際操作高貼合度的實驗場景，給學生以身臨其境之感。通過虛擬實驗平臺，學生可以預習和復習實驗原理，實驗的器材、實驗的步驟，實驗的注意事項。

三、線上作業(yè)

學生學習完知識后需要配套練習鞏固加深對知識的理解，線上作業(yè)提交的方式有多種，其中既便捷又方便處理的有QQ作業(yè)功能和問卷星作業(yè)提交。

1.QQ作業(yè)

QQ作業(yè)是針對線上教學，騰訊公司新開發(fā)出來的功能，因此在初期要對這個功能流程進行簡單培訓，使后續(xù)批改更快捷。QQ作業(yè)的好處是既可以模擬紙質作業(yè)中的批改過程，對學生的錯誤進行標注或提示，還可以進行語言錄制評語，讓學生收到多種不同方式的反饋，更容易開展訂正。

2.問卷星作業(yè)

由于QQ作業(yè)的批改標注需要在屏幕上完成，會耗費大量時間，需要一種能快速進行反饋的方式，問卷星正好彌補了這個缺點。利用問卷星里的考試功能，教師在編制答案的同時還可以配以文字的說明，把整個題目的解題思路或分析過程預先設置好，當學生答題后立即可以點開進行自學。而且問卷星的后臺功能也很強大，有多種可視化的分析表，學生完成作業(yè)后，后臺會自動統(tǒng)計出每題的正確率的分析，方便教師進行有針對性的輔導。

問卷星在使用過程中同樣也有缺點，它的主要功能畢竟不是用來考試，因此對于理科的考試，問卷星還是有點力不從心的，例如一些上標下標默認情況下是沒有的，必須以圖片形式上傳，另外一些科學探究題，答案不唯一，利用問卷星不能進行測試，還有計算題的批閱等問題，這些正好是QQ作業(yè)能彌補的。因此QQ作業(yè)與問卷星相輔相成，能基本解決線上作業(yè)后續(xù)的批改和反饋。

四、在線習題課與量化評價

1.騰訊會議同屏講解習題

利用騰訊會議來進行遠程輔導效率很高，多個班級可以同時進行，輔導時既可以用攝像頭對著白紙，白紙充當黑板功能，也可以共享屏幕在屏幕上同步解答問題。例如“從粒子到宇宙”這一章的復習課，預先利用“西沃白板”制作整章的思維導圖課件，每個重點知識插入視頻或圖片，在同屏講解時隨時可以點出，真正做到哪里不會點哪里。復習的過程中利用思維導圖逐級呈現(xiàn)內容，也可用畫筆實時進行互動指導。

2.量化評價

作業(yè)是教學過程中的一個重要環(huán)節(jié)，教師通過作業(yè)檢查教學效果，調控教學活動;學生通過作業(yè)吸收和鞏固所學知識，掌握概念方法，形成良好技能 [3]。因此對學生作業(yè)評價不能只停留在對錯階段，需要對作業(yè)中各個部分進行量化評價（如下表）。評價結果反饋給學生后，讓他們能及時調整學習方法，反思學習過程中出現(xiàn)的問題，了解自己的思維過程和思維方法是否正確。評價后再引導學生對評價的數(shù)據(jù)累計，繪制統(tǒng)計圖，鼓勵總結進步階段的經(jīng)驗，促進自我的發(fā)展。

結語

利用可視化工具推動線上教學，學生能夠主動參與到整個學習過程，積極地發(fā)揮自我的能力和作用，將知識構建系統(tǒng)化、整體化，并且能夠靈活地處理所有信息，更加深了對所學知識的理解并能應用，學生從中體會到學習是有用的，學習會變得更有意義。

思維導圖將以前的知識和學生當下學習的知識之間聯(lián)系起來，發(fā)現(xiàn)它們之間的關聯(lián)，從而讓學生在學習過程中，主動建構新的知識體系，讓學生逐漸能掌握解決現(xiàn)實問題的科學思維方法。

參考文獻：

[1] 趙國慶.思維可視化[M].北京：北京師范大學出版社，2016：4-5.

[2] 熊銘.思維導圖在教學中的應用[M].北京：世界知識出版社，2016：21.

[3] 華奕.初中物理作業(yè)過程性評價的初步研究[D].蘇州：蘇州大學，2015：2.