基于思維可視化的小學數(shù)學核心素養(yǎng)培育研究

■福建省廈門市海滄區(qū)第二實驗小學 蘇承超

在小學數(shù)學教學過程中，教師應思考如何提高學生學習數(shù)學的積極性，并提高學生的數(shù)學邏輯思維，發(fā)展小學數(shù)學核心素養(yǎng)。為了有效促進學生的數(shù)學思維分析能力發(fā)展、數(shù)學核心素養(yǎng)的培育，教師可以引導學生重點關注每節(jié)數(shù)學的知識內容，并啟發(fā)其有機聯(lián)系起數(shù)學各環(huán)節(jié)知識的內在邏輯關系，借助多樣的教學手段和練習內容有序推動并深化學生數(shù)學思維，提高其數(shù)學學習的效率，從而進一步構建富有生命力的數(shù)學課堂。

一、基于思維可視化對小學數(shù)學核心素養(yǎng)培育的重要性

（一）小學數(shù)學教學課堂思維可視化的定義

根據(jù)小學數(shù)學新課標的要求，教師要將發(fā)展學生數(shù)學綜合素養(yǎng)作為重要的教學目標，引導學生在學習過程中獲得分析數(shù)學問題和解決生活問題的一些基本方法，并且在此過程中體驗應用數(shù)學原理、解決數(shù)學問題方法的過程，進一步啟發(fā)思維，發(fā)展個人的數(shù)學創(chuàng)新意識。思維可視化是指教師運用各種技術手段和圖示方法將難以直觀表現(xiàn)的思維方法和思維路徑呈現(xiàn)出來的過程，推動學生的思維可視化發(fā)展能幫助學生發(fā)散個人數(shù)學思維，其可以清晰地分析個人對某一數(shù)學現(xiàn)象的理解過程，從而理順事物之間復雜的關系，由此能更形象、直觀地領會問題下隱藏的數(shù)量關系。由于數(shù)學教學要涉及多種教學思路，學生的算法也趨于多樣化，教師要著重關注學生用多種方法計算的啟發(fā)，通過多樣化的練習使學生形成系統(tǒng)化的數(shù)學知識框架，推動學生思維可視化和核心素養(yǎng)培養(yǎng)。因此，教師要借助思維可視化的教學策略積極開拓學生的數(shù)學思路，培養(yǎng)學生的數(shù)學空間思維，進而推動學生的小學數(shù)學核心素養(yǎng)培育。

（二）小學數(shù)學教學課堂思維可視化的意義

在學習數(shù)學知識的過程中，學生通過將抽象的數(shù)學原理運用直觀化和具體化的數(shù)學問題解決中，激活了個人的思維火花，使數(shù)學思維更活躍。所以教師要幫助學生分析數(shù)學問題中蘊涵的邏輯關系，引導學生活躍數(shù)學思維，提高數(shù)學學習效率。其中，思維可視化的應用對小學數(shù)學教學具有重要的意義。首先，思維可視化有利于學生深層次解讀數(shù)學原理知識。如果學生要形成對數(shù)學知識的整體理解，教師就要主動引導學生體驗數(shù)學概念掌握、數(shù)學原理分析、數(shù)學問題解決等思考環(huán)節(jié)，并在掌握、分析、解決的過程中，培養(yǎng)良好的批判思維和創(chuàng)新思維，真正實現(xiàn)數(shù)學學習的育人價值。同時，思維可視化能引導學生關注事物的本質和事物間規(guī)律性的聯(lián)系，推動學生在分析的過程中養(yǎng)成數(shù)學邏輯思維意識，幫助學生建立一定的信息框架，從而使數(shù)學知識條理化和結構化，進一步提高數(shù)學的學習效率。其次，思維可視化的構建有利于培養(yǎng)學生的數(shù)學學習興趣，幫助學生形成深刻、直觀的數(shù)學學習印象。在此過程中，學生也能提高數(shù)學學習的興趣，促進個人對數(shù)學問題的理解和分析。除此之外，學生在思維可視化的過程中，能培養(yǎng)個人的高級數(shù)學思維能力和整體核心素養(yǎng)。根據(jù)綜合數(shù)學素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，教師要幫助學生多層次、多維度深層解讀數(shù)學知識本質內涵，由此推動學生數(shù)學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

二、基于思維可視化對小學數(shù)學核心素養(yǎng)培育存在的問題

在傳統(tǒng)的小學數(shù)學教學模式中，學生對知識理解和數(shù)學問題解決的思考過程往往是以不可視的狀態(tài)進行呈現(xiàn)，教師和學生無法立馬觀測到個人的數(shù)學邏輯思考過程，因此教師和學生大多都更關注數(shù)學問題解決的答案，而忽略了數(shù)學答案的推導過程。由于學生的數(shù)學思維發(fā)展并不來自對每一數(shù)學問題答案的累積，而是個人在生成答案過程中的思維方法和邏輯推理。如果學生一味關注一道數(shù)學問題的答案而忽略了推導的過程，那么其個人的理性數(shù)學思維也難以得到增長，相反容易在追求數(shù)學答案的過程中，迷失了個人學習數(shù)學的初心，也難以培育良好的小學數(shù)學核心素養(yǎng)。在小學數(shù)學學習過程中，學生要將抽象的數(shù)學問題變得更具象、直觀，從而增強個人對數(shù)學問題的分析和領會能力。教師也要帶領學生在思維可視化過程中理解和分析數(shù)學問題中的數(shù)量關系，從而找尋數(shù)學核心素養(yǎng)培育的突破口。但是由于學生年齡較小，其良好的思維模式還未形成，仍處在用具體形象思維進行解題的時期，也缺乏一定的數(shù)學思考意識。加上教師在開展小學數(shù)學教學活動時，過于關注學生正確答案的得出，而缺乏了引導學生分析的過程。而且，部分教師在小學教學過程中，沒有以學生為主體，也沒有思考如何引導學生結合圖畫進行解題。比如，部分教師為了能達成教學目標，采用簡便的教學方法，將問題結果直接呈現(xiàn)在學生面前，而忽略了學生在思考過程中問題分析能力的提高。由此，學生在學習中傾向于被動地接受正確答案，而沒有真正進行創(chuàng)造性地思考，邏輯推理能力也難以得到提升。

三、基于思維可視化對小學數(shù)學核心素養(yǎng)培育的教學策略

（一）細化目標，明晰數(shù)學具體概念內涵

在傳統(tǒng)的小學數(shù)學教學課堂之中，學生對數(shù)學知識的理解分析仍舊存在一定的障礙，部分教師也容易忽略思維可視化的教學作用。為了幫助學生明晰數(shù)學基本概念，教師可具體分析學生學習情況，通過細化學習目標，先激活學生數(shù)學學習的背景知識，進而引導學生率先將個人已知的數(shù)學學習經(jīng)驗作為鋪墊進行學習。如此一來，學生能直觀感受到思維可視化的存在，從而加強個人數(shù)學原理的分析意識，提高在數(shù)學課堂中的學習效率。

比如，在五年級上冊第三單元“小數(shù)除法”的教學過程中，學生要充分掌握小數(shù)乘法的數(shù)學概念，以有效理解小數(shù)除法的相關知識，進而有效地融合兩者的數(shù)學知識，解決數(shù)學問題，提高個人的數(shù)學計算能力。首先，教師可先出示兩個超市進購的糖果數(shù)量和總價，讓學生聯(lián)系個人生活實際經(jīng)驗和之前大小比較的知識，比較哪個商店的糖果更便宜。此時，學生先是運用了小數(shù)乘法的已學知識，比較了在B商店買了和在A商店同樣數(shù)量的糖果總價，從而進行了猜想。學生要自己提出數(shù)學問題，列出算式并進行計算。與此同時，教師在組織學生開展數(shù)學學習過程中，應避免學生產(chǎn)生數(shù)學學習的陌生感，而降低在課堂學習中的學習效率。比如，教師可讓學生先數(shù)數(shù)看圖片中共有幾罐糖果以及糖果的總價格，并且詢問學生：“如果要計算十罐糖果的價格，應如何計算？”學生回答：“根據(jù)乘法的法則，只要將十罐糖果的數(shù)量單價乘以數(shù)量，糖果的總價格便隨之得出?！睘榱艘龑W生掌握本節(jié)課的除法概念，教師可以細化目標，提示學生：“那么我們是否將糖果的總價平均分配到每一罐糖果身上，便能得出糖果的單價了？”學生在這一過程中回憶起了之前數(shù)學乘法的計算方式，并且理解數(shù)學除法的數(shù)學概念。學生在目標的逐步完成過程中，不僅將乘法和除法的概念結合，還理解了相關數(shù)學運算方式，激活了個人的數(shù)學思維。

（二）概念圖示，挖掘問題深層次的內在規(guī)律

思維可視化能幫助教師有效地向學生呈現(xiàn)數(shù)學教學內容，因此教師要立足數(shù)學內容的層次結構，幫助學生在概念圖示的輔助下解讀數(shù)學問題相關信息，進而發(fā)展數(shù)學分析能力。此外，教師要根據(jù)教學內容設計直觀、形象的概念圖，引導學生基于數(shù)學分析的內容，深度解讀數(shù)學原理背后的深層規(guī)律。此外，學生也能在概念圖示的幫助下，有效發(fā)展個人的自主構建能力，提高數(shù)學課堂的學習效率。

比如，在五年級上冊第五單元“簡易方程”的教學過程中，教師可以利用簡單生動的圖示引導學生理解簡易方程的數(shù)學概念，有效區(qū)分等式和方程之間的差別。為了培養(yǎng)學生抽象概括的數(shù)學分析能力和自主學習的發(fā)展能力，教師可先引導學生思考以下問題：“現(xiàn)在有一個天平，如果我們在天平的一邊放上三個球，另一邊放上了九個球，此時天平會發(fā)生怎樣的變化？”這時，學生根據(jù)個人的生活經(jīng)驗回答了教師：“天平將會向放有九個球的那一端傾斜?！蹦敲唇處熆稍僮穯枌W生：“如果我在放有三個球的一邊再放上六個球，此時天平會不會發(fā)生傾斜？”教師在引導學生對有關數(shù)量關系的思考后，可讓學生用數(shù)學式子表示物體之間的數(shù)量關系，有的學生運用“3+6=9”這一式子表達了天平兩側的數(shù)量關系。接下來，教師可再將六個球換成x個球，并告知學生：“此時天平又達到了一定的平衡，那么如何表示現(xiàn)在的數(shù)量關系？”學生在教師明顯的圖示分析下，能夠自然而然地寫出“3+x=9”這一數(shù)學方程。當學生能基本厘清等式和方程的數(shù)學概念后，教師可利用集合圖的方式，引導學生區(qū)別開等式和方程的關系，幫助學生理解“所有的方程都是等式，但等式不一定是方程”這句話的含義。此時，將概念圖示合理運用在小學數(shù)學教學中能誘發(fā)學生學習思考，教師也能剖析教學重點、難點，推動學生構建立體的數(shù)學思維。

（三）直觀演示，發(fā)展學生良好數(shù)學感知

雖然部分教師已經(jīng)意識到思維可視化對小學數(shù)學教學起到的助推作用，但其教學思維只局限在單一思維可視化形式的構建過程中，這極不利于學生數(shù)學創(chuàng)新能力的發(fā)展。因此，教師要豐富思維可視化的形式，引導學生根據(jù)教材內容利用多媒體技術進行直觀演示，促進學生的想象力發(fā)展。同時，學生也能優(yōu)化個人對數(shù)學知識的理解和分析，能在分析運用中感受到數(shù)學學習的快樂。

比如，在二年級下冊第八單元“克和千克”的教學過程中，教師就可以引入生動形象的直觀演示激發(fā)學生豐富的想象力，從而發(fā)展良好的數(shù)學感知能力和思維能力?？衫枚嗝襟w技術出示超市購物的場景，并讓學生想一想超市中的食品袋上都有什么，學生說有保質期、配料表、產(chǎn)品名稱和重量等。再讓學生再仔細回憶怎樣表示食品的重量，學生說可以用食品的個數(shù)進行表示。此時，教師在課件上展示一副超市購物架上的圖片，學生對超市購物的情景非常熟悉，教師讓學生說出自己觀看圖片后了解到的信息。有的學生立馬注意到了g和kg這兩個符號：“一盒餅干重100g，一桶花生油重5kg，六個蘋果重1kg。”教師提問：“那么大家知道1kg有多重嗎？1kg與g的關系是怎樣的？”教師拿出一個五角的硬幣，把硬幣放在電子秤上，電子秤顯示的質量是1g。教師把五角硬幣分發(fā)到每個小組中，讓小組中的學生輪流用手掂量一下五角的重量。教師讓學生想一想生活中還有哪些物品的質量大約是1g，學生說一粒紐扣，一塊橡皮。學生結合教師的多媒體展示和實際實物感受，深化了對這節(jié)課重要的學習印象，其數(shù)學思維也在不同的比較和轉化過程中得到了拓展。而為了進一步引導學生將這種思維應用到生活學習中，教師可讓學生在課后查一查生活中常見的物品的質量，嘗試用g與kg換算單位表示物品的質量。

（四）小組合作，探索多樣數(shù)學解題策略

為了幫助學生有效綜合其數(shù)學形象思維和抽象邏輯思維，教師可利用小組合作這一教學策略，讓學生在討論中將個人的構想思維可視化，從而及時回顧所學知識，進而使數(shù)學的學習思路更清晰和具有邏輯。小組合作能引導學生不再被動地接受知識，使學生能在與他人的合作中啟發(fā)個人的數(shù)學思維，提高實踐應用水平。學生在探索合作的過程中，也能進行查漏補缺，提高個人解讀數(shù)學問題的分析能力。

比如，在五年級上冊第六單元“多邊形的面積”的教學過程中，學生要進一步認識多邊形圖形面積的含義，靈活應用有關面積的數(shù)學知識，進而解決生活中的實際問題。在導入環(huán)節(jié)，教師可幫助學生回憶三角形的面積計算公式為“底乘以高除以2”，讓其能率先激發(fā)面積公式的數(shù)學知識。為了提高學生的思維能力，教師要給予學生足夠的思考空間，要求學生以小組為單位進行操作和思考。比如，教師可讓學生以小組為單位進行實踐操作活動，為學生每一小組提供不同的多邊形，要求其能在規(guī)定時間內思考出不同的計算多邊形面積的方式。有的小組在討論過程中注意到了多邊形的形狀特殊性，利用切割法將多邊形分成了一個正方形和一個三角形，利用這兩者的面積計算公式得出了最終的計算結果。還有的小組親手制作了一個三角形，將剩下的多邊形組成了一個較為規(guī)律的長方形，由此將整體長方形的面積減去所增添的三角形面積，得出了最后多邊形的面積。如此一來，教師便可引導學生將這兩種方法進行總結和歸納，得出多邊形面積的計算方式。學生在這一個操作過程中，不僅活化了個人的數(shù)學思維，也能利用小組合作進一步深化個人的數(shù)學學習印象。

四、結語

根據(jù)數(shù)學新課標的要求，教師要基于思維可視化進行小學數(shù)學核心素養(yǎng)的培育，提高數(shù)學教學課堂的效率。教師可以通過使用不同的教學手段，推動數(shù)學教學課堂中學生的學習進程，從而激發(fā)學生學習熱情。學生也能在思維可視化的過程中，激活個人對關鍵信息的處理能力，發(fā)展良好的數(shù)學分析能力，提高數(shù)學邏輯思維水平。由此一來，教師能實現(xiàn)課堂教學的深度變革，明晰新教學背景下的新航向，全面推進學生數(shù)學核心素養(yǎng)培育與數(shù)學教育教學深度融合。