思維可視化與信息技術(shù)教學(xué)的巧妙融合

【摘要】運(yùn)用思維可視化工具促進(jìn)高中信息技術(shù)教育改革與發(fā)展，已經(jīng)成為當(dāng)前教育改革的主要趨勢和基本共識。思維可視化工具與信息技術(shù)教學(xué)的巧妙融合，可以優(yōu)化教學(xué)過程，激發(fā)學(xué)生的理論知識學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其優(yōu)秀的實(shí)踐技能，從而達(dá)到提高教學(xué)效果的目的。為推動教學(xué)改革發(fā)展，教師應(yīng)致力于探索思維可視化工具與信息技術(shù)教學(xué)的融合策略，促進(jìn)學(xué)生思維品質(zhì)的發(fā)展和綜合學(xué)習(xí)能力的提升。

【關(guān)鍵詞】可視化；信息技術(shù)；教學(xué)策略

作者簡介：張金俊（1984—），男，江蘇省南京市金陵中學(xué)。

在信息社會中，學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活方式逐步發(fā)生變化，其思維的跳躍性、離散性與行為的非線性特征，都表現(xiàn)出與“數(shù)字時代移民”不同的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的信息技術(shù)教學(xué)方式和教學(xué)思路已經(jīng)不再適合當(dāng)代學(xué)生。順勢而生的思維可視化工具與信息技術(shù)融合教學(xué)，不僅能夠保障學(xué)生高效獲取知識，而且可以促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展。在高中信息技術(shù)教學(xué)中運(yùn)用以思維導(dǎo)圖、流程圖、概念圖等為代表的思維可視化工具，有助于進(jìn)一步提高教學(xué)效果，改善教學(xué)質(zhì)量。

一、思維可視化工具分析

（一）基本概念

思維可視化是運(yùn)用圖示技術(shù)將原本不可視的思維呈現(xiàn)出來，使之清晰可見的過程?？梢暬季S具有便于理解和記憶的特點(diǎn)，能夠有效提高信息加工以及傳遞的效能。思維可視化工具主要包括兩類：第一類是思維導(dǎo)圖、流程圖等能夠直觀反映思維的圖示；第二類是能夠生成圖示的軟件，如FreeMind、Xmind、Linux等。思維可視化工具側(cè)重于提供知識表征背后的思維規(guī)律、方法、路徑，使人能夠在可視化的過程中，梳理具體的思考方法以及路徑，將人腦對客觀現(xiàn)實(shí)間接和概括的反映呈現(xiàn)出來，揭示事物的本質(zhì)和事物間規(guī)律性的聯(lián)系［1］。

（二）作用機(jī)理

思維可視化工具與策略工具在促進(jìn)學(xué)習(xí)方面具有相同的機(jī)理，因?yàn)樗季S可視化工具能夠通過較低層次的認(rèn)知活動，實(shí)現(xiàn)對認(rèn)知負(fù)荷的分擔(dān)，讓學(xué)生能夠?qū)⒄J(rèn)知資源留給更高層次的思維活動。思維策略工具則是直接提供策略引導(dǎo)，讓學(xué)生將注意力集中到知識學(xué)習(xí)上。通過分析認(rèn)知負(fù)荷來源理論可以了解到，認(rèn)知負(fù)荷由學(xué)習(xí)材料本身的復(fù)雜程度和學(xué)生的學(xué)習(xí)水平所決定。因此，在教學(xué)中根據(jù)既定的教學(xué)目標(biāo)，運(yùn)用思維可視化工具呈現(xiàn)不同的學(xué)習(xí)材料，對學(xué)生所造成的認(rèn)知負(fù)荷較小，教師可以鼓勵學(xué)生將剩余的認(rèn)知資源投入深層次認(rèn)知加工中，不斷提高學(xué)習(xí)效率。

（三）應(yīng)用原則

為提升思維可視化工具的實(shí)際應(yīng)用效果，教師應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持學(xué)生主體原則、問題導(dǎo)向原則，結(jié)合思維策略原則，尊重既有認(rèn)知原則，不斷在學(xué)生思維的最近發(fā)展區(qū)尋找著力點(diǎn)并進(jìn)行干預(yù)，謹(jǐn)守思維可視化工具的建構(gòu)主義屬性，幫助學(xué)生完成平常難以完成的認(rèn)知建構(gòu)過程［2］。

建構(gòu)主義認(rèn)識論強(qiáng)調(diào)，認(rèn)知工具并非專注于呈現(xiàn)客觀知識，而以促進(jìn)學(xué)生主動創(chuàng)造、建構(gòu)，從而反映其對知識的理解為主。教師應(yīng)當(dāng)認(rèn)真分析，把握學(xué)生的身心素質(zhì)發(fā)展規(guī)律與學(xué)習(xí)特點(diǎn)，提出具有導(dǎo)向性的問題，結(jié)合思維策略工具，為學(xué)生展現(xiàn)不同的思考視角，讓學(xué)生運(yùn)用思維可視化工具對比和分析各類數(shù)據(jù)，使之能夠?qū)⑺槠R轉(zhuǎn)化為連貫性想法，化解自身的認(rèn)知沖突。

二、思維可視化工具與信息技術(shù)教學(xué)融合的優(yōu)勢

（一）推理論證過程直觀化

思維可視化工具與信息技術(shù)教學(xué)的融合，可以使推理論證過程直觀化，讓學(xué)習(xí)更加有效，教學(xué)更具針對性［3］。思維可視化工具能夠提高學(xué)生對知識學(xué)習(xí)目標(biāo)的認(rèn)識，教師利用思維導(dǎo)圖引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和思考，可以直觀呈現(xiàn)推理論證過程，降低學(xué)習(xí)難度，讓學(xué)生利用思維可視化工具做出更明智的學(xué)習(xí)決定。

（二）習(xí)題解答規(guī)律清晰化

多樣的思維可視化工具可以幫助學(xué)生通過不同的可視化方式，梳理對事物的想法和理解，進(jìn)而使學(xué)生能夠在習(xí)題解答過程中運(yùn)用學(xué)科專用和非學(xué)科專用的工具，呈現(xiàn)清晰的習(xí)題解答規(guī)律，為思維打開新的窗口。

（三）課堂即時教學(xué)數(shù)字化

思維可視化工具可以讓學(xué)生預(yù)先了解教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)習(xí)活動能夠適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求［4］。教師可在教學(xué)中為學(xué)生布置不同的學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生串聯(lián)在預(yù)習(xí)階段所形成的認(rèn)知，使用數(shù)字化工具討論和解決問題，從而構(gòu)建數(shù)字化教學(xué)課堂，大幅度提高教學(xué)質(zhì)量與效率。

（四）實(shí)踐教學(xué)活動多元化

傳統(tǒng)的信息技術(shù)教學(xué)實(shí)踐是一種單向交流活動，而思維可視化與信息技術(shù)融合教學(xué)，則可以為學(xué)生提供多元化實(shí)踐機(jī)會，創(chuàng)造更多課堂內(nèi)外的交流對話契機(jī)，幫助學(xué)生假設(shè)、分析、判斷，由此營造良好的實(shí)踐教學(xué)氛圍，讓學(xué)生在多元化實(shí)踐教學(xué)過程中，獲得良好的情感體驗(yàn)。

三、思維可視化與信息技術(shù)教學(xué)融合的策略

（一）妙用思維導(dǎo)圖，聚焦學(xué)生深度學(xué)習(xí)

思維導(dǎo)圖是最常見的可視化工具，教師以學(xué)生容易接受的思維導(dǎo)圖講解抽象知識，可以激發(fā)學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)習(xí)興趣，推動學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，使之形成高階思維，掌握運(yùn)用思維導(dǎo)圖的方法［5］。教師應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持學(xué)生主體地位原則，呈現(xiàn)更具結(jié)構(gòu)性的知識內(nèi)容，讓學(xué)生能夠?qū)φ账季S導(dǎo)圖，輕松理解抽象理論，自主構(gòu)建知識體系。

例如，在教學(xué)蘇教版高中信息技術(shù)“信息及其特征”這部分內(nèi)容時，首先，教師可運(yùn)用講授法引出學(xué)生在生活中常見的事物，如上下課鈴聲、奧運(yùn)會賽況數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)新聞稿等，使學(xué)生了解信息無處不在，傳播方式多種多樣的特點(diǎn)。接著，教師可采用討論法指導(dǎo)學(xué)生圍繞“信息傳遞”展開討論，利用思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)信息載體的依附性、價值性、時效性、共享性、真?zhèn)涡蕴攸c(diǎn)，聚焦學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，使其通過討論對信息產(chǎn)生深刻認(rèn)識，能夠根據(jù)信息特征列舉實(shí)例，感受信息的豐富多彩。最后，教師可以利用思維導(dǎo)圖串聯(lián)課上所講的理論知識，聯(lián)系實(shí)際生活中的各類信息，讓學(xué)生聚焦思維導(dǎo)圖中的核心詞匯—信息，歸納出新知識，培養(yǎng)其分析問題、解決問題的能力，使之能夠發(fā)展高階思維，形成積極求學(xué)的良好態(tài)度。

（二）以問題為導(dǎo)向，合理引發(fā)認(rèn)知沖突

“學(xué)而不思則罔，思而不學(xué)則殆。”在思維可視化與信息技術(shù)融合教學(xué)的過程中，堅(jiān)持以問題為導(dǎo)向，創(chuàng)造性地提出焦點(diǎn)問題，可以驅(qū)動學(xué)生思考，合理引發(fā)其認(rèn)知沖突，營造濃郁的求知氛圍，調(diào)動學(xué)生的探究熱情［6］。教師應(yīng)當(dāng)立足于信息技術(shù)知識之間的關(guān)聯(lián)性，圍繞焦點(diǎn)問題呈現(xiàn)概念圖，讓學(xué)生能夠通過比較和分析，化解自身的認(rèn)知沖突，形成良好的問題意識。

例如，在教學(xué)蘇教版高中信息技術(shù)“因特網(wǎng)信息的查找”這部分內(nèi)容時，首先，教師要細(xì)致分析學(xué)情，結(jié)合學(xué)生的原有認(rèn)知基礎(chǔ)，提出有關(guān)因特網(wǎng)搜索的問題，使學(xué)生形成理性認(rèn)識，并產(chǎn)生學(xué)習(xí)知識和參與實(shí)踐的興趣。同時，教師應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持任務(wù)驅(qū)動原則，提出焦點(diǎn)問題“查找紙質(zhì)資料比因特網(wǎng)搜索效率更高嗎？”合理引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突；布置“查找瀏覽器”和“搜索引擎分類”兩項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生自行尋找問題答案，化解認(rèn)知沖突。

接著，教師可為學(xué)生呈現(xiàn)概念圖，發(fā)揮思維可視化工具的優(yōu)勢，介紹百度、搜狐、谷歌、網(wǎng)易、雅虎等具有代表性的搜索引擎，讓學(xué)生對照概念圖簡單了解搜索引擎的產(chǎn)生和發(fā)展歷史，并掌握運(yùn)用關(guān)鍵字詞查詢所需信息的技能。

最后，教師可以提出問題“如何使用搜索引擎準(zhǔn)確、快速地找到有關(guān)信息？”，鼓勵學(xué)生以小組合作的方式解決問題，利用概念圖總結(jié)搜索引擎的使用技巧，使學(xué)生能夠高效開展小組合作探究，能夠根據(jù)搜索要求提煉核心詞匯，提高查找信息的效率，不斷提高網(wǎng)絡(luò)信息搜索水平。

（三）鼓勵學(xué)生繪圖，培養(yǎng)良好思維習(xí)慣

除指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用思維可視化工具學(xué)習(xí)外，教師還可以鼓勵學(xué)生繪圖，讓學(xué)生將更多認(rèn)知資源應(yīng)用到高階思維加工活動中，提高思維加工質(zhì)量，培養(yǎng)其良好的思維習(xí)慣［7］。教師需要運(yùn)用思維策略工具，為學(xué)生的思維加工過程提供元認(rèn)知引導(dǎo)，即讓學(xué)生在思考的過程中繪制流程圖，在建立知識的因果關(guān)系的過程中，形成良好的思維習(xí)慣。

例如，在教學(xué)蘇教版高中信息技術(shù)“文件的下載”這部分內(nèi)容時，首先，教師可運(yùn)用需求分析法指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)、生活和娛樂需求來繪制文件下載流程圖，選用適當(dāng)?shù)耐緩胶头椒▉硐螺d、存儲文件資料，并逐步充實(shí)流程圖，總結(jié)文件下載步驟。接著，教師可以為學(xué)生呈現(xiàn)有關(guān)斷點(diǎn)續(xù)傳、多線程處理、定時下載互聯(lián)網(wǎng)資源的流程圖，讓學(xué)生運(yùn)用思維可視化工具，領(lǐng)會和掌握利用網(wǎng)絡(luò)合法獲取信息的方法。

與此同時，教師可以發(fā)揮思維可視化工具的優(yōu)勢，播放影視劇《人世間》的片段，鼓勵學(xué)生繪制視頻下載流程圖框架，逐步將下載途徑、方法、文件名稱、文件類型等內(nèi)容填入圖中，讓學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，并按照正確的方式下載指定影視劇劇集。在學(xué)生繪圖和實(shí)踐操作的過程中，教師應(yīng)進(jìn)行巡視，及時提醒學(xué)生了解文件類型及其屬性，嘗試多途徑、多方法、高效率下載文件，掌握下載視頻的技能。

最后，教師要鼓勵學(xué)生之間相互交流，通過對比和分析文件下載流程圖，激發(fā)學(xué)生對信息技術(shù)知識的求知欲，使之養(yǎng)成尊重知識產(chǎn)權(quán)等法律法規(guī)意識，安全、健康地下載和使用網(wǎng)絡(luò)資源。

（四）開展合作教學(xué)，激發(fā)學(xué)生探究精神

尊重學(xué)生的已有認(rèn)知，開展形式多樣的合作教學(xué)活動，可以為思維可視化與信息技術(shù)學(xué)科的融合提供不同的切入點(diǎn)，有助于激發(fā)學(xué)生的探究精神，讓學(xué)生在最近發(fā)展區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)進(jìn)步［8］。教師應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)不同的主題實(shí)踐活動，給予學(xué)生動手實(shí)踐的機(jī)會，使之能夠運(yùn)用思維可視化工具探討、尋找高效的問題解決辦法，感受合作學(xué)習(xí)的樂趣，進(jìn)一步提高信息素養(yǎng)。

例如，在教學(xué)蘇教版高中信息技術(shù)“信息加工概述”這部分內(nèi)容時，首先，教師可開展以“信息加工的三種形態(tài)”為主題的實(shí)踐活動，讓學(xué)生以小組合作的方式學(xué)習(xí)，按照判別、篩選、分類、排序、分析、研究的流程，將搜集到的信息加工成能夠滿足使用需求的信息，激發(fā)學(xué)生的探究精神，使學(xué)生能夠通過實(shí)踐了解到計(jì)算機(jī)信息加工具有自動化、人性化、智能化三種形態(tài)，明白信息加工可以避免真假信息混雜，有效提高信息使用效率。

接著，教師可以利用思維導(dǎo)圖、流程圖等思維可視化工具重構(gòu)實(shí)踐活動樣態(tài)，讓學(xué)生總結(jié)信息加工的一般過程，合作繪制流程圖，并開展以“人工加工與計(jì)算機(jī)加工”為主題的實(shí)踐探究活動，讓學(xué)生分別嘗試用手動加工和計(jì)算機(jī)加工兩種方式來加工數(shù)據(jù)信息，并總結(jié)其特點(diǎn)，促進(jìn)思維可視化與信息技術(shù)教學(xué)的融合。最后，教師可對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行點(diǎn)評，表揚(yáng)學(xué)生的積極探究行為，客觀指出信息加工過程中存在的不足，使學(xué)生明白思維導(dǎo)圖和流程圖具有較高的實(shí)踐價值。

結(jié)語

綜上所述，思維可視化與信息技術(shù)教學(xué)的巧妙融合，可以幫助學(xué)生形成良好的思維品質(zhì)，使之能夠在思維導(dǎo)圖的引導(dǎo)下，全面分析遇到的問題，根據(jù)流程圖的指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)解決問題的關(guān)鍵點(diǎn)，結(jié)合概念圖所呈現(xiàn)的內(nèi)容尋找問題解決辦法，不斷促進(jìn)自我分析能力、變通能力和創(chuàng)新能力的提高。教師要注意思維可視化工具的選取，致力于為學(xué)生提供輕松自由的學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)教學(xué)向思維發(fā)展型教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，為學(xué)生的全面發(fā)展提供有力保障。

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