思維可視化在小學數學教學中的實踐與思考研究

李小花

摘 要：思維可視化是一種將抽象的思考過程、信息和知識轉化為具體、直觀的圖像或模型的方法，它能幫助學生更好地理解、記憶和應用知識。文章以思維可視化在小學數學教學中的應用為主題展開探究，認為其在搭建知識橋梁、激發學習興趣、促進深度思考和強化知識記憶等方面具有重要價值，并結合一些教學案例提出具體的實踐策略。

關鍵詞：小學數學；思維可視化；實踐；思考

中圖分類號：G420? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2097-1737（2023）34-0035-03

數學是一門充滿抽象概念和理論的學科，通過思維可視化的方式，教師可以將這些抽象的概念轉化為生動、形象的圖像或模型，幫助學生建立直觀的感知，

從而加深學生對知識的理解和記憶。思維可視化還能夠激發學生的興趣和好奇心，使數學學習變得更加有趣和吸引人。因此，思維可視化在小學數學教學中起到了重要的作用，成為一種有效的教學工具和策略。

一、思維可視化在小學數學教學中的實踐意義

（一）搭建知識橋梁：將抽象知識具象化

思維可視化作為一種媒介，能夠有效地將數學的抽象思維與學生的實際生活經驗相連接，以促進學生對抽象知識的理解。小學生由于認知發展特點和生活經驗有限，對抽象的概念和內容往往感到困惑和難以理解，而思維可視化在數學教學中起到了橋梁的作用，可以為學生搭建一個從已知到未知、從具象到抽象的過渡通道[1]。在實踐過程中，考慮到小學生常常通過直觀的物體和生動的場景進行學習和思考，教師可以通過思維可視化將復雜的數學概念與學生日常生活中的實際情境相結合。這種生動形象的連接方式不僅可以幫助學生迅速抓住數學的核心思想，還能使他們在實際生活中應用所學，進一步加深對概念的理解。因此，思維可視化不僅能促進學生對數學知識的掌握，還能培養他們的實踐能力和生活智慧，在小學數學教學中就像是一座跨越抽象與具象的橋梁，使學生能夠在享受學習樂趣的同時，更深入地探究和理解數學的精髓。

（二）激發學習興趣：使數學課程更生動有趣

思維可視化為小學數學教學注入了新的活力，通過圖像、模型等可視化工具，讓數學知識從單調的符號和公式轉變為有趣、吸引人的內容。在數學教學中，

吸引學生的興趣被視為成功教學的第一步。在學習興趣的推動下，學生的學習動力與參與度也會隨之增強。密集的數字和繁多的符號可能會讓學生感到不知所措，

甚至產生逃避心理，但當這些數學知識通過圖像、模型或其他形式的可視化工具展現時，整個學習過程就變得更加直觀和富有趣味[2]。

例如，利用模型展示幾何體的性質，能夠為學生帶來全新的視覺體驗。這種直觀的呈現方式，無疑能讓數學從枯燥的、令人生畏的學科轉變為充滿探索與發現的學科。學生在觀察、操作和思考的過程中，不僅會對數學產生更深厚的興趣，還可以激發自己的好奇心和探索欲望。因此，思維可視化不只是一種教學工具，更是一種教學策略，它為小學數學教學注入活力，使學生在輕松愉快的氛圍中主動接近數學，感受數學的魅力。

（三）促進深度思考：鼓勵學生探究深層內涵

在數學教學中，一個重要的目標是培養學生的思維能力，使他們具備獨立探究和解決問題的能力。教師引入可視化案例，如動態圖形或交互式模型，可以使學生更直觀地觀察數學對象的變化和互動，從而自然地引導他們思考和探究數學背后的規律[3]。

例如，學生自己動手去調整一個動態的幾何圖形的角度或長度，觀察形狀的變化，能夠更好地理解其背后的幾何原理。這種探索性的學習方法，不僅可以幫助學生更好地掌握知識，而且能夠促進他們批判性思維的發展?？傊?，在小學數學教學中，思維可視化不僅為學生提供了一個形象、直觀的學習工具，還打開了一個通向深層思考和探究的大門，能夠培養學生的獨立思考能力和創新能力。

（四）強化知識記憶：幫助學生重建知識架構

相關心理學研究顯示，人類對圖像的記憶往往更為持久，思維可視化就可以通過直觀的展示幫助學生更好地記憶和回憶數學知識。知識的傳遞和吸收是一個復雜的過程；尤其是在小學數學教學中，如何有效幫助學生記憶和掌握知識是一個核心問題[4]。通過可視化的方式呈現數學知識，不僅可以幫助學生迅速理解這些知識，還可以在他們的大腦中形成比較持久的記憶痕跡。更為關鍵的是，這種記憶不是靜態的，而是一種動態的、有組織的知識結構。也就是說，思維可視化不僅提供了一張“照片”，更為學生搭建了一張“地圖”，使學生可以看到各個數學概念之間的聯系，理解它們之間的內在關系，從而更好地重構知識架構。例如，在解決數學追擊問題時，學生可以將問題信息轉換為圖形模型，通過繪制不同速度的物體在同一時間段內的移動軌跡，直觀看到兩個物體間距離的變化，從而理解速度、時間和距離之間的數學關系。由此可見，圖形能夠幫助學生更清晰地識別和理解問題的核心要素，使學生更有效地應用數學知識。

二、思維可視化在小學數學教學中的實踐策略

（一）善于使用實物類教具，增強抽象理論知識的直觀性

實施思維可視化教學首先要求教師善于運用實物類教具。教師需要針對課程內容選擇合適的教具，將其融入教學過程中，使其成為展示和解釋抽象概念的重要工具。實物教具的選擇和使用應考慮數學知識的特點。例如，對于形象化的概念和定理，教師可以選擇幾何模型或計量工具等具有相應特性的教具，以增強其直觀性[5]。同時，教師還應關注教具的功能和操作性，確保它們能夠為學生提供足夠的操作空間，以便學生通過實際操作深化對知識的理解。在教學中，教師應注重引導學生觀察、描述和分析，讓他們通過對實物教具的觀察和操作，逐漸形成對抽象概念的具體認識。為了保證教學效果，教師還需要對實物教具進行適當組合和變換，從不同角度和層面展示數學知識，幫助學生建立完整、系統的知識體系，確保教學活動的有效性和趣味性。

在北師大版數學二年級（上冊）“100以內數的加減混合運算”的教學中，教師可以利用小木棒實物教具，幫助學生理解和掌握運算的概念。如對于“45+50”

這樣的加法算式，教師可以用小木棒表示基礎的數值單位，如使用10根一捆的小木棒來代表數字“10”。接著，教師用4捆小木棒表示“40”，再加上5根散放的小木棒表示“5”，共同組成數字“45”。同樣，教師用5捆小木棒來表示數字“50”。在展示這些小木棒時，

教師可以在兩組小木棒之間放置一個加號，以形象地展現加法過程。學生不僅能夠看到數字的組成部分，還能直觀理解加法的過程。在此基礎上，教師還可引導學生觀察和分析小木棒的排列，使學生從可視化角度理解加法的運算思維。例如，通過將“45”中的“40”

（即4捆小木棒）和“5”（即5根散放的小木棒）分別與“50”（即5捆小木棒）相加，最終得到的總數是“95”。這樣一來，學生不僅能直觀地看到數字相加的結果，還能理解加法運算的內在邏輯。

（二）積極運用圖形化工具，促進學生邏輯思維能力發展

在小學數學教學中，要想實現思維可視化，教師還應積極運用各類圖形化工具，將抽象的數學概念轉化為學生能夠直觀感知和理解的形式，促進學生思維能力發展。在此過程中，教師需要精心選擇圖形化工具，如圖表、幾何模型、數線和視覺化符號等，如利用條形圖或餅圖展示數據集合和比例關系，或用幾何模型來解釋形狀、角度和面積的概念，或利用數線演示數字序列和運算等。在實踐過程中，教師可以將這些工具融入各類教學活動中。如在解釋新概念或演示計算過程時，教師可通過圖形化工具展示數學理論知識的應用。同時，教師可以設計與這些工具相關的互動活動，如讓學生自己創建圖表和模型，進行自主探索學習。這不僅有助于加深他們對概念的理解，還能激發他們的參與興趣。在這一過程中，教師還應注重培養學生的批判性思維和創造力，鼓勵學生在使用圖形化工具時提出問題，積極探討不同的解決方案，并運用創造性思維解決數學問題。通過這樣的方法，學生不僅能夠更好地理解數學概念，還能在實踐中拓展思維，提高解決問題的能力。

例如，在北師大版數學四年級（上冊）“確定位置”

的教學中，教師可以運用圖形化工具促進學生邏輯思維能力的發展。第一，教師可以創建一個類似教室座位位置的二維網格圖，每個格子代表一個座位，由行和列的信息確定每個座位的位置。通過這個視覺化的座位圖，學生可以更容易理解如何使用“行”和“列”

的概念來確定和描述特定座位的位置。在此基礎上，教師可以引導學生進行各種實踐活動，如指定座位位置并讓學生描述其具體位置（第幾排、第幾組），或描述一個特定位置讓學生找到對應的座位。第二，教師還可以利用這個網格圖引入更復雜的邏輯思維練習，如設置特定的位置規則（如找到第三排的第二個座位），

然后讓學生根據這些規則找到正確的位置。這種活動不僅能幫助學生實踐和鞏固“確定位置”的數學概念，

還能鍛煉他們的邏輯思維和空間感知能力。

（三）繪制整合性思維導圖，加深學生對知識結構的理解

思維導圖是思維可視化的一種具體方法，這是一種圖形化的思維工具，將中心思想放在中心位置，然后用分支結構展示相關概念、任務、想法或其他項之間的關系。思維導圖通常用于頭腦風暴、記憶、拓展思維、問題解決等場合，特別強調概念之間的聯系和層次結構。因此，思維導圖也是小學數學實現思維可視化的一種有效方式。教師可以指導學生通過樹狀圖來組織和展示知識之間的關系，將抽象的數學信息轉化為更容易理解和記憶的視覺形式，加深學生對數學知識結構的理解，幫助學生更好地分析和理解復雜的數學題目。在此過程中，教師應當介紹思維導圖的基本繪制方法，指導學生使用思維導圖，比如從一個中心主題分支出不同的子主題，用線條和顏色表示不同概念之間的關聯。

例如，在學習一個新的數學單元時，學生可以從單元的核心概念開始，逐漸添加相關公式、定理、例題和解題步驟。通過這種方式，學生能夠重新組織和加工所學知識，加深對數學概念的理解和記憶。此外，

教師應鼓勵學生在繪制思維導圖時進行創造性思考，如加入自己對數學概念的理解、相關聯想或實際應用的例子，幫助學生建立數學知識之間的聯系，激發他們的思維和創造力。

例如，在北師大版數學六年級（下冊）“比和比例”

的復習教學中，教師就可應用思維導圖幫助學生整理相關知識，實現思維可視化。具體而言，教師可指導學生從“比和比例”的基本定義開始，在思維導圖的中心放置這一核心概念，接著，從這一中心點出發，以分支的形式連接不同的相關主題，如“比的性質”“比例的性質”“解比例問題的方法”等。然后，在每一個分支上，學生可以進一步細化，如在“比的性質”下可以列出具體的性質，如“可逆性”“交錯性”等。在“解比例問題的方法”分支下，學生可以繪制不同的解題步驟和策略。通過這樣的過程，學生不僅能夠清晰地看到“比和比例”單元的整體結構，還能夠深入理解各個子主題之間的聯系。通過思維導圖整理“比和比例”的相關知識，學生能夠逐漸建立有序的信息存儲系統，提高信息提取的效率。這樣的學習方法不僅有助于加深學生對數學概念的理解，還能夠培養學生的邏輯思維能力。

三、結束語

思維可視化不僅能使抽象的數學概念變得更直觀和具體，還能通過形象的表達方式幫助學生更深入地理解并掌握復雜的數學知識。當學生能夠通過圖形、模型或其他視覺方式看到數學問題的解決過程時，他們便更容易建立對數學概念的深層認知，從而形成堅實的數學基礎。因此，教育者應當充分認識到思維可視化的重要性，并積極將其融入教學實踐，不斷探索和學習如何更有效地運用可視化工具和策略提升課堂教學的效率，為學生構建一個更生動、有趣和高效的數學學習環境，促進學生數學思維能力的提高。

參考文獻

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