思維可視化在小學數學教學中的實踐

■福建省寧德市古田縣水口鎮灣口小學 陳彩欽

小學數學教學一直是教育領域的重難點，如何提高小學生的數學思維能力是教師共同關注的問題。思維可視化作為一種新型的教學手段，越來越受到小學數學教師的重視，可以幫助學生更好地理解數學概念、解決數學問題，從而提高他們的數學思維能力和數學學習效果。本文以思維可視化的內涵為切入點，分析了其在小學數學教學中的應用現狀、存在的問題以及實踐策略，在此基礎上提出基于思維可視化的小學數學教學策略，旨在引導教師更加科學地運用思維可視化教學方法，推動小學數學教學的改革。

隨著社會的不斷進步，數學作為一門重要的科學學科，在人們的日常生活和工作中扮演著越來越重要的角色。小學是學生學習數學知識的基礎階段，培養其數學思維能力對他們未來的學習和發展具有至關重要的意義。然而，由于小學生的認知水平和思維能力還處于發展中，對抽象的數學概念和運算過程的理解較為困難，這給小學數學教學帶來了很大挑戰。

一、思維可視化內涵

思維可視化是指通過圖形、動畫、模型等可視化手段，將抽象的概念和思維過程轉化為直觀的視覺形式，以便更好地理解相關知識。

（一）思維可視化的特點

第一，直觀性。將抽象的概念和思維過程轉化為直觀的視覺形式，使學生更容易掌握相關知識和技能。第二，互動性。通常具有交互性，學生可以通過操作來調整可視化內容，從而深入理解相關知識。第三，動態性。通過動畫、模擬等方式呈現動態過程，幫助學生更深入地理解相關知識。第四，多樣性。采用多種形式，如圖形、動畫、模型等，以適應不同類型知識和技能的呈現。

（二）思維可視化的內涵

第一，概念可視化。將抽象的概念轉化為可視化的形式，使學生更容易理解相關知識。第二，過程可視化。將人類思維活動轉化為具體的形式，更好地展示思維過程。例如，在邏輯思維訓練中，可以通過圖表來表示不同的邏輯關系。第三，問題解決可視化。將問題轉化為具體的形象，更好地展示問題解決過程。例如，在物理實驗中，可以通過模擬實驗場景來展示物理原理的應用。第四，數據可視化。將數據轉化為可視化的形式，幫助學生更好地理解和分析數據。

二、思維可視化在小學數學教學中的意義

小學數學教學是培養學生數學思維和解決實際問題的基礎，而思維可視化則是一種能夠促進學生數學思維發展的有效工具。在小學數學教學中，思維可視化的應用具有以下幾個方面的意義：

第一，思維可視化可以幫助學生更好地理解數學概念。小學數學中存在很多抽象的概念，這些概念對學生來說常常難以理解，而通過思維可視化，學生可以將抽象的概念轉化為直觀的形象，更好地理解其內涵。第二，思維可視化可以幫助學生更好地掌握數學知識。小學數學中存在大量的計算和運算，需要學生具備較強的計算能力和操作技巧。但是，單純的機械記憶和操作往往難以使學生真正掌握知識，而通過思維可視化，學生可以將計算過程轉化為圖像或實際操作，更好地理解計算本質，從而提高計算能力。第三，思維可視化可以幫助學生更好地發展數學思維。小學數學教學不僅要求學生掌握知識和技能，還要培養學生的數學思維能力，思維可視化可以通過圖像、模型等形式激發學生的想象力和創造力，引導學生探究，從而培養學生的數學思維能力。第四，思維可視化可以幫助學生更好地解決實際問題。小學數學教學旨在培養學生解決實際問題的能力，而思維可視化可以為學生提供一種更加便捷的解題工具，將實際問題轉化為圖像或實際操作，學生可以更加清晰地理解問題的本質，從而更好地解決實際問題。第五，思維可視化可以增強學生的學習興趣和動力。小學生的學習興趣和動力往往受到許多因素的影響，而思維可視化可以通過形象直觀的方式激發學生的學習興趣和動力。

三、思維可視化在小學數學教學中的應用現狀

在我國小學數學教育領域，思維可視化作為一種新的教學方法已經逐漸被引入教學實踐中，通過運用各種思維可視化元素，幫助學生更直觀地理解數學概念，提高他們的空間想象力。然而，在應用過程中仍然存在一些問題：

（一）思維可視化工具普及不夠

思維可視化工具的使用尚未普及，很多教師和學生對此缺乏了解。在一些基礎條件較差的學校，由于缺乏相關技術支持和資源投入，思維可視化工具的應用難以實現。同時，一些教師對思維可視化的概念和應用存在認知偏差，無法真正理解其內涵和優勢，從而無法有效運用于教學實踐中。

（二）學生基礎薄弱

小學生的空間想象力和幾何感較弱，難以理解一些幾何概念和性質。在傳統的數學教學中，很多幾何概念和性質都是通過書本和黑板上的文字或符號進行呈現的，而這種方式對空間想象力和幾何感較弱的學生來說，往往難以產生直觀的感受。

（三）重形式輕實質

教師在應用思維可視化時重視形式而忽視實質，導致學生不能真正理解數學概念。有的教師過于注重使用各種視覺元素，而忽略了對數學知識的深入講解，這樣會使得學生只看到了表面形式，卻無法真正理解其中的本質和規律。

（四）活動設計不夠科學

教師設計的思維可視化活動不夠科學，缺乏個性化和差異化考慮，不能滿足不同學生的需求。每位學生的學習能力和興趣愛好不同，如果思維可視化活動的設計沒有考慮學生的差異性，則難以取得良好的教學效果。此外，有的教師只是簡單地將思維可視化工具作為輔助手段，而沒有真正融入課程中去，也會影響教學效果。

四、思維可視化在小學數學教學中的實踐

思維可視化在小學數學教學中的實踐是將思維可視化理論應用到具體的教學實踐中，通過利用各種思維可視化工具和方法，幫助學生更好地掌握數學知識，提高其數學思維能力和創造力。

（一）將抽象知識簡單化

在小學數學教學中，許多概念和定理都比較抽象，學生難以理解。因此，教師要采取措施幫助學生更好地記憶這些知識點，而思維可視化工具就能夠將抽象的知識形象化、簡單化。

思維可視化是指通過圖像等視覺方式來呈現思維活動的過程。在小學數學教學中，教師可以利用思維導圖、流程圖等思維可視化工具，將抽象知識形象化、簡單化，使學生更容易理解和記憶。

例如，在蘇教版小學數學三年級下冊《分數的初步認識》教學中，針對“分數的意義”這一知識點，教師可以使用思維導圖將其形象化、簡單化。首先，在思維導圖上畫出一個圓形代表整個物品，再將這一圓形分成多個等份，每一份就表示一個單位。其次，讓學生將其中的一些等份染色，以形象地表示分數，同時標注出分子和分母的含義、分數的大小比較等內容，從而更好地理解和記憶這些知識點。這樣，學生不僅可以直觀地看到分數的概念，還可以通過思維導圖的分支結構清晰地了解分數的運算規則，這種方式能夠提高學生的學習效果，培養學生的思維能力和創造力。

另外，在小學數學教學中，教師還可以利用動畫、模型等手段進行思維可視化教學。例如，在蘇教版小學數學三年級下冊《長方形和正方形的面積》教學中，教師可以利用模型來展示不同形狀的圖形面積計算方法，這樣，學生可以通過觀察模型來理解各種圖形的面積計算相關知識，能夠有效激發學生的學習興趣，提高他們的學習積極性。

（二）構建完善的知識結構

在小學數學教學中，知識點之間存在著相互聯系和依存關系。因此，教師可以利用思維可視化工具構建完善的知識結構，幫助學生更好地掌握數學知識。

第一，制作思維導圖。將不同的知識點聯系起來，形成完整的知識結構。第二，制作概念圖。將不同的概念之間的關系用圖表的形式展現出來，幫助學生更好地理解概念之間的聯系和依存關系。第三，制作知識樹。將不同的知識點按照層次結構展示出來，幫助學生更好地理解知識之間的聯系。第四，制作流程圖。將某個數學方法或過程用圖表的形式展示出來，幫助學生更好地理解該方法或過程的邏輯關系和應用場景。

（三）搭建數學問題情境

構建數學問題情境是一種有效的教學策略，可以幫助學生更好地理解數學知識，提高其學習興趣和參與度。這種教學策略的核心思想是將抽象的數學概念轉化為具體的、有意義的情境，讓學生在實際操作中掌握知識。

例如，在蘇教版小學數學四年級下冊《三角形、平行四邊形和梯形》教學中，教師可以利用思維可視化工具構建問題情境：“一個人想從自己所在的位置走到另外一個位置，但是這兩個位置之間有一條河流，他必須在河流上找到一個可以過河的地方。這個人發現有一座橋，但是橋的一側是一個陡峭的山坡，他必須在不離開橋的前提下通過這個山坡。那么，這個人應該選擇什么樣的路線才能最快到達目的地呢？”在這一問題情境中，河流和山坡分別代表三角形的兩條邊，而橋則代表三角形的第三條邊，通過問題情境，學生可以更好地理解三角形的性質和特點。

（四）運用思維可視化工具解決問題

在小學數學教學中，教師可以引導學生運用思維可視化工具，通過觀察、比較、分類等方式分析問題，找出規律，并歸納總結，提高學生的問題解決能力。

例如，在教學加減法時，教師可以利用思維可視化工具幫助學生更好地理解這些知識點。比如，對兩位數相加時進位的情況，教師可以使用思維導圖將其形象化、簡單化。具體而言，在思維導圖上畫出兩個數字，然后標注出各個位數的含義和值，并畫出進位的過程，這樣，學生不僅可以直觀地看到加法進位的過程，還可以通過思維導圖的分支結構清晰地了解進位的規律。同時，教師可以讓學生通過思維導圖自主嘗試解決一些加減法問題，從而提高問題解決能力。

五、基于思維可視化的小學數學教學策略

（一）優化教學目標

在小學數學教學中，教師應該以培養學生的思維能力為主要目標，而不是簡單地追求考試成績，因此，制定教學目標時，應該注重學生思維的發展和能力的提升。例如，教師可以從“培養學生的邏輯思維能力”“提高學生的問題解決能力”入手，激發學生的學習熱情，提高他們的自主學習能力，從而更好地實現教學目標。

（二）合理設計問題

在小學數學教學中，問題設計是非常重要的環節，合理的問題設計可以引導學生進行思維活動，從而更好地實現思維可視化。具體來說，教師應該根據學生的認知水平和思維能力設計具有一定難度的問題，并通過圖形、圖片、模型等方式進行可視化呈現，讓學生在解決問題的過程中感受思維可視化的魅力。同時，教師應該合理組織教學內容，將知識點與實際問題相結合，讓學生在解決實際問題的過程中感受到數學的實用性。

（三）優化教學流程

在小學數學教學中，教學流程的優化對實現思維可視化非常重要。具體來說，教師可以采取以下措施：

第一，引導學生提出問題。教學開始前，教師可以通過提問、小組討論等方式，引導學生提出一些自己感興趣的問題，從而激發他們的學習興趣和求知欲望。第二，展示問題解決過程。教師應該及時展示問題的解決過程，并通過圖片、模型等方式進行可視化呈現，讓學生更好地理解問題的本質和解決方法。第三，引導學生總結歸納。解決問題之后，教師應該引導學生總結歸納，從中發現規律，思考問題的深層次內涵。同時，教師應該鼓勵學生提出自己的見解，從而更好地實現思維可視化。

（四）重視反思評價

在小學數學教學中，反思評價是非常重要的環節。具體來說，教師應該及時對學生的學習情況進行評價，鼓勵他們反思和總結，同時引導其從不同的角度思考問題，提高其思維層次和創新能力。例如，讓學生自主設計問題、提出解決方案，以激發他們的創新意識，從而更好地實現思維可視化。

六、結語

綜上所述，思維可視化在小學數學教學中具有重要的意義和應用價值，不僅能夠提高學生的數學思維水平，還能增強他們的學習自信心。然而，當前思維可視化在小學數學教學中仍然存在一些問題，需要進一步研究和推廣，探索更多適合小學生的思維可視化教學策略，加強師資隊伍建設，提高教師的思維可視化教學能力。相信在共同努力下，思維可視化將會在小學數學教學中發揮更大的作用。