思維可視化在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究

麥柱成

【摘要】在面對(duì)“長(zhǎng)方體的表面積”等立體圖形問(wèn)題時(shí)，大部分的學(xué)生能夠通過(guò)閱讀知識(shí)并加以分析對(duì)比，進(jìn)而得出問(wèn)題的答案，但仍有部分學(xué)生，空間觀念及邏輯思想較差，在面對(duì)相關(guān)問(wèn)題時(shí)會(huì)感到明顯的吃力。因此，教師在進(jìn)行數(shù)學(xué)教學(xué)的過(guò)程中，可以通過(guò)數(shù)學(xué)建?；驁D形的方式，將問(wèn)題可視化，并使學(xué)生通過(guò)觀察和分析來(lái)了解圖形的幾何事實(shí)，從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察和表達(dá)幾何事實(shí)的良好習(xí)慣。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)數(shù)學(xué);思維可視化;教學(xué)應(yīng)用

一、思維可視化技術(shù)的應(yīng)用意義

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，隨著年級(jí)的增長(zhǎng)，數(shù)學(xué)問(wèn)題的難度也在逐漸提升，與低年級(jí)的基礎(chǔ)邏輯運(yùn)算不同，高年級(jí)學(xué)生面臨的問(wèn)題主要考驗(yàn)的是學(xué)生的思維方式及邏輯能力，如，在面對(duì)“長(zhǎng)方體的表面積”這一問(wèn)題時(shí)，高年級(jí)的學(xué)生可以通過(guò)對(duì)以往學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行整理，了解問(wèn)題中注明的長(zhǎng)方體長(zhǎng)、寬、高，進(jìn)而求出表面積。但對(duì)于空間感和邏輯思維較差的學(xué)生而言，基礎(chǔ)的邏輯一旦發(fā)生變故，就會(huì)手足無(wú)措，如，將“長(zhǎng)方體的表面積”轉(zhuǎn)化為“長(zhǎng)方體的體積”“圓柱體的表面積”甚至是“圓錐體的表面積”等。固定的思維邏輯限制了學(xué)生的想象，因此采用思維可視化技術(shù)將數(shù)學(xué)問(wèn)題可視化，使學(xué)生能夠通過(guò)觀察和計(jì)算的方式來(lái)了解幾何事實(shí)，了解正方形、長(zhǎng)方形、梯形及平行四邊形等圖形的運(yùn)算原理，進(jìn)而觸類(lèi)旁通地解決更深?yuàn)W的問(wèn)題。因此，思維可視化技術(shù)在小數(shù)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用具有重要的教學(xué)意義。

二、我國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題

我國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，低年級(jí)的學(xué)生和高年級(jí)的學(xué)生的教學(xué)方式存在明顯的差異，低年級(jí)的學(xué)生更注重于基礎(chǔ)邏輯思維和數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的培養(yǎng)，這種知識(shí)能夠應(yīng)用在生活中的各個(gè)地方。因此，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性較高，但高年級(jí)的學(xué)生除了基礎(chǔ)邏輯和運(yùn)算能力的培養(yǎng)之外，更多的是鍛煉學(xué)生的思維能力和構(gòu)建思維方式的雛形，但在實(shí)際教學(xué)中，低年級(jí)的教學(xué)方式并不適用于高年級(jí)教學(xué)，但高年級(jí)的教師卻并沒(méi)有針對(duì)高年級(jí)的實(shí)際情況對(duì)教學(xué)形式作出改變，導(dǎo)致高年級(jí)的數(shù)學(xué)教學(xué)中存在許多問(wèn)題。

1.教學(xué)形式單一

我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得傳統(tǒng)的教學(xué)方式需要迎合新時(shí)代的需求進(jìn)行改革，但對(duì)于教學(xué)方式的改革，依舊是在傳統(tǒng)教學(xué)方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。因此，新型教學(xué)方式仍然存在傳統(tǒng)的教學(xué)方式問(wèn)題。許多的教師在教學(xué)時(shí)依靠傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教學(xué)形式較為單一，缺乏創(chuàng)新。黑板報(bào)教學(xué)本身帶有一定的枯燥性，而社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得娛樂(lè)行業(yè)迅速發(fā)展，學(xué)生容易在生活中受到各種娛樂(lè)項(xiàng)目的影響，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣產(chǎn)生了極大的影響。加上小學(xué)生本身在認(rèn)知上存在一定的缺陷，很難在枯燥的教學(xué)生活中保持持續(xù)的注意力集中狀態(tài)，導(dǎo)致小學(xué)生在學(xué)習(xí)中出現(xiàn)嚴(yán)重的知識(shí)性偏差，影響了小學(xué)生健全思維的培養(yǎng)。

2.教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際不相符

我國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中設(shè)立的問(wèn)題，本身更注重問(wèn)題的邏輯性與合理性，學(xué)生能夠通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)問(wèn)題來(lái)培養(yǎng)邏輯思維，加深學(xué)生對(duì)于各項(xiàng)數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，但知識(shí)最有效的教學(xué)方式是理論結(jié)合實(shí)際來(lái)使學(xué)生明白數(shù)學(xué)事實(shí)，而不是單純地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)理論。我國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的許多問(wèn)題與現(xiàn)實(shí)實(shí)際存在嚴(yán)重的偏差，與學(xué)生現(xiàn)實(shí)的物理認(rèn)知存在沖突，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)校學(xué)到的理論知識(shí)在現(xiàn)實(shí)中無(wú)用武之地，學(xué)到的知識(shí)成為了應(yīng)付考試的“資料庫(kù)”。當(dāng)學(xué)到的知識(shí)與生活缺乏關(guān)聯(lián)時(shí)，知識(shí)沒(méi)有得到運(yùn)用，學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣就會(huì)大幅度下降，學(xué)習(xí)缺乏積極性，導(dǎo)致小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)對(duì)學(xué)生本身的能力并沒(méi)有多大提升。

3.師生缺乏溝通

在進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中，教師將主要的精力放在如何為學(xué)生講解問(wèn)題的解法和數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用中，使學(xué)生在考試時(shí)面對(duì)各項(xiàng)問(wèn)題時(shí)都能夠提出對(duì)應(yīng)的解法來(lái)進(jìn)行問(wèn)題的解答。但是在解答問(wèn)題的同時(shí)，學(xué)生只知道解法，卻不明白為什么要怎么解，知識(shí)與認(rèn)知存在沖突。而小學(xué)生對(duì)人際交往的認(rèn)知不強(qiáng)，很多學(xué)生由于害羞或自卑等原因即便是有不懂的地方，也不會(huì)去詢(xún)問(wèn)教師，甚至有的學(xué)生根本不清楚自己哪里不懂。教師與學(xué)生之間存在嚴(yán)重的溝通障礙，導(dǎo)致學(xué)生只知道數(shù)學(xué)理論知識(shí)，卻不清楚數(shù)學(xué)事實(shí)。

三、以《長(zhǎng)方體的表面積》為例分析思維可視化技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

1.長(zhǎng)方體的表面積

長(zhǎng)方體的表面積是高年級(jí)學(xué)生才會(huì)接觸到的問(wèn)題，是對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)的整理和運(yùn)用，通過(guò)長(zhǎng)、寬、高等數(shù)據(jù)在學(xué)生的思維中建立虛擬模型，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力與邏輯思維。也能以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行其它圖形如圓柱體、圓錐體、棱柱體等多種三維圖形的數(shù)學(xué)教學(xué)。通過(guò)《長(zhǎng)方體的表面積》的教學(xué)能夠讓學(xué)生對(duì)三維圖形有一個(gè)基礎(chǔ)的認(rèn)知，以及對(duì)三維圖形的運(yùn)算解法的應(yīng)用有較為清晰的了解。

2.通過(guò)符號(hào)和數(shù)字將數(shù)學(xué)問(wèn)題可視化

在對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)教育進(jìn)行改革時(shí)，教師開(kāi)始對(duì)教學(xué)形式進(jìn)行調(diào)整，將教學(xué)重點(diǎn)從數(shù)學(xué)理論知識(shí)教育轉(zhuǎn)向?qū)W生自身能力的培養(yǎng)。而這首先需要提升學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的積極性和興趣。因此，思維可視化技術(shù)的有效應(yīng)用成為了教育改革的關(guān)鍵。得益于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，希沃白板在教學(xué)中的應(yīng)用將思維可視化由理論轉(zhuǎn)向了現(xiàn)實(shí)。借助希沃白板的數(shù)學(xué)教學(xué)工具將虛擬的數(shù)學(xué)模型可視化，如，長(zhǎng)方體的長(zhǎng)、寬、高及數(shù)學(xué)模型狀態(tài)可以通過(guò)希沃白板來(lái)進(jìn)行可視化。教師可以根據(jù)可視化的數(shù)學(xué)模型來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)事實(shí)的講解，分析數(shù)學(xué)運(yùn)算原理。學(xué)生可以通過(guò)可視化的數(shù)學(xué)模型與現(xiàn)實(shí)事物進(jìn)行對(duì)比，將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際，加強(qiáng)數(shù)字運(yùn)算間的聯(lián)系和理解，從而能夠理解數(shù)學(xué)圖形與圖形之間的關(guān)聯(lián)，形成正確的數(shù)學(xué)認(rèn)知，提高數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的積極性。

3.增強(qiáng)課堂互動(dòng)以活躍課堂氣氛

思維可視化技術(shù)的應(yīng)用使得當(dāng)前小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)模式更趨向于對(duì)學(xué)生自身能力的培養(yǎng)。而在數(shù)學(xué)教學(xué)中，思維可視化技術(shù)的應(yīng)用使學(xué)生能夠在數(shù)學(xué)教學(xué)中了解到數(shù)學(xué)事實(shí)，進(jìn)行更深?yuàn)W的數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)。但想要進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，首先應(yīng)當(dāng)降低課堂中枯燥乏味的學(xué)習(xí)氛圍。通過(guò)數(shù)學(xué)教學(xué)形式的創(chuàng)新來(lái)把控?cái)?shù)學(xué)教學(xué)課堂氛圍，增強(qiáng)數(shù)學(xué)課堂的趣味性，增加數(shù)學(xué)教學(xué)引導(dǎo)和邊學(xué)邊記的形式，增強(qiáng)課堂的互動(dòng)性。以《長(zhǎng)方體的表面積》為例，教師可以在教學(xué)過(guò)程中講解長(zhǎng)方形的各個(gè)面的面積求解、各個(gè)面的相似性與基礎(chǔ)數(shù)學(xué)運(yùn)算等，逐步地講解長(zhǎng)方體的構(gòu)造及相關(guān)數(shù)據(jù)的求解原理，讓學(xué)生對(duì)長(zhǎng)方體的數(shù)學(xué)事實(shí)有較為清晰的了解。學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)過(guò)程中，在草稿本上動(dòng)手繪畫(huà)數(shù)學(xué)模型，利用數(shù)字來(lái)加深對(duì)于數(shù)學(xué)事實(shí)的認(rèn)知，邊學(xué)邊記，將教師的轉(zhuǎn)述記錄到自身的筆下，使學(xué)生能夠感受到數(shù)學(xué)教學(xué)中的趣味所在，繼而激發(fā)學(xué)生興趣，降低課堂的枯燥。

4.理論與實(shí)踐結(jié)合實(shí)現(xiàn)思維外化

希沃白板將思維可視化轉(zhuǎn)為現(xiàn)實(shí)，學(xué)生能夠通過(guò)教師的講解了解到數(shù)學(xué)教學(xué)問(wèn)題中的數(shù)學(xué)原理，能夠明白數(shù)學(xué)問(wèn)題的內(nèi)涵所在。教師可以借助希沃白板引導(dǎo)學(xué)生將理論與實(shí)踐結(jié)合，通過(guò)實(shí)踐來(lái)將自己的思維方式進(jìn)行外化，使數(shù)學(xué)問(wèn)題中邏輯性與晦澀難懂的地方通過(guò)實(shí)操來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證，了解自身的思維缺陷，進(jìn)而完善自身的思維方式和邏輯能力。教師也能根據(jù)學(xué)生的實(shí)操表現(xiàn)了解到學(xué)生的學(xué)習(xí)弊端，進(jìn)而展開(kāi)針對(duì)性的溝通教育，彌補(bǔ)學(xué)生的思維死角，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生自身能力的培養(yǎng)，使學(xué)生能夠從容不迫地應(yīng)對(duì)各項(xiàng)數(shù)學(xué)問(wèn)題。

四、結(jié)語(yǔ)

對(duì)傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)模式改革最關(guān)鍵的地方在于希沃白板的應(yīng)用將思維可視化技術(shù)成功地應(yīng)用在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中。借助希沃白板，教師能夠更直觀地為學(xué)生講解數(shù)學(xué)事實(shí)，學(xué)生能夠通過(guò)教師的引導(dǎo)結(jié)合自身的實(shí)操來(lái)加深對(duì)數(shù)學(xué)事實(shí)的印象，并通過(guò)與實(shí)際物品的對(duì)比來(lái)完成對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用。這不僅降低了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的壓力，更重要的是提高了學(xué)生自身的能力，對(duì)學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)活動(dòng)十分重要。

[本文系佛山市順德區(qū)教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度立項(xiàng)課題“‘3+N陽(yáng)光課堂教學(xué)模式構(gòu)建研究”（立項(xiàng)編號(hào)：SDGH2020094）階段研究成果之一]

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責(zé)任編輯 ?李 ?源B1FBCE2F-9678-4772-9589-28D181A8A593