讓課堂思維有跡可循
——思維可視化工具助力小學(xué)信息科技教與學(xué)

張恒 江蘇省南京市金地自在城小學(xué)

思維是在高等動(dòng)物的頭腦中進(jìn)行的，一個(gè)人的思維過程是不可視的，而人類可以通過交流表達(dá)自己的思維過程，把本來不可視的思考方式和思考路徑通過各種技術(shù)形式呈現(xiàn)出來，這就是思維可視化。

思維可視化概念是由曾受聘于華東師范大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)研究所、擔(dān)任思維可視化教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心主任的劉濯源提出的：“思維可視化（Thinking visualization）是指以圖示或圖示組合的方式把原本不可見的思維路徑、結(jié)構(gòu)、方法及策略呈現(xiàn)出來，使其清晰可見的過程。通俗地講就是把大腦中的思維‘畫’出來的過程。”

●思維可視化工具在小學(xué)信息課堂中的應(yīng)用現(xiàn)狀

筆者通過調(diào)查，了解到在信息技術(shù)課堂中運(yùn)用思維可視化工具輔助信息技術(shù)課堂教學(xué)的情況（如圖1）。從圖1中明顯可以看出，思維可視化工具在小學(xué)信息技術(shù)課堂中的使用頻率較低。通過線下訪談可知，一線教師對(duì)思維可視化理解較為透徹，但在實(shí)際教學(xué)中對(duì)思維可視化重視程度不夠。

圖1

●思維可視化工具在小學(xué)信息教學(xué)中的自我實(shí)踐

小學(xué)生的抽象思維能力有限，思維導(dǎo)圖和流程圖作為“知識(shí)可視化”工具，能夠幫助學(xué)生感受知識(shí)脈絡(luò)、搭建知識(shí)框架、梳理思維過程，讓課堂中的思維“可視化”。

1.理清知識(shí)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建整體思維

案例1：在蘇科版四年級(jí)小學(xué)信息技術(shù)主題活動(dòng)“創(chuàng)作演示文稿”中，教師通過布置一項(xiàng)項(xiàng)小任務(wù)，帶領(lǐng)學(xué)生完成演示文稿的制作。但對(duì)于“說一說你的制作流程”這一問題，學(xué)生很難娓娓道來，這源于學(xué)生不能構(gòu)建一份演示文稿的制作過程的框架。如果一開始教師帶領(lǐng)學(xué)生使用思維導(dǎo)圖來“創(chuàng)作”演示文稿（如下頁(yè)圖2），學(xué)生就能夠清晰地了解如何創(chuàng)作一份演示文稿，在進(jìn)行自我設(shè)計(jì)時(shí)也會(huì)根據(jù)思維導(dǎo)圖上的步驟創(chuàng)想。

圖2

案例2：在教學(xué)四年級(jí)第28課《感悟技術(shù)發(fā)展》時(shí)，筆者針對(duì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展史進(jìn)行了如下設(shè)計(jì)。

首先請(qǐng)學(xué)生通過書本和網(wǎng)絡(luò)查找計(jì)算機(jī)的發(fā)展史，并填寫右表。

學(xué)生大部分都可以填寫完成。筆者發(fā)現(xiàn)，在第二代計(jì)算機(jī)的發(fā)展中，學(xué)生對(duì)晶體管這一器件非常感興趣，于是搜索了各類晶體管以及它們的發(fā)展過程，并借助思維導(dǎo)圖不斷延伸子主題的特點(diǎn)（如圖3）。

圖3

2.看清問題本質(zhì)，設(shè)計(jì)任務(wù)流程

筆者發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用思維可視化工具有經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生在面對(duì)問題時(shí)，能夠快速感知和抓取事件背后的本質(zhì)問題。例如，在教授六年級(jí)第21課《設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用》時(shí)，筆者運(yùn)用現(xiàn)在物流智能分揀視頻作為導(dǎo)入，學(xué)生看完視頻后能夠用流程圖快速畫出視頻中的分揀流程（如圖4）。

圖4的流程圖為后續(xù)創(chuàng)想設(shè)計(jì)新型快遞回收裝置提供了非常好的基礎(chǔ)，學(xué)生可以借助WPS演示中流程圖繪制出創(chuàng)意快遞回收裝置（如下頁(yè)圖5）。從繪制的流程圖可以看出學(xué)生對(duì)問題的本質(zhì)把握清晰，能夠較快且清晰地調(diào)取問題背后的重要信息，這對(duì)學(xué)生解決其他學(xué)科的相關(guān)問題也有較大的啟發(fā)和幫助。

圖4

圖5

3.反芻教學(xué)思維導(dǎo)圖，提升教學(xué)的效果

在教學(xué)活動(dòng)中，教學(xué)反思是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。在授課結(jié)束后，教師往往對(duì)本節(jié)課進(jìn)行相應(yīng)的反思梳理，寫下長(zhǎng)長(zhǎng)的反思記錄，但長(zhǎng)時(shí)間過去后，需要教師再次閱讀提取相關(guān)的有效信息，而利用思維導(dǎo)圖可以明確反映出授課過程中的優(yōu)缺點(diǎn)以及需要改進(jìn)的地方。

第一代計(jì)算機(jī) 第二代計(jì)算機(jī) 第三代計(jì)算機(jī) 第四代計(jì)算機(jī)特點(diǎn)

●思維可視化工具對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)和思維方式的影響

1.培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)自我學(xué)習(xí)

在教授四年級(jí)第2課《輸入文字》時(shí)，學(xué)生對(duì)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)的輸入往往特別容易出現(xiàn)問題，主要原因是未判斷搜狗拼音輸入法的輸入狀態(tài)，以及有些標(biāo)點(diǎn)字符未借助Shift鍵組合使用導(dǎo)致字符輸入錯(cuò)誤。筆者就將操作流程制作成流程圖（如圖6），帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)流程圖走向。學(xué)生在需要輸入字符時(shí)，就可以按照流程圖自行解決。

圖6

2.提升學(xué)生邏輯計(jì)算思維能力

在具體的教學(xué)活動(dòng)中，思維導(dǎo)圖可以可視化地組織信息，將概念捕獲為節(jié)點(diǎn)和鏈接，形成概念化的過程。而流程圖更適合用于繪制問題解決的過程。面對(duì)復(fù)雜的游戲設(shè)計(jì)，光靠想象很容易越想越亂，而流程圖通過對(duì)輸入輸出數(shù)據(jù)和處理過程的詳細(xì)分析，將計(jì)算機(jī)需要處理的部分突出顯示，能讓學(xué)生有情緒的流程意識(shí)和圖示概念。簡(jiǎn)單而又清晰的流程圖可以幫助學(xué)生輕松地從自然語(yǔ)言轉(zhuǎn)換到程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，理清每個(gè)任務(wù)的具體環(huán)節(jié)所需要的控件，進(jìn)而完成整個(gè)腳本的搭建。

例如，《用計(jì)算機(jī)處理累加問題》一課屬于新課改六條主線中初探“算法”部分的內(nèi)容，筆者借助“迭代算法”探究計(jì)算機(jī)對(duì)類似1+2+……+100這樣的問題的處理方法，借助“小魚吃蝦米”的動(dòng)畫分析出累加的過程，通過表格中大魚和小魚的數(shù)值變化，發(fā)現(xiàn)累加的奧秘，并借助流程圖完成重點(diǎn)部分的分析，進(jìn)而搭建整個(gè)腳本。具體腳本搭建如圖7所示。

圖7

在正式編寫腳本前，引入繪制流程圖的環(huán)節(jié)，可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)程序邏輯關(guān)系的理解。學(xué)生通過閱讀流程圖，根據(jù)流程圖的走向，判斷程序是否存在問題，繼而進(jìn)行修改完善，最終根據(jù)繪制的流程圖可以輕松地完成腳本的搭建。

3.喚醒學(xué)生學(xué)以致用的內(nèi)驅(qū)力

學(xué)生不善于將課堂中所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中，那么，如何才能讓學(xué)生主動(dòng)地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問題呢？筆者認(rèn)為，生活中需要才是唯一的驅(qū)動(dòng)力。例如，為了讓學(xué)生度過一個(gè)有意義的暑假，筆者以“我的暑假我做主”為主題展開了一次課堂討論，和學(xué)生們一起探討了暑假中每日的規(guī)劃，并畫出了相應(yīng)的流程圖，還有的學(xué)生細(xì)化了流程圖（如圖8），完善了出游某個(gè)景點(diǎn)的流程圖攻略。

圖8

●結(jié)語(yǔ)

思維導(dǎo)圖具有可視化、形象化、直觀性等特點(diǎn)，教學(xué)實(shí)踐表明，可視化工具能夠有效提升課堂的教學(xué)質(zhì)量與效率，作為一線教師應(yīng)采用符合新課標(biāo)要求的新式教學(xué)理念，借助思維導(dǎo)圖和流程圖將課堂中的思維過程留痕。只有將思維形成與演變過程可視化，才能更好地引導(dǎo)和評(píng)價(jià)思維的發(fā)展，提升思維高度，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。