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思维可视化在小学数学教学中的实践与思考研究论文

发布时间:2024-02-13 14:17:02 文章来源: SCI论文网 我要评论














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  摘要:思维可视化是一种将抽象的思考过程、信息和知识转化为具体、直观的图像或模型的方法,它能帮助学生更好地理解、记忆和应用知识。文章以思维可视化在小学数学教学中的应用为主题展开探究,认为其在搭建知识桥梁、激发学习兴趣、促进深度思考和强化知识记忆等方面具有重要价值,并结合一些教学案例提出具体的实践策略。

  关键词:小学数学,思维可视化,实践,思考

  数学是一门充满抽象概念和理论的学科,通过思维可视化的方式,教师可以将这些抽象的概念转化为生动、形象的图像或模型,帮助学生建立直观的感知,从而加深学生对知识的理解和记忆。思维可视化还能够激发学生的兴趣和好奇心,使数学学习变得更加有趣和吸引人。因此,思维可视化在小学数学教学中起到了重要的作用,成为一种有效的教学工具和策略。

  一、思维可视化在小学数学教学中的实践意义

  (一)搭建知识桥梁:将抽象知识具象化


  思维可视化作为一种媒介,能够有效地将数学的抽象思维与学生的实际生活经验相连接,以促进学生对抽象知识的理解。小学生由于认知发展特点和生活经验有限,对抽象的概念和内容往往感到困惑和难以理解,而思维可视化在数学教学中起到了桥梁的作用,可以为学生搭建一个从已知到未知、从具象到抽象的过渡通道[1]。在实践过程中,考虑到小学生常常通过直观的物体和生动的场景进行学习和思考,教师可以通过思维可视化将复杂的数学概念与学生日常生活中的实际情境相结合。这种生动形象的连接方式不仅可以帮助学生迅速抓住数学的核心思想,还能使他们在实际生活中应用所学,进一步加深对概念的理解。因此,思维可视化不仅能促进学生对数学知识的掌握,还能培养他们的实践能力和生活智慧,在小学数学教学中就像是一座跨越抽象与具象的桥梁,使学生能够在享受学习乐趣的同时,更深入地探究和理解数学的精髓。

思维可视化在小学数学教学中的实践与思考研究论文

  (二)激发学习兴趣:使数学课程更生动有趣

  思维可视化为小学数学教学注入了新的活力,通过图像、模型等可视化工具,让数学知识从单调的符号和公式转变为有趣、吸引人的内容。在数学教学中,吸引学生的兴趣被视为成功教学的第一步。在学习兴趣的推动下,学生的学习动力与参与度也会随之增强。密集的数字和繁多的符号可能会让学生感到不知所措,甚至产生逃避心理,但当这些数学知识通过图像、模型或其他形式的可视化工具展现时,整个学习过程就变得更加直观和富有趣味[2]。

  例如,利用模型展示几何体的性质,能够为学生带来全新的视觉体验。这种直观的呈现方式,无疑能让数学从枯燥的、令人生畏的学科转变为充满探索与发现的学科。学生在观察、操作和思考的过程中,不仅会对数学产生更深厚的兴趣,还可以激发自己的好奇心和探索欲望。因此,思维可视化不只是一种教学工具,更是一种教学策略,它为小学数学教学注入活力,使学生在轻松愉快的氛围中主动接近数学,感受数学的魅力。

  (三)促进深度思考:鼓励学生探究深层内涵

  在数学教学中,一个重要的目标是培养学生的思维能力,使他们具备独立探究和解决问题的能力。教师引入可视化案例,如动态图形或交互式模型,可以使学生更直观地观察数学对象的变化和互动,从而自然地引导他们思考和探究数学背后的规律[3]。

  例如,学生自己动手去调整一个动态的几何图形的角度或长度,观察形状的变化,能够更好地理解其背后的几何原理。这种探索性的学习方法,不仅可以帮助学生更好地掌握知识,而且能够促进他们批判性思维的发展。总之,在小学数学教学中,思维可视化不仅为学生提供了一个形象、直观的学习工具,还打开了一个通向深层思考和探究的大门,能够培养学生的独立思考能力和创新能力。

思维可视化在小学数学教学中的实践与思考研究论文

  (四)强化知识记忆:帮助学生重建知识架构

  相关心理学研究显示,人类对图像的记忆往往更为持久,思维可视化就可以通过直观的展示帮助学生更好地记忆和回忆数学知识。知识的传递和吸收是一个复杂的过程;尤其是在小学数学教学中,如何有效帮助学生记忆和掌握知识是一个核心问题[4]。通过可视化的方式呈现数学知识,不仅可以帮助学生迅速理解这些知识,还可以在他们的大脑中形成比较持久的记忆痕迹。更为关键的是,这种记忆不是静态的,而是一种动态的、有组织的知识结构。也就是说,思维可视化不仅提供了一张“照片”,更为学生搭建了一张“地图”,使学生可以看到各个数学概念之间的联系,理解它们之间的内在关系,从而更好地重构知识架构。例如,在解决数学追击问题时,学生可以将问题信息转换为图形模型,通过绘制不同速度的物体在同一时间段内的移动轨迹,直观看到两个物体间距离的变化,从而理解速度、时间和距离之间的数学关系。由此可见,图形能够帮助学生更清晰地识别和理解问题的核心要素,使学生更有效地应用数学知识。

  二、思维可视化在小学数学教学中的实践策略

  (一)善于使用实物类教具,增强抽象理论知识的直观性


  实施思维可视化教学首先要求教师善于运用实物类教具。教师需要针对课程内容选择合适的教具,将其融入教学过程中,使其成为展示和解释抽象概念的重要工具。实物教具的选择和使用应考虑数学知识的特点。例如,对于形象化的概念和定理,教师可以选择几何模型或计量工具等具有相应特性的教具,以增强其直观性[5]。同时,教师还应关注教具的功能和操作性,确保它们能够为学生提供足够的操作空间,以便学生通过实际操作深化对知识的理解。在教学中,教师应注重引导学生观察、描述和分析,让他们通过对实物教具的观察和操作,逐渐形成对抽象概念的具体认识。为了保证教学效果,教师还需要对实物教具进行适当组合和变换,从不同角度和层面展示数学知识,帮助学生建立完整、系统的知识体系,确保教学活动的有效性和趣味性。

  在北师大版数学二年级(上册)“100以内数的加减混合运算”的教学中,教师可以利用小木棒实物教具,帮助学生理解和掌握运算的概念。如对于“45+50”这样的加法算式,教师可以用小木棒表示基础的数值单位,如使用10根一捆的小木棒来代表数字“10”。

  接着,教师用4捆小木棒表示“40”,再加上5根散放的小木棒表示“5”,共同组成数字“45”。同样,教师用5捆小木棒来表示数字“50”。在展示这些小木棒时,教师可以在两组小木棒之间放置一个加号,以形象地展现加法过程。学生不仅能够看到数字的组成部分,还能直观理解加法的过程。在此基础上,教师还可引导学生观察和分析小木棒的排列,使学生从可视化角度理解加法的运算思维。例如,通过将“45”中的“40”(即4捆小木棒)和“5”(即5根散放的小木棒)分别与“50”(即5捆小木棒)相加,最终得到的总数是“95”。这样一来,学生不仅能直观地看到数字相加的结果,还能理解加法运算的内在逻辑。

  (二)积极运用图形化工具,促进学生逻辑思维能力发展

  在小学数学教学中,要想实现思维可视化,教师还应积极运用各类图形化工具,将抽象的数学概念转化为学生能够直观感知和理解的形式,促进学生思维能力发展。在此过程中,教师需要精心选择图形化工具,如图表、几何模型、数线和视觉化符号等,如利用条形图或饼图展示数据集合和比例关系,或用几何模型来解释形状、角度和面积的概念,或利用数线演示数字序列和运算等。在实践过程中,教师可以将这些工具融入各类教学活动中。如在解释新概念或演示计算过程时,教师可通过图形化工具展示数学理论知识的应用。同时,教师可以设计与这些工具相关的互动活动,如让学生自己创建图表和模型,进行自主探索学习。这不仅有助于加深他们对概念的理解,还能激发他们的参与兴趣。在这一过程中,教师还应注重培养学生的批判性思维和创造力,鼓励学生在使用图形化工具时提出问题,积极探讨不同的解决方案,并运用创造性思维解决数学问题。通过这样的方法,学生不仅能够更好地理解数学概念,还能在实践中拓展思维,提高解决问题的能力。

  例如,在北师大版数学四年级(上册)“确定位置”的教学中,教师可以运用图形化工具促进学生逻辑思维能力的发展。第一,教师可以创建一个类似教室座位位置的二维网格图,每个格子代表一个座位,由行和列的信息确定每个座位的位置。通过这个视觉化的座位图,学生可以更容易理解如何使用“行”和“列”的概念来确定和描述特定座位的位置。在此基础上,教师可以引导学生进行各种实践活动,如指定座位位置并让学生描述其具体位置(第几排、第几组),或描述一个特定位置让学生找到对应的座位。第二,教师还可以利用这个网格图引入更复杂的逻辑思维练习,如设置特定的位置规则(如找到第三排的第二个座位),然后让学生根据这些规则找到正确的位置。这种活动不仅能帮助学生实践和巩固“确定位置”的数学概念,还能锻炼他们的逻辑思维和空间感知能力。

  (三)绘制整合性思维导图,加深学生对知识结构的理解

  思维导图是思维可视化的一种具体方法,这是一种图形化的思维工具,将中心思想放在中心位置,然后用分支结构展示相关概念、任务、想法或其他项之间的关系。思维导图通常用于头脑风暴、记忆、拓展思维、问题解决等场合,特别强调概念之间的联系和层次结构。因此,思维导图也是小学数学实现思维可视化的一种有效方式。教师可以指导学生通过树状图来组织和展示知识之间的关系,将抽象的数学信息转化为更容易理解和记忆的视觉形式,加深学生对数学知识结构的理解,帮助学生更好地分析和理解复杂的数学题目。在此过程中,教师应当介绍思维导图的基本绘制方法,指导学生使用思维导图,比如从一个中心主题分支出不同的子主题,用线条和颜色表示不同概念之间的关联。

  例如,在学习一个新的数学单元时,学生可以从单元的核心概念开始,逐渐添加相关公式、定理、例题和解题步骤。通过这种方式,学生能够重新组织和加工所学知识,加深对数学概念的理解和记忆。此外,教师应鼓励学生在绘制思维导图时进行创造性思考,如加入自己对数学概念的理解、相关联想或实际应用的例子,帮助学生建立数学知识之间的联系,激发他们的思维和创造力。

  例如,在北师大版数学六年级(下册)“比和比例”的复习教学中,教师就可应用思维导图帮助学生整理相关知识,实现思维可视化。具体而言,教师可指导学生从“比和比例”的基本定义开始,在思维导图的中心放置这一核心概念,接着,从这一中心点出发,以分支的形式连接不同的相关主题,如“比的性质”“比例的性质”“解比例问题的方法”等。然后,在每一个分支上,学生可以进一步细化,如在“比的性质”下可以列出具体的性质,如“可逆性”“交错性”等。在“解比例问题的方法”分支下,学生可以绘制不同的解题步骤和策略。通过这样的过程,学生不仅能够清晰地看到“比和比例”单元的整体结构,还能够深入理解各个子主题之间的联系。通过思维导图整理“比和比例”的相关知识,学生能够逐渐建立有序的信息存储系统,提高信息提取的效率。这样的学习方法不仅有助于加深学生对数学概念的理解,还能够培养学生的逻辑思维能力。

  三、结束语

  思维可视化不仅能使抽象的数学概念变得更直观和具体,还能通过形象的表达方式帮助学生更深入地理解并掌握复杂的数学知识。当学生能够通过图形、模型或其他视觉方式看到数学问题的解决过程时,他们便更容易建立对数学概念的深层认知,从而形成坚实的数学基础。因此,教育者应当充分认识到思维可视化的重要性,并积极将其融入教学实践,不断探索和学习如何更有效地运用可视化工具和策略提升课堂教学的效率,为学生构建一个更生动、有趣和高效的数学学习环境,促进学生数学思维能力的提高。

  参考文献

  [1]林琳琦.巧借思维可视化促进数学学习真实发生[J].新课程研究,2023(20):62-64.

  [2]王琳.小学数学思维可视化教学策略[J].山西教育(教学),2023(7):79-80.

  [3]王岩梅.促进学生核心素养发展的小学数学思维可视化路径探索[J].广西教育,2023(22):83-87.

  [4]张晓艳,陈莹.思维可视化:基于图式的教学视域[J].江西教育,2023(31):60-61.

  [5]方君.思维可视化在数学几何课堂中的实践与研究:以苏教版小学数学四下“图形的旋转”为例[J].理科爱好者,2023(4):194-196.

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