“思维可视化”在线上教学中的应用探索

陆挺

摘 要：把思维可视化应用到线上教学的各环节中，学生的认知和思维在可视化的视频、图片、量化评价、思维导图中展开，让线上教学能达到和课堂教学相仿的效果。思维可视化不仅对教学有帮助，还可以提高集体备课的效率。

关键词：思维;可视化;线上教学;备课;微课

如何能最大程度地促进学生学习，这是每个老师无论在线上还是线下教学一直都在思考的问题。前阶段由于疫情的原因，学生只能居家进行线上学习，这对教师提出了全新的挑战，更需要充分利用好各种信息化技术来提高教学的效率，笔者尝试了把思维可视化应用到线上集体备课、授课、作业、评讲各个环节，在两个月的实践中起了很好的效果。

可视化，顾名思义就是“让本来看不见，看不清的东西看得见、看得更清晰”[1]。思维可视化应用到线上教学中，首先需要把思维作为核心素养对待，再借助各种可视化的效果使各个环节清晰可见，用一系列策略建构学生的表层知识、深层知识和理解，让学生、教师和教学内容通过各种技术手段紧密的联系起来。

一、线上集体备课

线上集体备课需要创新沟通方式，每次新课前利用腾讯会议或QQ群进行集体备课，集思广益，促进教学。

1.腾讯会议集体交流

精准把握学情是以学定教、有效教学的前提和基础，在线教学也不例外，因此在进行线上教学时更需要提前利用各种方式（问卷星、QQ对话访谈等）来了解学生现有的认知能力和学习方式，然后对教材创新的处理进行初备。再利用腾讯会议对各自的初备交流，由每次的主备整理后进行10分钟的共享屏幕（展示课件、学案等资料）线上说课。组员对主备的课件、学案消化整合后，再进行个性化处理。

2.思维导图梳理知识二次备课

运用思维可视化进行教学，需要我们教师引导学生提出问题、分析问题与解决问题，这就对教师自身的知识结构提出了要求，即教师要有一个完善的知识结构，如此在面对诸多新问题的时候，才能有的放矢[2]。

利用思维导图进行课程的二次备课，能促成教师形成整体的观念和在头脑中创造全景图，进一步加强对所教内容的整体把握，使整个教学过程和流程设计更系统、更有效。

二、授课

居家学习条件有限，接收端仅限于手机或电脑，学生对各种软件的掌握能力参差不齐，因此线上教学不可能动用复杂的软件，比较实用的有腾讯会议同屏授课或手机直播。为了让直播授课更流畅，需要提前制作可视化很强的图片或微课视频来用于预习，授课中也需要内容丰富的视频来突破难点。

1.预习

建构主义学习理论认为，学习是以先前的知识经验为基础的建构与生长，并且由于学习者的个体独特性，他们是基于自己与外部世界相互作用的独特经验来建构知识的。由于线上教育缺乏多种形式的交流，所以预习显得尤为重要。学生在家缺少必要的监督，靠什么能抓住学生的兴趣来做好预习工作呢？如果只是安排学生对课本知识进行预习，势必会造成多数学生走马观花，盲目应付。课前的预习工作要建立在学生已有的知识基础上，适当加以引导，同时还要通俗易懂又兼具趣味性，能吸引学生独立进行初步的自主探究。以《密度》这节课的预习为例，学生在小学阶段已经掌握了体积的知识，但对体积的一些单位只是停留在知道的阶段，在预习内容中加入几种常规物体与1cm3、1dm3物体进行比较，让学生对空间体积大小有直观的感受。在大脑中能形象的形成1cm3、1dm3的空间大小后，便会有意无意的对身边物体的大小进行估算，强化了对体积的概念的认知，为学习密度知识作铺垫。

在预习后鼓励学生提出问题，带着问题听课。另外对一些学习不主动的学生需要设计特别的激励方式，吸引他們积极参与在线学习。

2.微课制作

线上教学要在规定的时间内完成教学任务，如果课上用词拖拉，将严重影响课堂效率，但现场生成总难免有纰漏，这就需要对一些难点知识提前录好微课，反复斟酌修改，挑选最佳作品呈现给学生。

在微课中想用讲解的方式来让学生掌握概念是不可能的，学生的概念是建立在老师依据自己的学术修养，设计的一套活动，在活动中学生仰仗“观察”、“测量”、“操作”才会渐渐获得自己的感悟，整个过程中学生是知识的主动建构者，而不是外界刺激的被动接受者。例如“密度”这节课概念生成的微课环节，笔者首先安排了一个引入概念的视频（比较体积相同不同物质组成物体的质量）。引导学生思考：相同的体积，为什么质量不同？伴随着学生回忆质量的定义和联想生活经验，渐渐感悟到这两块物体虽然占空间体积相同，但里面包含的物质多少不一样，包含物质多的，肯定物质分布密集。

紧接着再播放体积和质量都不同的物体，体积大的质量也大，体积小的质量也小，通过讲述引导让学生进行知识迁移，联系速度定义的过程，学生能想到利用比值法进行比较。这样把质量与体积比值的方法，相当于把物体切割成体积相同后比较质量大小，学生恍然大悟，再引入密度的概念就显得顺畅很多了。

形象生动、富有思维的实验，引导学生去思考，可视化很强的视频内容帮助学生理解难点知识，利用手机聚焦到局部画面，清晰可见，配以思维导图引导学生在学习过程中知识迁移主动建构，学习成为不断生成知识的过程，从已知知识向未知知识探究的过程，学习变得轻松又有趣。

3.录屏

在微课的制作过程中，由于个人的条件毕竟有限，可直接借鉴或引用一些网络上的资源。网络中有许多优秀的资源，有更强大团体的专业制作，例如：“吃掉物理”“乐乐课堂”等，教师在备课阶段可先在网上收集微课，挑选出最精彩的内容。这些微课并不是直接发链接给学生，因为有的微课内容很多，或者只有部分是精彩的，为了使学生学的更高效，可先用录屏软件（迅捷屏幕录像、EV录屏等）录制，再用win10自带的视频编辑器进行编辑，一般可转成720P格式，视频质量几乎不变，但容量大小可减小70%，方便直接分享到学生群里，学生可直接点击流畅的观看。

4.仿真实验

仿真实验，有些教师可能不屑一顾，这是受到早期一些劣质仿真实验软件影响产生的思维定势。随着软件技术的发展，当前许多仿真实验软件已经做的非常逼真。由于居家学习，家庭中不可能都具备各种真实的实验器材，这时仿真实验可以用来作为一种补充，例如“NB物理实验”有高真实度的实验器材，模拟与实际操作高贴合度的实验场景，给学生以身临其境之感。通过虚拟实验平台，学生可以预习和复习实验原理，实验的器材、实验的步骤，实验的注意事项。

三、线上作业

学生学习完知识后需要配套练习巩固加深对知识的理解，线上作业提交的方式有多种，其中既便捷又方便处理的有QQ作业功能和问卷星作业提交。

1.QQ作业

QQ作业是针对线上教学，腾讯公司新开发出来的功能，因此在初期要对这个功能流程进行简单培训，使后续批改更快捷。QQ作业的好处是既可以模拟纸质作业中的批改过程，对学生的错误进行标注或提示，还可以进行语言录制评语，让学生收到多种不同方式的反馈，更容易开展订正。

2.问卷星作业

由于QQ作业的批改标注需要在屏幕上完成，会耗费大量时间，需要一种能快速进行反馈的方式，问卷星正好弥补了这个缺点。利用问卷星里的考试功能，教师在编制答案的同时还可以配以文字的说明，把整个题目的解题思路或分析过程预先设置好，当学生答题后立即可以点开进行自学。而且问卷星的后台功能也很强大，有多种可视化的分析表，学生完成作业后，后台会自动统计出每题的正确率的分析，方便教师进行有针对性的辅导。

问卷星在使用过程中同样也有缺点，它的主要功能毕竟不是用来考试，因此对于理科的考试，问卷星还是有点力不从心的，例如一些上标下标默认情况下是没有的，必须以图片形式上传，另外一些科学探究题，答案不唯一，利用问卷星不能进行测试，还有计算题的批阅等问题，这些正好是QQ作业能弥补的。因此QQ作业与问卷星相辅相成，能基本解决线上作业后续的批改和反馈。

四、在线习题课与量化评价

1.腾讯会议同屏讲解习题

利用腾讯会议来进行远程辅导效率很高，多个班级可以同时进行，辅导时既可以用摄像头对着白纸，白纸充当黑板功能，也可以共享屏幕在屏幕上同步解答问题。例如“从粒子到宇宙”这一章的复习课，预先利用“西沃白板”制作整章的思维导图课件，每个重点知识插入视频或图片，在同屏讲解时随时可以点出，真正做到哪里不会点哪里。复习的過程中利用思维导图逐级呈现内容，也可用画笔实时进行互动指导。

2.量化评价

作业是教学过程中的一个重要环节，教师通过作业检查教学效果，调控教学活动;学生通过作业吸收和巩固所学知识，掌握概念方法，形成良好技能 [3]。因此对学生作业评价不能只停留在对错阶段，需要对作业中各个部分进行量化评价（如下表）。评价结果反馈给学生后，让他们能及时调整学习方法，反思学习过程中出现的问题，了解自己的思维过程和思维方法是否正确。评价后再引导学生对评价的数据累计，绘制统计图，鼓励总结进步阶段的经验，促进自我的发展。

结语

利用可视化工具推动线上教学，学生能够主动参与到整个学习过程，积极地发挥自我的能力和作用，将知识构建系统化、整体化，并且能够灵活地处理所有信息，更加深了对所学知识的理解并能应用，学生从中体会到学习是有用的，学习会变得更有意义。

思维导图将以前的知识和学生当下学习的知识之间联系起来，发现它们之间的关联，从而让学生在学习过程中，主动建构新的知识体系，让学生逐渐能掌握解决现实问题的科学思维方法。

参考文献：

[1] 赵国庆.思维可视化[M].北京：北京师范大学出版社，2016：4-5.

[2] 熊铭.思维导图在教学中的应用[M].北京：世界知识出版社，2016：21.

[3] 华奕.初中物理作业过程性评价的初步研究[D].苏州：苏州大学，2015：2.