思维可视化在小学数学教学中的应用研究

麦柱成

【摘要】在面对“长方体的表面积”等立体图形问题时，大部分的学生能够通过阅读知识并加以分析对比，进而得出问题的答案，但仍有部分学生，空间观念及逻辑思想较差，在面对相关问题时会感到明显的吃力。因此，教师在进行数学教学的过程中，可以通过数学建模或图形的方式，将问题可视化，并使学生通过观察和分析来了解图形的几何事实，从而培养学生的观察和表达几何事实的良好习惯。

【关键词】小学数学;思维可视化;教学应用

一、思维可视化技术的应用意义

在小学数学教学中，随着年级的增长，数学问题的难度也在逐渐提升，与低年级的基础逻辑运算不同，高年级学生面临的问题主要考验的是学生的思维方式及逻辑能力，如，在面对“长方体的表面积”这一问题时，高年级的学生可以通过对以往学到的知识进行整理，了解问题中注明的长方体长、宽、高，进而求出表面积。但对于空间感和逻辑思维较差的学生而言，基础的逻辑一旦发生变故，就会手足无措，如，将“长方体的表面积”转化为“长方体的体积”“圆柱体的表面积”甚至是“圆锥体的表面积”等。固定的思维逻辑限制了学生的想象，因此采用思维可视化技术将数学问题可视化，使学生能够通过观察和计算的方式来了解几何事实，了解正方形、长方形、梯形及平行四边形等图形的运算原理，进而触类旁通地解决更深奥的问题。因此，思维可视化技术在小数数学教学中的应用具有重要的教学意义。

二、我国小学数学教学中存在的问题

我国小学数学教学中，低年级的学生和高年级的学生的教学方式存在明显的差异，低年级的学生更注重于基础逻辑思维和数学运算能力的培养，这种知识能够应用在生活中的各个地方。因此，学生的学习积极性较高，但高年级的学生除了基础逻辑和运算能力的培养之外，更多的是锻炼学生的思维能力和构建思维方式的雏形，但在实际教学中，低年级的教学方式并不适用于高年级教学，但高年级的教师却并没有针对高年级的实际情况对教学形式作出改变，导致高年级的數学教学中存在许多问题。

1.教学形式单一

我国社会经济和科学技术的发展使得传统的教学方式需要迎合新时代的需求进行改革，但对于教学方式的改革，依旧是在传统教学方式的基础上进行的。因此，新型教学方式仍然存在传统的教学方式问题。许多的教师在教学时依靠传统的教学模式，教学形式较为单一，缺乏创新。黑板报教学本身带有一定的枯燥性，而社会经济的发展使得娱乐行业迅速发展，学生容易在生活中受到各种娱乐项目的影响，对学生的学习兴趣产生了极大的影响。加上小学生本身在认知上存在一定的缺陷，很难在枯燥的教学生活中保持持续的注意力集中状态，导致小学生在学习中出现严重的知识性偏差，影响了小学生健全思维的培养。

2.教学内容与实际不相符

我国小学数学教学中设立的问题，本身更注重问题的逻辑性与合理性，学生能够通过学习数学问题来培养逻辑思维，加深学生对于各项数学知识的学习，但知识最有效的教学方式是理论结合实际来使学生明白数学事实，而不是单纯地学习数学理论。我国小学数学教学中的许多问题与现实实际存在严重的偏差，与学生现实的物理认知存在冲突，导致学生在学校学到的理论知识在现实中无用武之地，学到的知识成为了应付考试的“资料库”。当学到的知识与生活缺乏关联时，知识没有得到运用，学生对学习的兴趣就会大幅度下降，学习缺乏积极性，导致小学数学教学对学生本身的能力并没有多大提升。

3.师生缺乏沟通

在进行教学的过程中，教师将主要的精力放在如何为学生讲解问题的解法和数学知识的应用中，使学生在考试时面对各项问题时都能够提出对应的解法来进行问题的解答。但是在解答问题的同时，学生只知道解法，却不明白为什么要怎么解，知识与认知存在冲突。而小学生对人际交往的认知不强，很多学生由于害羞或自卑等原因即便是有不懂的地方，也不会去询问教师，甚至有的学生根本不清楚自己哪里不懂。教师与学生之间存在严重的沟通障碍，导致学生只知道数学理论知识，却不清楚数学事实。

三、以《长方体的表面积》为例分析思维可视化技术在小学数学教学中的应用

1.长方体的表面积

长方体的表面积是高年级学生才会接触到的问题，是对小学数学知识的整理和运用，通过长、宽、高等数据在学生的思维中建立虚拟模型，培养学生的空间想象力与逻辑思维。也能以此为基础，进行其它图形如圆柱体、圆锥体、棱柱体等多种三维图形的数学教学。通过《长方体的表面积》的教学能够让学生对三维图形有一个基础的认知，以及对三维图形的运算解法的应用有较为清晰的了解。

2.通过符号和数字将数学问题可视化

在对小学数学教育进行改革时，教师开始对教学形式进行调整，将教学重点从数学理论知识教育转向学生自身能力的培养。而这首先需要提升学生对学习的积极性和兴趣。因此，思维可视化技术的有效应用成为了教育改革的关键。得益于现代科学技术的发展，希沃白板在教学中的应用将思维可视化由理论转向了现实。借助希沃白板的数学教学工具将虚拟的数学模型可视化，如，长方体的长、宽、高及数学模型状态可以通过希沃白板来进行可视化。教师可以根据可视化的数学模型来对学生进行数学事实的讲解，分析数学运算原理。学生可以通过可视化的数学模型与现实事物进行对比，将理论转化为实际，加强数字运算间的联系和理解，从而能够理解数学图形与图形之间的关联，形成正确的数学认知，提高数学学习的积极性。

3.增强课堂互动以活跃课堂气氛

思维可视化技术的应用使得当前小学数学教学模式更趋向于对学生自身能力的培养。而在数学教学中，思维可视化技术的应用使学生能够在数学教学中了解到数学事实，进行更深奥的数学知识学习。但想要进一步提高学生的学习兴趣，首先应当降低课堂中枯燥乏味的学习氛围。通过数学教学形式的创新来把控数学教学课堂氛围，增强数学课堂的趣味性，增加数学教学引导和边学边记的形式，增强课堂的互动性。以《长方体的表面积》为例，教师可以在教学过程中讲解长方形的各个面的面积求解、各个面的相似性与基础数学运算等，逐步地讲解长方体的构造及相关数据的求解原理，让学生对长方体的数学事实有较为清晰的了解。学生能够在学习过程中，在草稿本上动手绘画数学模型，利用数字来加深对于数学事实的认知，边学边记，将教师的转述记录到自身的笔下，使学生能够感受到数学教学中的趣味所在，继而激发学生兴趣，降低课堂的枯燥。

4.理论与实践结合实现思维外化

希沃白板将思维可视化转为现实，学生能够通过教师的讲解了解到数学教学问题中的数学原理，能够明白数学问题的内涵所在。教师可以借助希沃白板引导学生将理论与实践结合，通过实践来将自己的思维方式进行外化，使数学问题中逻辑性与晦涩难懂的地方通过实操来进行验证，了解自身的思维缺陷，进而完善自身的思维方式和逻辑能力。教师也能根据学生的实操表现了解到学生的学习弊端，进而展开针对性的沟通教育，弥补学生的思维死角，加强对学生自身能力的培养，使学生能够从容不迫地应对各项数学问题。

四、结语

对传统数学教学模式改革最关键的地方在于希沃白板的应用将思维可视化技术成功地应用在小学数学教学中。借助希沃白板，教师能够更直观地为学生讲解数学事实，学生能够通过教师的引导结合自身的实操来加深对数学事实的印象，并通过与实际物品的对比来完成对数学知识的应用。这不仅降低了学生学习数学的压力，更重要的是提高了学生自身的能力，对学生的后续学习活动十分重要。

[本文系佛山市顺德区教育科学“十三五”规划2020年度立项课题“‘3+N阳光课堂教学模式构建研究”（立项编号：SDGH2020094）阶段研究成果之一]

参考文献：

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[2]周珊珊.让思维看得更清晰——浅谈小学数学课堂思维可视化[J].求知导刊，2020（14）：48-49.

[3]白建华.信息技术支持下实现小学数学思维可视化教学分析[J].电脑乐园，2019（12）：5.

责任编辑  李  源B1FBCE2F-9678-4772-9589-28D181A8A593