核心素养背景下构建“可视化”数学课堂教学模式探究

谢海霞

摘要：在核心素养视域下，教师要摒弃旧的育人观念，优化教学方法，以生为本，营造积极的数学学习氛围，逐步提高学生的综合素养。对此，教师可在数学教学中构建“可视化”数学课堂，积极激发学生的数学学习兴趣，挖掘学生的数学学习潜能。在具体教学中，教师可积极引进数形结合理念，灵活运用教材，合理运用思维导图，设置任务项目，同时加强理论知识与生活的联系。文章在分析核心素养背景下数学教学目标、可视化教学内涵的基础上，重点探究核心素养背景下构建可视化数学课堂的意义及具体策略。

关键词：小学数学；核心素养；可视化；内涵；教学模式

中图分类号：G623.5文献标志码：A文章编号：1008-3561（2022）29-0113-04

基金项目：本文系2021年度甘肃省教育科学“十四五”规划课题“基于核心素养背景下‘可视化’小学数学课堂教学的构建与研究”（课题立项号：GS[2021]GHB1578）研究成果

核心素养背景下的数学课堂不仅要使学生获得数学知识技能，还要激发学生的学习兴趣，使学生通过独立思考或合作交流感悟数学的基本思想，积累数学学习经验，形成个性化的学习习惯。对此，教师要改变过度重视理论知识教学的教学观念，凸显学生的主体性，利用思维可视化理论，构建可视化数学课堂，以此激发学生的数学学习兴趣，挖掘学生的数学学习潜能，逐步提高数学课堂教学效率。

数学核心素养指的是多维度的知识和技能。数学学科核心素养包括数学思维方式、数学解题能力、推理能力等内容，如学生的数感、符号意识、应用意识、创新意识。数学知识逻辑性强，知识结构体系庞大，因此在数学教学中，教师应明确学科的具体教学目标，遵循数学学科的特性和本质属性，在计算、判断、分析、综合思考中，促使学生形成数学思维，并灵活应用数学知识解决实际问题。针对数学学科的核心素养教学目标，教师要具备创新的“教”的技能，积极培养和提高学生的数学学习能力，使学生形成独立思考、合作交流、反思质疑等数学学习习惯，具有站在数学角度探究数学问题的能力，即具备较强的“学”的能力。同时，在数学教学中，教师还要基于数学核心素养培养角度，明确学科教学目标，传授学科知识，提高学生的知识应用能力和实践水平，并促使其将数学知识、技能内化为自身的良好素养。在数学核心素养理念下，数学教师还要积极培养学生的事物观察能力，引导学生站在数学的角度对问题进行观察、分析和处理。

可视化教学是以教材为基础，用可视化的方法，将知识转化为特定内容和具体形象，即在多样化的模式下，实现对学生思维方式的培养。基于数学知识抽象性强、逻辑性强的特点，部分学生理解起来有一定困难。思维可视化教学补齐了该短板，作为新型教学理念，其以一定的媒介作为渠道，具体、形象地呈现思考过程，可提高学生对数学知识的掌握能力、理解能力。在思维可视化数学教学中，教师要确保信息传递的效率，积极展示知识的可视化场景，促使学生理解、吸收，并将知识与技能内化为自身的良好素养。在可视化数学课堂上，教师可通过对教学活动的策划和组织，使学生在可视化的情境中和大胆想象中，对数学知识产生深刻的理解与感悟。可见，创建可视化的学习环境，完善可视化条件，发挥可视化教学的功能和优势，可激活学生内在的数学学习动力，逐步提高学生的数学学习效率，提高学生的数学学科核心素养。

1.可视化教学有利于激发学生的数学学习兴趣

激发学生的数学学习兴趣，是可视化教学的主要功能。青少年学生受年龄和认知发展规律等客观因素限制，数学学习能力较弱，且对抽象的数学学习内容不感兴趣。因此，构建可视化的数学课堂教学模式，用思维可视化理论设计、实施数学教学方案，可将抽象的数学知识转化为具体、形象的内容，激发学生的数学学习兴趣，树立学生的数学学习信心。例如，数学概念的具体化和形象化会给学生带来直观的学习体验。在生动、形象化的數学课堂上，学生会突破自身的能力和视野限制，理解、吸收数学知识，实现核心素养的提升。

2.可视化教学有利于挖掘学生的数学学习潜能

学生是否具有主体意识、在课堂上自身的主体意识是否能被有效激发并彰显，决定了学生的数学学习水平和数学核心素养的发展水平。可视化数学课堂教学模式可将学生的内在潜能充分挖掘出来，激活学生内在的学习动力。青少年学生的思维正处于初期发展阶段，逻辑思维能力不强，其在数学学习中会遇到各种困难，并因此对数学学习产生抵触情绪，甚至厌倦心理。对此，教师可利用可视化课堂教学模式，将学生内在的潜能充分激发，促使学生产生学习积极性，形成主动思考的意识，养成对数学问题进行深度探索和思考的好习惯。另外，可视化数学课堂还有利于拓宽学生的解题思路，提高学生的逻辑思维能力。

可见，可视化数学课堂生动、形象的知识呈现方式会激发学生的学习动机，最大限度挖掘学生的学习潜能，促使学生突破年龄、认知等局限，对知识进行积极、主动探索，成为数学课堂上的真正主体。可视化数学课堂不仅可彰显学生的主体地位，还可改善师生关系，营造和谐、宽松的课堂氛围，引导学生自主探究知识，挖掘知识内涵，进一步推动数学课堂教学改革。

1.引进数形结合理念

数学核心素养中的各项素养之间联系紧密，如数字、数学运算、几何图形、符号、数感等，对学生的核心素养和综合能力提升起着决定性作用。在可视化数学课堂创建和实施中，教师可引进数形结合思想，积极创新课堂教学方式，培养学生的数学建模能力，使学生充分发挥想象力，借助数学模型思考问题，解决数学难题。例如，以0作为原点，向左右两边进行延伸和扩展，得到正数和负数的序列，是数学学科中最简单的一种建模形式。数学建模可将抽象的数学知识形象化地展示出来。复数的概念抽象性强，教师利用数学建模的方法，可清晰呈现正负数之间的关系，使学生轻松理解复数概念。另外，数形结合思想还可激发学生的学习和探究动力，培养学生积极的学习态度，促使学生主动了解正负数的相关知识，了解正负数之间的关系，并学会使用数学建模方式解决数学问题。教师通过培养学生的建模意识和建模能力，可有效发展学生的数感能力、数学运算能力以及对数字和符号的理解能力，使其对不同数学知识之间的联系形成明确认知。因此，在创建可视化数学课堂时，教师要重点引进数形结合思想，将可视化教学理论落实到数学建模实践中，促使学生进行积极思考，养成主动学习知识、运用知识建模的学习习惯。在数形结合的教学模型构建中，当数学知识实现可视化后，可降低数学知识的学习难度，使学生形成清晰的认识，并熟练运用。

2.灵活运用教材

任何一门学科的课堂教学活动都是以教材为基础开展的。在核心素养背景下，教师在构建可视化数学课堂时，可将教材中与核心素养有关联的素材挖掘出来，并应用到课堂教学中，以启发学生的思维，提高学生的数学学习能力。对此，教师要关注学生的成长规律，认真研读教材，然后以教材内容为依据，设计数学可视化教学方案，鼓励学生进行大胆的思考和想象，养成良好的思考习惯，逐步提高学生的探究能力。在重新整合教材时，教师可以学生的生活经验为基础，以生活化、趣味化的形式讲解教材知识，激发学生学习知识的积极性，促进学生对数学知识的掌握、理解和运用。

在二次开发数学教材的过程中，教师可整合碎片化的内容，从学生的学习需求入手，将各单元的知识点连接起来，用结构化的思路，培养学生对新旧知识的衔接意识。例如，在“小数除法”的单元教学中，教师可将学生所学的整数除法知识、分数除法知识联系起来，明确算理的本质，展示除法知识的内部一致性，或引进生活化的案例，让学生对算理和算法进行深度探索。在相通的算理和算法中，学生进一步认识到小数除法的本质是计数单位的无限次细分，小数除法、分数除法和整数除法具有一致性，计算步骤、书写格式有相通之处。教师还可以用生活中常见的水果、排队现象等作为素材，将知识用可视化的方式形象展示出来，对学生进行小数除法的训练。通过对教材内容的灵活运用，学生可提高数据分析能力、对数学概念的理解能力，以及对数学知识的应用能力。

3.合理运用思维导图

思维导图是一种可视化的教学工具。在核心素养的背景下，数学教师在构建可视化数学课堂教学模式时，可利用思维导图将数学知识的内在关联形象地展示出来，使学生充分了解数学知识之间的关系，积极探究知识的内涵。另外，思维导图还可从课前、课中向课后延伸，应用于数学知识的复习和巩固中，引导学生形成观察数学知识、分析数学问题的能力，掌握数学概念、数学语言，形成数学思维和空间概念。例如，在“圆柱和圆锥”的教学中，对于不同的图形概念，学生经常会产生理解性错误。对此，教师可借助思维导图构建可视化数学课堂，以此降低知识的学习难度，激发学生的学习兴趣。教师还可让学生在可视化环境中思考圆柱和圆锥概念的不同，对比二者的数学特征，了解知识之间的内在联系，以此丰富学生的知识体系，加深学生对知识的理解、记忆。

例如，教师可让学生用思维导图梳理与圆柱、圆锥有关的知识，包括二者的表面积、体积计算公式等，将知识以可视化的形式展现在思维导图中。学生可在可视化的思维整理和知识学习中，掌握不同的数学概念，形成数学知识体系，并将数学学习内容内化为自己的综合素养。这样，在面对实际问题时，学生就可进行具体、有侧重点的分析，形成解决实际问题的核心能力，养成综合分析问题和持续学习的优秀品质。教师还可将思维导图及其图形功能有机结合起来，培养学生制作思维导图的能力和基本的画图能力。另外，在创建可视化的数学课堂模式时，教师要重点训练和提升学生的逻辑思维水平，将可视化的思维理念践行到课堂画图环节，让学生以课堂主体的身份参与思维导图的制作，以此提高学生的基本画图能力，对图形要素、图形资源的开发、利用能力，增强学生画图的自主性。在直观的数学图形模型制作中，学生可将自己的创新思维和趣味性想法融入数学图形中，实现自身的思维可视化，不断提高数学思维能力。同时，在画图实践过程中，学生还可掌握丰富的数学知识，具备对实际问题进行分析的能力，形成以图示意的学习习惯，为未来的学习与发展奠定基础。

4.设置任务驱动项目

项目教学法可充分激发学生的学习活力。在数学教学中，教师可以设置与数学知识有关的任务驱动项目，构建可视化的数学课堂教学模式。在具体项目展示中，学生在任务的驱动下，可激发内在潜能，发展数学学科核心素养。青少年学生处于特殊的成长阶段，对新鲜事物和自己不了解的知识领域、事件有浓厚的求知欲和好奇心，因此，教师在构建可视化数学课堂教学模式时，可利用学生的特点和年龄特征，把握学生的学情，设置任务驱动项目，让学生探索和思考数学问题，完成数学驱动任务，以此激发学生的数学学习积极性，提高学生对数学知识的理解能力。在任务驱动项目的探索中，教师在布置数学驱动任务项目或设置数学问题时，可根据学生的成长规律和行为发展特点，用可视化的方式让学生进一步明确任务主线，了解任务目标，对数学知识进行深度探究，并在任务驱动下，增强学习的有效性，提高分析数学问题的能力。以“角的初步认识”教学为例，教师可在可视化课堂的教学理念下，基于学生的特点，把握学情，设置问题或任务，激活学生的学习兴趣和动机，让学生对事物进行观察和思考。这样可凸显学生的课堂主体性，提高学生的课堂学习效率，让学生在充满趣味性和活力的数学课堂上产生内在的学习动机，锻炼思维，积极思考。在课前导入阶段，教师要把握该教学环节的重点，进行知识点的导入和运用，将直角的概念引入课堂，用可视化的方式将直角的特点展示出来，鼓励学生对直角进行观察，寻找直角特点，并总结為自己的学习成果。对此，教师可设置任务问题，让学生思考“90度的角是直角，其他度数的角被称为什么”“角的度数是如何计算出来的”等问题。教师还可展示生活中的直角，让学生对知识进行思考、延伸。在问题、学习任务的驱动下，学生可对角的知识形成深刻认识，并产生浓厚的探究兴趣。在对问题进行思索、对任务进行探究的过程中，学生的拓展能力、探究能力、实践技能也会得到有效提升。教师还可借助数学模型展示，或通过映射式思维模式，引导学生对数学知识进行比较，构建可视化的直观模型，展示和归纳数学知识，呈现数学知识的思考方式、思考路径和思维方法。学生通过参与讨论、思考，可形成一定的推理能力、抽象思维能力和实践探索能力。可见，教师通过引导学生对知识进行对比、分析，对生活中的事物进行观察，可启迪学生的思维，激活学生的学习动力，促进学生数学核心素养的发展。

5.促进理论与生活的联系

数学知识产生于生活，又应用于生活，与人们的生活密切相关。在数学教学中，教师可结合可视化教学模式的构建目标，将现实生活中的情景可视化，将理论知识的讲解延伸到现实生活中，使学生在观察现实生活的过程中夯实数学理论知识基础，深刻体会数学知识的应用性、工具性特点。数学知识应用于人们生活的多个方面，与人们的生活密切相关，例如求解面积、市场买卖活动、工程设计等都是数学知识的应用。因此，在可视化的教学模式构建中，教师可将理论知识延伸至生活中，引导学生关注生活化的数学知识应用场景，学会运用数学知识解决生活中的数学问题。

例如，在教学“多边形面积”时，教师可将生活中的多边形物体绘制成平面图在课堂上展示出来，引导学生了解生活中的物品所具有的数学属性，如生活中常见的烟灰缸、书桌、茶几等。教师还可按照一定的比例，绘制物品的平面图形，让学生思考图形的面积求解方法，如对不同形状的物品进行测量，分别计算物品的不同表面积，再通过求和的方式获取结果。教师还可利用先进的信息技术软件和网络绘图工具，精准还原生活中的多边形物体，让学生通过对数值的对比、分析、计算，开展相应的学习活动。在可视化的生活情境中，理论知识实现了向生活的延伸和过渡，这有利于培养学生的知识应用能力，使学生形成几何感知能力、数据分析能力，产生空间概念，形成思考能力，并以此发展数学核心素养。

综上所述，在数学课堂上构建可视化的教育模式，是对学生进行思维训练的重要途径，也是构建高效课堂的有效措施。对此，教师可以教材内容为依据，灵活运用教材，挖掘教材中与数学核心素养有关的元素，将学生的学习活力充分激发出来，引导学生相互交流，开展深层次的互动，形成不同学生个体之间的思维碰撞，以此打造高效的可视化数学课堂。而可视化的课堂教学模式有利于培养学生的画图能力、逻辑思维能力，提高学生的数学学科核心素养。

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Research on Constructing "Visual" Mathematics Classroom Teaching Mode under the Background of Core Competence

Xie Haixia

（Dongguan Primary School， Minqin County， Gansu Province， Minqin 733399， China）

Abstract： From the perspective of core competence， teachers should abandon the old concept of education， optimize teaching methods， take students as the center， create a positive atmosphere for mathematics learning， and gradually improve students’ comprehensive competence. In this regard， teachers can build a "visual" mathematics classroom in mathematics teaching， actively stimulate students’ interest in mathematics learning， and tap students’ mathematical learning potential. In specific teaching， teachers can actively introduce the concept of combination of numbers and shapes， flexibly use textbooks， reasonably use thinking maps， set tasks and projects， and strengthen the connection between theoretical knowledge and life. On the basis of analyzing the mathematics teaching objectives and the connotation of visual teaching under the background of core competence， this paper focuses on the significance and specific strategies of constructing visual mathematics classroom under the background of core competence.

Key words： primaryschoolmathematics； corecompetence； visualization；connotation；teachingmodel