林雅梅 何群弟

可視化技術運用于教學實踐，是時代的需求，是信息化“互聯(lián)網(wǎng)＋教育”的需要，它一改傳統(tǒng)教育的僵硬沉悶，幫助重構新型的教學模式，引導教育走向新高地。我們作為可視化教學實驗學校的實踐者，參與了基于智慧課堂下的可視化教學模式的實驗探究，深有體會。

一、可視化教學模式的基本理念

“可視化”就是把信息、知識和數(shù)據(jù)的外部表征和學習者內(nèi)部心理表征轉(zhuǎn)化為可視的、看得見的表示形式，從而獲得對信息、知識和數(shù)據(jù)的更深層次認識的過程。我們的可視化教學模式包含了知識可視化資源、思維可視化工具、數(shù)據(jù)可視化三大要素的綜合運用。知識可視化資源指利用平面或三維活動的圖形圖像技術來構建、傳達和表示知識，以求有效傳達事實信息，幫助學生正確應用、生成知識。思維可視化工具是指運用一系列圖示技術把原本不可視的思考方法和思考路徑呈現(xiàn)出來，使其過程清晰可見（它通常包括思維導圖、圖形化思考工具、表格化思考工具三大類）。數(shù)據(jù)可視化是指運用計算機圖形學和圖像處理技術，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形或圖像在屏幕上顯示出來。

可視化教學模式是一種以學生為主體，注重在協(xié)作互助中培養(yǎng)思維能力的合作學習模式。其課堂形態(tài)是以小組為基礎，教師引導學生親歷實踐活動研究的全過程，體驗問題解決，完成課堂學習任務。本模式踐行“生本”理念，在課堂中為學生提供足夠的自主學習時間和空間。

智慧教室環(huán)境下的可視化教學模式，依托信息技術平臺交互系統(tǒng)，借助媒介——平板電腦，高效完成教學任務。教學中，學生利用平板電腦能及時地對課堂中的問題、研究活動方案的設計、評價等做出個性化的回應，再加上信息技術平臺交互系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能等，無一不為教師提供了準確的教學判斷，教師可依據(jù)學情隨時調(diào)整教學方略，從而使教學更加精準到位。

智慧課堂下的可視化教學模式重視學習興趣的激發(fā)，強調(diào)發(fā)揮學生的學習主觀能動性，凸顯學生個性化學習能力的培養(yǎng)。技術融合于課堂，為所有學生積極參與課堂提供了有力支撐，為教師及時關注到每一位學生的發(fā)展提供了可能。

二、可視化教學模式的課堂實踐

智慧課堂下的可視化教學模式的核心思想是基于知識可視化資源、思維可視化工具、數(shù)據(jù)可視化三大要素的綜合運用來提高學生的自主學習能力，促進學生個性化學習能力的發(fā)展，鼓勵學生自主確定研究主題、設計活動研究方案，并圍繞活動方案分析、交流，獲取知識和學習方法。整個學習過程，教師只是一個引導者和促進者的角色?？梢暬虒W模式分為四個基本流程“自主提問——自主辨析——自主解決——自主歸納”。

1.創(chuàng)設情境，生發(fā)主題，引發(fā)思考。

利用知識可視化資源創(chuàng)設與課堂學習內(nèi)容相關的生活情境，能激發(fā)學習興趣，引發(fā)學習思考，促使學生自主發(fā)現(xiàn)問題，進而提出疑問，生發(fā)主題，驅(qū)動后續(xù)的深度學習。以四年級下冊《營養(yǎng)午餐》教學為例，課始，教師利用可視化資源創(chuàng)設“點菜”情境，直觀呈現(xiàn)出各種菜式圖，問道：“食堂師傅為大家準備了美味的午餐菜肴，你想點哪三種菜式呢？”學生以小組為單位興致勃勃地在點菜平臺中點擊選出喜歡的菜式，并及時提交。大家通過查看平臺就能對各小組的配菜情況一目了然。接著讓學生在組內(nèi)說說：從不同的配菜情況中，你發(fā)現(xiàn)了哪些有研究價值的問題？最后教師引導學生從所提的多個問題中發(fā)現(xiàn)“哪種菜式的搭配更有營養(yǎng)？”作為課堂后續(xù)深入探究的主題。

學生在有趣的可視化情境中，經(jīng)歷配菜、評議等活動過程，從數(shù)學的視角出發(fā)，自主生成了本節(jié)課的研究主題，培養(yǎng)了問題意識?？梢暬Y源為數(shù)學與生活的聯(lián)系搭建了有效的溝通路徑，為學生能數(shù)學化地思考、創(chuàng)生探究問題提供了可能。

2．制定方案，分析思考，展現(xiàn)思路。

為了讓學生明晰問題的研究目標和研究程序，教師需要就“如何開展研究”、“怎樣解決困難”等問題引導學生進行思考、分析、修正和補充，并讓其把這些研究思路靈活地借助思維可視化工具圖展現(xiàn)出來，形成一個合理的、切實可行的研究方案。

比如在《營養(yǎng)午餐》的教學中，如何讓學生親歷問題“哪種菜式的搭配更有營養(yǎng)”的研究設計過程呢？教師引導學生先思考“營養(yǎng)的標準”應包含哪些要素？“搭配的菜式”分別有哪些？接著組織學生討論應從哪幾方面著手研究這個主題？需用到什么知識？注意要點有哪些？并要求學生在小組內(nèi)把以上思考交流的過程用思維可視化工具圖表示出來，形成初步的研究方案。然后各組用平板電腦把自主完成的個性化思維方案進行拍照，并推送至交流平臺進行展示，使得教師在精準把握學生思考走向的基礎上，適時介入推動，引導學生再次通過組際之間的互動評價，對思維作品做進一步的補充完善，使方案得以優(yōu)化。最后借助系統(tǒng)的評分功能讓全體同學投票選出最滿意的作品（見下圖）。

讓學生運用思維可視化工具圖制定研究方案，不僅彰顯了學生個性化的思考，還提升了他們分析問題的能力，且利于教師從學生思維的反饋中，及時地把課堂研究活動引向縱深。

3.實施方案，解決問題，深度學習。

教師引導學生根據(jù)方案進行實踐的同時，還要適時為他們提供相關的可視化資源（工具），以保證學生順暢而高效地開展自主探究、合作交流、統(tǒng)計分析、演算驗證等深度學習活動，從中提高學生綜合運用知識、方法解決問題的能力，豐富其實踐經(jīng)驗，提升自主學習效果。 比如在《營養(yǎng)午餐》的教學中，教師在播放了一則“營養(yǎng)專家告知”的微視頻資源后，讓學生從其間找尋關鍵信息，并議議：熱量不低于2926千焦，脂肪應不超過50克。接著教師又在交互平臺上呈現(xiàn)九種菜式的營養(yǎng)成分表，讓學生觀察并交流：你能根據(jù)營養(yǎng)專家提示的營養(yǎng)標準和這九種菜式的營養(yǎng)成分表，分析自己小組的配菜符合營養(yǎng)標準嗎？為什么？從而使學生能從數(shù)學的角度分析，并借助平板電腦的計算功能，合理科學地對自己小組的原菜譜做出個性化的調(diào)整和優(yōu)化。

之后，教師繼續(xù)設問：要在全班選出最喜歡的5種套餐，有什么好辦法？引導學生采用統(tǒng)計的方法：由各小組長把現(xiàn)場收集到的小組數(shù)據(jù)輸入屏幕中的統(tǒng)計表內(nèi)，交互系統(tǒng)即時生成復式統(tǒng)計圖，實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化。隨之讓學生說說：從圖中獲得了哪些數(shù)學信息？哪種搭配獲取的蛋白質(zhì)最多？培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)分析的觀念。

上述的微視頻、演算數(shù)據(jù)、統(tǒng)計圖的即時生成等環(huán)節(jié)均融合了可視化要素。在智慧教室環(huán)境下，學生親歷了“隨意搭配——優(yōu)化搭配——統(tǒng)計分析”的由表及里的實踐過程，不僅鍛煉了分析、處理信息的能力，還發(fā)展了學生的應用意識，培養(yǎng)了他們個性化的學習能力。從上述課堂實踐可看到：基于智慧課堂下的可視化學習活動中的學習個體既是知識的“消費者”，又是知識的“生產(chǎn)者”，也可以作為設計者，自主利用可視化學習工具分析信息、獲取知識。

三、可視化教學模式的運用策略

1.制定合作學習規(guī)則。

小組合作學習時，由于小組成員欠缺合作的方法及合作技能，常出現(xiàn)課堂秩序較混亂的現(xiàn)象，主要原因就是教師未能教給學生正確的合作規(guī)則。比如，交流分享時，如何傾聽；有不同觀點時，又如何表達；該如何完成不同角色所承擔的合作任務等等。唯有設定了科學又明確的合作規(guī)則，才能保證合作探究學習的有效性。

2.教師適時介入推動。

可視化教學模式是以學生為中心的課堂模式，教師的教學形態(tài)發(fā)生了變化，教師的課堂角色轉(zhuǎn)換為觀察學生的學習行為、指導學習方法、點出學習問題的引導者。如在《營養(yǎng)午餐》的學習中，各小組圍繞主題制定方案后提交時，面對比較零散的研究方案，教師適時引導學生進行討論交流、篩選梳理，使方案清晰具體化。