黎海 江蘇省太倉市良輔中學(xué)

思維可視化是指運用一系列圖示技術(shù)把本不可視的思維（思考方法和思考路徑）呈現(xiàn)出來，使其清晰可見的過程。被可視化的“思維”更有利于理解和記憶，因此可以有效提高信息加工及信息傳遞的效能，計算思維同樣可以通過思維可視化來培養(yǎng)。下面，筆者以《地址及引用》一課為例，談?wù)勅绾瓮ㄟ^“思維可視化”的設(shè)計來引導(dǎo)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。

● 基于“思維可視化”的教學(xué)設(shè)計

1.確定教學(xué)目標

思維可視化是用來組織和表達知識的一種工具，通常是將所有知識點或某些概念，利用連線聯(lián)系在一起，使人在視覺上能夠清楚地看到概念之間的關(guān)系。因此，在教學(xué)過程中，教師要充分挖掘教材中能夠培養(yǎng)計算思維的知識點，并引導(dǎo)學(xué)生運用思維可視化工具展現(xiàn)自己理解的知識。例如，在《地址及引用》一課的教學(xué)設(shè)計中筆者確定了如下的教學(xué)目標：

①能夠從生活體驗入手去理解單元格的含義及作用，通過在WPS表格軟件中的系列計算操作，體會選擇合理軟件工具的重要性。（信息意識）

②能夠?qū)⑺姷乃伎挤绞絻?nèi)化為自己的思維習慣與行為方式，合理運用相對地址和絕對地址來解決實際問題。（計算思維）

③能夠根據(jù)需要選擇合適的數(shù)字學(xué)習資源進行自主學(xué)習，在交流、試錯、合作的學(xué)習過程中培養(yǎng)團隊協(xié)作精神和創(chuàng)新意識。（數(shù)字化學(xué)習與創(chuàng)新）

④能夠遵守網(wǎng)絡(luò)秩序，合理篩選并使用互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)資源，在傳遞數(shù)據(jù)的同時樹立正確的網(wǎng)絡(luò)文化價值觀。（信息社會責任）

2.創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境

信息科技課程要求教師用符合數(shù)字時代的思維方法，引導(dǎo)學(xué)生思考，并處理數(shù)字時代的事件。因此，筆者在《地址及引用》的教學(xué)設(shè)計中引入了貼近學(xué)生生活實際的“居民分時電費”計算來逐步展開教學(xué)，以“已知數(shù)學(xué)法→新知軟件法→相對引用法→絕對引用法→表內(nèi)引用法→表間引用法”為主線引導(dǎo)學(xué)生完成知識脈絡(luò)的構(gòu)建與計算思維的培養(yǎng)（如圖1）。

● 基于“思維可視化”的教學(xué)實施

信息科技是一門以知識性、操作性、實踐性和探究性為特征的課程，它是在信息獲取、處理和應(yīng)用的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生的計算思維。要實現(xiàn)這個目標，教師需合理安排操作步驟，并在學(xué)生理解能力、知識基礎(chǔ)及操作經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，有序引導(dǎo)和推進教學(xué)進程。

1.由數(shù)學(xué)化走向信息化

在教學(xué)中，教師不可能將學(xué)生所需的所有知識技能都傳授，因此，培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力尤為重要。學(xué)生只有通過遷移不斷獲取新知，能夠由已知通向未知，才能適應(yīng)不斷變化的信息社會。

例1：怎樣快速計算居民的電費？

師：同學(xué)們，利用已有的數(shù)學(xué)知識，是否能計算“劉春華”家的電費呢（如圖2）？

生1：在編輯欄中輸入公式：=0.5*52+0.3*20。

師：很好，單元格（D8）中顯示了正確結(jié)果32。那能不能在公式中用單元格地址來替代其數(shù)據(jù)呢？

生2：在編輯欄中輸入公式：=0.5*B8+0.3*C8。

師：完成得也很好，我們看到單元格（D8）中顯示的結(jié)果同樣是32。那么，引用單元格地址有什么用呢？大家觀察我接下來的操作。（演示“填充柄”功能）

……

在例1中，完成居民電費的第一次計算是用已有的數(shù)學(xué)知識來完成的，第二次計算是通過引用單元格地址完成的。在這個過程中，學(xué)生在原有生活經(jīng)驗的基礎(chǔ)上進行了思維提升，從數(shù)學(xué)遷移到信息處理，完成了數(shù)字素養(yǎng)與技能的一次完整體驗。

2.由相對引用走向絕對引用

在課堂教學(xué)中，對難以理解的信息關(guān)系，教師可以用概念圖的方式進行表達。思維可視化可以讓學(xué)生將自己面對的問題，通過可視化工具展現(xiàn)出來，同時針對面對問題的細節(jié)，詳細地給出解決方法。

例2：當數(shù)據(jù)經(jīng)常需要調(diào)整時，應(yīng)如何引用單元格地址？

師：同學(xué)們，既然B8（52）和C8（20）這兩個單元格地址可以引用，那電價對應(yīng)的C4（0.5）和C5（0.3）這兩個單元格的地址是不是也可以引用，請大家試試看！

生1：老師，使用填充柄后，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)錯誤問題。

師：為什么剛才引用單元格地址正常，現(xiàn)在就出現(xiàn)問題了呢？請大家觀察D8至D21單元格中的公式，找找原因。

生2：引用電價的C4和C5這兩個單元格地址出現(xiàn)了問題。

師：觀察得很仔細！也就是說這兩個單元格地址的引用要想辦法固定。大家到教材中去找找解決方法。

……

學(xué)生得出結(jié)論：可以給這兩個地址前面加把鎖（$）（如上頁圖3），以實現(xiàn)相對地址與絕對地址之間的轉(zhuǎn)換；如果要固定引用某個單元格中的數(shù)據(jù)，應(yīng)使用絕對地址引用；當對單元格中的數(shù)據(jù)修改后，引用該單元格地址的結(jié)果會同步更新。

在例2中，由相對地址的引用過渡到絕對地址的引用，思維切換的幅度有點大，但借助思維圖示能夠讓兩者的區(qū)別顯而易見，學(xué)生能夠充分理解相對地址與絕對地址的引用區(qū)別。在這個過程中，重難點的講解得到了有效突破，學(xué)生在不斷的思維迭代中，發(fā)展了信息科技核心素養(yǎng)。

3.由局部引用走向整體引用

信息的結(jié)構(gòu)不是單一的線性結(jié)構(gòu)，而是多維度的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，紛繁復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系很多時候用語言難以表述，這時教師可以用思維可視化的方式將其圖像化，幫助學(xué)生理解。

例3：在“WPS表格”數(shù)據(jù)處理時，為什么要引用單元格地址？

師：地址的引用除了可以在工作表內(nèi)使用外，還可以跨工作表引用。這里有一張“居民用電情況統(tǒng)計表”，嘗試一下能不能統(tǒng)計出來！再看看有什么發(fā)現(xiàn)？

生1：在引用另一張工作表地址時，會在前面出現(xiàn)被引用工作表的名稱。

師：觀察得很仔細！確實如此，在跨工作表引用地址時，需在前面加上被引用工作表的名稱（如圖4）。這堂課我們學(xué)習了地址的引用，同學(xué)們想一想在數(shù)據(jù)處理時，為什么要引用單元格地址呢？

……

學(xué)生討論梳理得出結(jié)論：可以大大提高數(shù)據(jù)處理的效率；在數(shù)據(jù)調(diào)整后，計算結(jié)果會同步自動更新。

在例3中，由工作表內(nèi)的地址引用擴展到工作表間的地址引用。怎么引用，是對思維方式的演練；為什么引用，是對思維方式的總結(jié)。學(xué)生通過從局部引用過渡到整體引用，拓展了思維的廣度和深度，進一步內(nèi)化了自己的思維習慣與行為方式，思維能力和計算思維得到提升。

● 結(jié)束語

信息科技不應(yīng)僅僅是簡單的技術(shù)操作，更不應(yīng)只是教師教什么學(xué)生學(xué)會什么的模仿性學(xué)習，教師要在信息科技核心素養(yǎng)的引領(lǐng)下，讓“思維”在“知識”上活起來，應(yīng)用可視化思維方式，把難以理解的思維過程和方法以圖像形式呈現(xiàn)出來，使思維更加嚴謹和結(jié)構(gòu)化，讓學(xué)生有更多的思維探索體驗，在培養(yǎng)學(xué)生愛思考的習慣的同時，將操作任務(wù)內(nèi)化為基于思想的問題解決能力。