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        思維可視化在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用

        2023-12-29 19:37:50李志敏
        幸福家庭 2023年20期
        關(guān)鍵詞:可視化思維數(shù)學(xué)

        李志敏

        培養(yǎng)思維能力是高中數(shù)學(xué)教學(xué)之魂,也是促進(jìn)學(xué)生全面成長(zhǎng)之核。對(duì)于高中生而言,課程教學(xué)存在抽象、晦澀難懂等問(wèn)題,如何提升學(xué)生的思維品質(zhì)是每名教師亟須解決的問(wèn)題。構(gòu)建思維可視化學(xué)習(xí)模式,不僅能夠減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力,還能夠使學(xué)生知其所以然。

        高中數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)難度較大,具有一定的抽象性。為了提升學(xué)生的思維品質(zhì),使高中生深入、全面、理性地思考,高中數(shù)學(xué)教師需要加大對(duì)思維可視化的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用力度,借助信息技術(shù)、圖示等,確保教學(xué)過(guò)程清晰可見(jiàn)、教學(xué)互動(dòng)動(dòng)態(tài)生成,促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)思維與核心素養(yǎng)的同步提升。思維可視化聚焦思維層,在多維可視化技術(shù)支持下,不僅能夠?yàn)閷W(xué)生提供即時(shí)反饋、全局展示的場(chǎng)景,引導(dǎo)學(xué)生把握數(shù)學(xué)內(nèi)容的本質(zhì),還能夠創(chuàng)設(shè)動(dòng)態(tài)累積、趣味呈現(xiàn)的情境,使抽象的數(shù)學(xué)問(wèn)題形象化、具體化,為高中數(shù)學(xué)教學(xué)改革提供無(wú)限動(dòng)力。

        基于此,筆者闡述了思維可視化的價(jià)值意蘊(yùn),分析了思維可視化在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的設(shè)計(jì)原則,提出了思維可視化在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用方法。

        一、思維可視化的價(jià)值意蘊(yùn)

        構(gòu)建思維可視化學(xué)習(xí)模式,既是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)理念和教學(xué)方式的一種全新突破,也是適應(yīng)新時(shí)代育人模式變革的必要之舉。

        (一)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)

        高中生具有強(qiáng)烈的求知欲望,對(duì)數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí)較為期待。教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)思維可視化的學(xué)習(xí)情境,不僅能夠?yàn)閷W(xué)生呈現(xiàn)感興趣的數(shù)學(xué)信息,如數(shù)學(xué)口訣、數(shù)學(xué)小故事等,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,還能夠加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的認(rèn)知,豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

        (二)增強(qiáng)學(xué)生的探究意識(shí),營(yíng)造和諧的課堂氛圍

        高中數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)與學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)相適應(yīng),培養(yǎng)學(xué)生探究和解決問(wèn)題的能力。在教學(xué)過(guò)程中,教師根據(jù)學(xué)情提供一些具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)內(nèi)容,能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。創(chuàng)設(shè)思維可視化學(xué)習(xí)場(chǎng)景不僅能夠增強(qiáng)學(xué)生的探究意識(shí),還能夠營(yíng)造和諧的課堂氛圍,有助于實(shí)現(xiàn)師生間的良性互動(dòng)。

        (三)豐富學(xué)生的感知,助推教學(xué)提質(zhì)增效

        創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境是思維可視化學(xué)習(xí)的重要抓手,能夠幫助學(xué)生親身感受數(shù)學(xué)知識(shí)的建構(gòu)過(guò)程,有助于豐富學(xué)生的感知。同時(shí),教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)思維可視化學(xué)習(xí)情境,打破了以往講解式、灌輸式教學(xué)的束縛,能夠促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí),助推數(shù)學(xué)教學(xué)提質(zhì)增效。

        (四)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)品質(zhì),提升學(xué)生的核心素養(yǎng)

        高中數(shù)學(xué)教師不僅能夠?yàn)閷W(xué)生構(gòu)建思維可視化學(xué)習(xí)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)抽象數(shù)學(xué)知識(shí)的直觀化,還能夠幫助學(xué)生參與自主探究活動(dòng)、組內(nèi)協(xié)作交流活動(dòng)等,從而培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、求真的數(shù)學(xué)品質(zhì),提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

        二、思維可視化在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的設(shè)計(jì)原則

        為了更好地發(fā)揮思維可視化學(xué)習(xí)的價(jià)值和優(yōu)勢(shì),思維可視化在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)遵循如下四個(gè)設(shè)計(jì)原則。

        (一)清楚直白性原則

        基于高中數(shù)學(xué)教學(xué)的特點(diǎn),教師開(kāi)展思維可視化教學(xué)時(shí)應(yīng)遵循清楚直白性原則。在教學(xué)實(shí)踐中,無(wú)論是構(gòu)建數(shù)學(xué)知識(shí)體系,還是結(jié)構(gòu)化梳理教學(xué)內(nèi)容,教師都可以充分借助數(shù)字化、可視化技術(shù)的功能,力求可視化教學(xué)簡(jiǎn)潔、具體,從而充分發(fā)揮圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)的功能,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)感和參與感。

        (二)學(xué)生主體性原則

        高中生是數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的主體,教師在進(jìn)行思維可視化教學(xué)的過(guò)程中,要遵循以學(xué)生為主體的原則,在教學(xué)設(shè)計(jì)中要最大限度地接近學(xué)生的最近發(fā)展區(qū),從而幫助學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)知識(shí),構(gòu)建數(shù)學(xué)知識(shí)體系,提高學(xué)生的課堂參與度,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維。

        (三)情感體驗(yàn)性原則

        在開(kāi)展思維可視化教學(xué)時(shí),教師應(yīng)當(dāng)遵循情感體驗(yàn)性原則,讓學(xué)生在思維可視化教學(xué)中獲得最佳的情感體驗(yàn)。為此,在教學(xué)過(guò)程中,教師要營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍,建立和諧的師生關(guān)系。此外,教師在設(shè)計(jì)教案時(shí)應(yīng)考慮學(xué)生的興趣愛(ài)好和學(xué)習(xí)特點(diǎn),了解學(xué)生的所思、所想、所惑,將重點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容融入實(shí)際情境,引導(dǎo)學(xué)生精準(zhǔn)把握數(shù)學(xué)內(nèi)容的本質(zhì),以豐富學(xué)生在學(xué)習(xí)中的情感體驗(yàn),促使學(xué)生積極主動(dòng)地參與教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),從而提高學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。

        (四)拓展延伸性原則

        高中數(shù)學(xué)思維可視化教學(xué)的目標(biāo)是讓學(xué)生掌握知識(shí)的來(lái)龍去脈,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),從這個(gè)角度來(lái)講,思維可視化只是手段和工具。為此,教師在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)遵循拓展延伸性原則,發(fā)揮數(shù)學(xué)知識(shí)的引導(dǎo)和啟迪作用,注重問(wèn)題的分析和解決,讓學(xué)生學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)表達(dá)問(wèn)題,提高學(xué)生思考問(wèn)題的能力,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。

        三、思維可視化在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用方法

        基于“所見(jiàn)即所得”的思維可視化教學(xué),教師應(yīng)做好“可見(jiàn)形式”與“抽象形式”的合理性銜接,加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)本質(zhì)的理解,學(xué)會(huì)運(yùn)用多種思維解決數(shù)學(xué)實(shí)際問(wèn)題。

        (一)合理運(yùn)用信息技術(shù),歸納抽象概念

        在高中數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)當(dāng)充分運(yùn)用數(shù)字化信息手段,結(jié)合實(shí)物教具、圖示等輔助工具,加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)概念的理解。在開(kāi)展思維可視化教學(xué)時(shí),教師不能僅僅停留于可視化教學(xué)工具的功能層面,應(yīng)明晰可視化教學(xué)只是一種手段和媒介,其核心在于幫助學(xué)生歸納總結(jié)抽象的概念。教師要合理運(yùn)用信息技術(shù),正確認(rèn)識(shí)思維可視化教學(xué)的作用,幫助學(xué)生更好地理解抽象概念,以提高學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)水平。

        (二)避免認(rèn)知負(fù)荷,培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)

        高中生的學(xué)業(yè)壓力大,其記憶和理解認(rèn)知系統(tǒng)常常處于負(fù)荷狀態(tài)。在開(kāi)展思維可視化教學(xué)時(shí),教師應(yīng)明晰學(xué)生的身心特點(diǎn),避免視覺(jué)表征信息傳遞超負(fù)荷,并對(duì)學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷進(jìn)行精準(zhǔn)控制,有針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)。一方面,教師應(yīng)優(yōu)化數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu),將復(fù)雜知識(shí)的信息元素分解或重組,或?qū)⑵湔蠟槟K化的知識(shí)結(jié)構(gòu),并在此基礎(chǔ)上有針對(duì)性地選取可視化素材。另一方面,教師應(yīng)基于減負(fù)增效的理念,盡量采取圖式的可視化學(xué)習(xí)方式,幫助學(xué)生避免認(rèn)知負(fù)荷,鞏固數(shù)學(xué)知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì),從而增強(qiáng)可視化學(xué)習(xí)的效果。

        (三)緊扣數(shù)學(xué)本質(zhì),創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

        在教學(xué)設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備環(huán)節(jié),教師要以思維可視化為依托,結(jié)合學(xué)情,進(jìn)行精心設(shè)計(jì)或模擬演練,確??梢暬夭幕蛸Y源具有較強(qiáng)的操作性和可行性。在教學(xué)過(guò)程中,教師要緊扣數(shù)學(xué)本質(zhì),關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和過(guò)程,掌握學(xué)生在可視化教學(xué)中的情感變化,重視學(xué)生在可視化教學(xué)過(guò)程中的學(xué)習(xí)效果。在此基礎(chǔ)上,教師要積極創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,關(guān)注學(xué)生對(duì)可視化教學(xué)的反饋。教師還要根據(jù)學(xué)生的易錯(cuò)點(diǎn)和教學(xué)重難點(diǎn),從學(xué)生思維方式的角度出發(fā),做好引導(dǎo)和講解,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力,增強(qiáng)思維可視化教學(xué)的效果。

        (四)尊重學(xué)生主體地位,培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力

        在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中有很多空間概念,這需要學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)具備一定的抽象思維和空間想象能力。為此,教師要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力,并在充分尊重學(xué)生主體地位的基礎(chǔ)上,從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和學(xué)習(xí)能力出發(fā),利用可視化技術(shù)手段,增強(qiáng)學(xué)生的空間觀念,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,幫助學(xué)生建立學(xué)習(xí)自信心。

        (五)關(guān)注知識(shí)框架,提高教師自身的專業(yè)水平

        “互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代背景對(duì)高中數(shù)學(xué)教師的信息化素養(yǎng)提出了更高的要求。為此,教師應(yīng)加強(qiáng)對(duì)各種可視化技術(shù)、信息技術(shù)平臺(tái)的學(xué)習(xí),積極參與各類與可視化教學(xué)相關(guān)的培訓(xùn)活動(dòng),借鑒國(guó)內(nèi)外可視化教學(xué)的成功經(jīng)驗(yàn),提高自身開(kāi)展思維可視化教學(xué)的水平。此外,高中數(shù)學(xué)教師應(yīng)密切關(guān)注知識(shí)框架,將可視化技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)融合,設(shè)計(jì)出更為開(kāi)放、靈活和高效的教學(xué)任務(wù),并輔以層層遞進(jìn)的活動(dòng)設(shè)計(jì),以可視化教學(xué)引導(dǎo)和啟迪學(xué)生,使學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)體系,進(jìn)而拓展學(xué)生思維的廣度和深度。

        (六)正確看待局限性,實(shí)現(xiàn)適度平衡

        思維可視化的優(yōu)勢(shì)在于將抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)更加直觀地展現(xiàn)在學(xué)生的面前,使學(xué)生更易接受晦澀難懂的數(shù)學(xué)知識(shí),豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn),提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的水平,增強(qiáng)教學(xué)效果。但思維可視化仍存在一定的局限性,即過(guò)度使用會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生依賴心理,或者形成線性思維。因此,教師要正確看待思維可視化的局限性,在教學(xué)中要保持思維可視化與教學(xué)目標(biāo)之間的適度平衡,幫助學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)知識(shí),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

        結(jié)語(yǔ)

        培養(yǎng)思維能力是高中數(shù)學(xué)教學(xué)的重中之重,為了不斷提升學(xué)生的思維品質(zhì),教師要加大對(duì)可視化教學(xué)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用力度,使抽象的數(shù)學(xué)問(wèn)題形象化、具體化,減輕學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷,加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解,提高學(xué)生的思考能力和解決問(wèn)題的能力,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。

        (作者單位:吉林市第十三中學(xué))

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