范麗花 福建省南平市松溪縣第一中學(xué)

隨著教育改革的深入推進(jìn)，高中階段的教學(xué)目標(biāo)已經(jīng)從單純的知識(shí)傳授進(jìn)一步轉(zhuǎn)向?qū)W(xué)生核心素養(yǎng)的提升，而“模型認(rèn)知”作為科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分對學(xué)生的思維拓展和對問題的解決有著至關(guān)重要的影響，然而如何有效地評價(jià)學(xué)生的“模型認(rèn)知”素養(yǎng)以及如何通過教育評價(jià)策略促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步發(fā)展，仍是當(dāng)前教育領(lǐng)域面臨的一大挑戰(zhàn)。在當(dāng)下社會(huì)，思維可視化技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，思維可視化指的是以圖示或圖示組合的方式把原本不可見的思維路徑、結(jié)構(gòu)、方法和策略呈現(xiàn)出來，使其清晰可見的過程。實(shí)現(xiàn)思維可視化的圖示技術(shù)主要包括圖示方法和生成圖示的軟件。思維可視化以可視化為隱性思維過程的顯性載體，以思維訓(xùn)練和思維發(fā)展為根本目的，它通過圖形、圖像等視覺手段將抽象的思維過程具象化，有助于學(xué)生更好地理解知識(shí)和發(fā)展思維能力，將思維可視化技術(shù)應(yīng)用于教育評價(jià)可以更直觀地展現(xiàn)學(xué)生的思維過程和認(rèn)知水平。從本質(zhì)上看，思維可視化就是讓不可見的思維過程顯性化、具象化，并通過圖示將最終的思維結(jié)果分解細(xì)化，以更小的思維區(qū)間展現(xiàn)思維的過程，同時(shí)兼顧思維的過程與結(jié)果，從而提高信息處理的效率與教育教學(xué)效能。因此，思維可視化可以為教師提供更準(zhǔn)確的評價(jià)依據(jù)和制定更具針對性的教學(xué)策略。本文將結(jié)合思維可視化的教育評價(jià)策略來探討思維可視化對高中生“模型認(rèn)知”素養(yǎng)發(fā)展的影響，并深入分析思維可視化技術(shù)在教育評價(jià)中的具體應(yīng)用及如何促進(jìn)學(xué)生“模型認(rèn)知”素養(yǎng)的發(fā)展等問題，以期為未來的高中教育改革提供有益的價(jià)值借鑒和參考。

一、思維可視化教育評價(jià)策略的理論基礎(chǔ)

（一）思維可視化的概念及其在教學(xué)中的應(yīng)用

思維可視化指通過視覺化的方式呈現(xiàn)思維活動(dòng)的具體過程及其結(jié)果，在實(shí)際教學(xué)過程中，思維可視化能夠通過圖表、圖像、動(dòng)畫等多種形式將抽象的思維過程具象化，幫助學(xué)生更好地理解和掌握所學(xué)知識(shí)。思維可視化在教學(xué)中的應(yīng)用主要包括概念的可視化、過程的可視化、關(guān)系的可視化、數(shù)據(jù)的可視化等方面。概念的可視化能夠?qū)⒊橄蟮母拍钷D(zhuǎn)化為圖表或圖像來幫助學(xué)生更好地理解與記憶知識(shí)；過程的可視化則是進(jìn)一步將思考問題的過程、解決問題的步驟以圖表或動(dòng)畫等形式展示，并幫助學(xué)生更清晰地了解問題的解決思路；關(guān)系的可視化指將知識(shí)之間的關(guān)系用圖表展示并幫助學(xué)生理解知識(shí)結(jié)構(gòu)及其具體的內(nèi)在聯(lián)系。此外，數(shù)據(jù)的可視化能夠幫助學(xué)生更直觀地理解數(shù)據(jù)的含義及其內(nèi)在蘊(yùn)藏的規(guī)律。

（二）教育評價(jià)策略的內(nèi)涵及其對學(xué)生發(fā)展的影響

教育評價(jià)策略指用于評價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)及其具體發(fā)展情況的方法與工具，其不僅關(guān)注學(xué)生的知識(shí)掌握程度，還會(huì)對學(xué)生的思維能力、解決問題的能力、合作能力等進(jìn)行綜合評價(jià)。教育評價(jià)策略對學(xué)生發(fā)展的影響主要體現(xiàn)在能夠通過及時(shí)準(zhǔn)確的評價(jià)和反饋來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力，從而更好地指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)方向。此外，教育評價(jià)策略可以幫助教師了解學(xué)生在某一階段具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)與學(xué)習(xí)要求，進(jìn)一步對學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)劃進(jìn)行調(diào)整和引導(dǎo)。當(dāng)然，評價(jià)策略也應(yīng)尊重學(xué)生的差異性，幫助其發(fā)展自身的特長與潛力。

（三）“模型認(rèn)知”素養(yǎng)的內(nèi)涵及其在高中教學(xué)中的重要性

“模型認(rèn)知”素養(yǎng)指學(xué)生使用模型來理解與解決問題的能力，其可以是對現(xiàn)實(shí)世界的簡化和抽象的表達(dá)，也可以是符號(hào)、圖表、圖像等形式。在高中教學(xué)過程中，培養(yǎng)學(xué)生模型認(rèn)知素養(yǎng)的重要性主要體現(xiàn)在：通過使用適當(dāng)?shù)哪Ｐ?，可以使學(xué)生更好地理解問題的本質(zhì)與關(guān)鍵性因素，從而大幅提高解決自身問題的能力，同時(shí)也可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，并幫助他們從新的角度來解決具體問題。由于“模型認(rèn)知”通常涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，其可以促使學(xué)生將各學(xué)科知識(shí)進(jìn)行整合和應(yīng)用，同時(shí)幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)對知識(shí)的觀察、歸納、推理等科學(xué)思維能力的全面完善。

二、思維可視化教育評價(jià)促進(jìn)高中生“模型認(rèn)知”素養(yǎng)的意義

（一）幫助學(xué)生構(gòu)建清晰的模型認(rèn)知框架

以高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)為例。學(xué)生需要掌握大量的知識(shí)點(diǎn)和概念，而這些知識(shí)點(diǎn)和概念之間往往存在著復(fù)雜的聯(lián)系。通過概念圖、思維導(dǎo)圖等思維可視化工具，學(xué)生可以將這些知識(shí)點(diǎn)和概念有機(jī)地整合在一起，形成一個(gè)清晰、系統(tǒng)的模型認(rèn)知框架，不僅有助于學(xué)生理解和記憶知識(shí)，還能夠提升學(xué)生運(yùn)用模型解決問題的能力。思維可視化教育評價(jià)通過直觀、形象的方式展現(xiàn)學(xué)生的思維過程，對幫助學(xué)生構(gòu)建清晰的模型認(rèn)知框架具有顯著作用，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，在數(shù)學(xué)等科學(xué)學(xué)科中，學(xué)生需要掌握大量概念和原理。思維可視化工具可以幫助學(xué)生將這些概念進(jìn)行分類、梳理和整合，形成一個(gè)層次清晰、關(guān)聯(lián)明確的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有助于學(xué)生更好地理解和記憶相關(guān)概念，同時(shí)也為后續(xù)的模型構(gòu)建提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第二，思維可視化工具不僅可以用于展現(xiàn)已有的知識(shí)，還可以用于輔助學(xué)生構(gòu)建新的認(rèn)知模型。通過圖形、圖像等直觀形式，學(xué)生可以更加清晰地理解模型結(jié)構(gòu)、功能和運(yùn)行機(jī)制，而且思維可視化工具還可以幫助學(xué)生將抽象的模型具體化、形象化，從而降低認(rèn)知難度，提升學(xué)習(xí)效果。第三，在模型認(rèn)知過程中，學(xué)生需要經(jīng)歷觀察、分析、歸納、推理等一系列思維活動(dòng)。思維可視化教育評價(jià)可以實(shí)時(shí)展現(xiàn)學(xué)生的這些思維過程，幫助學(xué)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正自己的認(rèn)知偏差和思維誤區(qū)；教師也可以通過觀察學(xué)生的思維過程，了解其學(xué)習(xí)狀況和困難，從而提供更有針對性的指導(dǎo)和幫助。第四，思維可視化工具還可以作為學(xué)生之間、師生之間的交流媒介。通過展示自己的思維過程和認(rèn)知模型，學(xué)生可以與他人進(jìn)行深入的討論和交流，拓寬自己的視野，豐富自己的認(rèn)知。這種互動(dòng)式的學(xué)習(xí)方式不僅可以提升學(xué)生的模型認(rèn)知能力，還可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力。

（二）可以揭示學(xué)生的模型認(rèn)知過程

在傳統(tǒng)的教學(xué)評價(jià)中，教師往往只關(guān)注學(xué)生的答案是否正確，而忽略了學(xué)生的思維過程。思維可視化教育評價(jià)是一種獨(dú)特的教學(xué)評價(jià)方法，它可以通過圖形、圖表、思維導(dǎo)圖等視覺工具將學(xué)生的思維過程和認(rèn)知結(jié)構(gòu)以直觀的方式呈現(xiàn)出來。在模型認(rèn)知的過程中，這種評價(jià)方式能夠深入揭示學(xué)生對模型的理解、構(gòu)建和應(yīng)用過程，為教師提供學(xué)生模型認(rèn)知的豐富信息，幫助教師更好地指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)。思維可視化教育評價(jià)能夠清晰地展現(xiàn)學(xué)生對模型概念的理解過程。在數(shù)學(xué)、物理等理科學(xué)科中，模型往往用來描述和解釋復(fù)雜的現(xiàn)象和過程。通過思維可視化工具，教師可以觀察學(xué)生是如何將這些抽象的概念和現(xiàn)象與具體的模型聯(lián)系起來的，從而判斷學(xué)生對模型概念的掌握程度。當(dāng)然，在模型認(rèn)知過程中，學(xué)生不僅需要理解模型的概念，還需要學(xué)會(huì)如何構(gòu)建和應(yīng)用模型，而思維可視化工具可以幫助學(xué)生將構(gòu)建模型的過程以圖形化的方式表達(dá)出來，使教師能夠清晰地看到學(xué)生在構(gòu)建模型時(shí)的思維路徑和方法。此外，思維可視化教育評價(jià)還能夠展示學(xué)生應(yīng)用模型解決問題的能力。通過讓學(xué)生將問題解決的過程以思維導(dǎo)圖或流程圖的形式呈現(xiàn)出來，教師可以直觀地看到學(xué)生是如何運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和模型去分析和解決問題的，從而評估學(xué)生的模型應(yīng)用能力和問題解決能力。通過觀察學(xué)生的思維可視化成果，教師可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生在理解、構(gòu)建和應(yīng)用模型時(shí)可能存在的問題與偏差，從而及時(shí)進(jìn)行干預(yù)和指導(dǎo)，幫助學(xué)生糾正錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)和思維方式。

（三）可以提升學(xué)生的模型創(chuàng)新能力

通過思維可視化工具，學(xué)生可以將自己的創(chuàng)新想法以直觀的形式展現(xiàn)出來，與教師和同學(xué)進(jìn)行交流和討論，這樣不僅可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新靈感，還能夠提升學(xué)生的模型創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)。思維可視化教育評價(jià)在提升學(xué)生的模型創(chuàng)新能力方面發(fā)揮著重要作用，這種評價(jià)方式通過圖形、圖表、思維導(dǎo)圖等視覺工具，將學(xué)生的思維過程和認(rèn)知結(jié)構(gòu)直觀地呈現(xiàn)出來，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提升學(xué)生的模型構(gòu)建和創(chuàng)新能力。首先，思維可視化教育評價(jià)鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自由聯(lián)想和想象，打破傳統(tǒng)思維模式的束縛。在可視化工具的輔助下，學(xué)生可以更直觀地看到知識(shí)之間的聯(lián)系和規(guī)律，發(fā)現(xiàn)新的問題和解決方案，這種自由聯(lián)想和想象的過程有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和模型構(gòu)建能力。其次，思維可視化教育評價(jià)提供了豐富的視覺元素和認(rèn)知工具，如流程圖、概念圖、魚骨圖等，這些工具不僅可以幫助學(xué)生整理和表達(dá)知識(shí)，還可以引導(dǎo)學(xué)生從不同角度思考問題，拓展思維空間。通過使用這些工具，學(xué)生可以更深入地理解模型的結(jié)構(gòu)和功能，提出更具創(chuàng)新性的模型改進(jìn)方案。最后，思維可視化教育評價(jià)還注重培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和問題解決能力。在評價(jià)過程中，教師鼓勵(lì)學(xué)生對自己的思維過程和模型進(jìn)行反思和質(zhì)疑，發(fā)現(xiàn)其中的不足和問題并提出改進(jìn)意見，這種批判性思維的培養(yǎng)有助于學(xué)生在模型創(chuàng)新過程中保持謹(jǐn)慎和開放的態(tài)度，不斷完善和優(yōu)化自己的模型。最后，思維可視化教育評價(jià)還為學(xué)生提供了展示和交流的平臺(tái)。學(xué)生可以將自己的創(chuàng)新模型和思維過程以可視化的形式展示出來，與他人進(jìn)行分享和討論，這種展示和交流的過程不僅可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新靈感，還可以促進(jìn)他們之間的相互學(xué)習(xí)和合作并進(jìn)一步提升其模型創(chuàng)新能力。

三、思維可視化教育評價(jià)策略的實(shí)施過程

（一）設(shè)計(jì)富有針對性的思維可視化教學(xué)方案

在教學(xué)目標(biāo)設(shè)置方面，思維可視化教育評價(jià)策略旨在培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力和模型認(rèn)知素養(yǎng)，這就要求教師能夠明確教學(xué)目標(biāo)，將其劃分為學(xué)科知識(shí)、思維能力、模型認(rèn)知三個(gè)層面，并進(jìn)一步為每個(gè)層面設(shè)定具體的教學(xué)目標(biāo)。在設(shè)計(jì)思維可視化教學(xué)方案過程中，教師應(yīng)考慮如何將學(xué)生學(xué)科知識(shí)學(xué)習(xí)與培育思維能力進(jìn)行高效結(jié)合；而且，教師的教學(xué)方案也需要明確具體的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和所需的教學(xué)資源，同時(shí)還要注意相應(yīng)的思維可視化工具的實(shí)際運(yùn)用。在教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)方面，教師需根據(jù)教學(xué)方案來設(shè)計(jì)不同類型的教學(xué)活動(dòng)，如案例分析、實(shí)驗(yàn)探究、小組討論、項(xiàng)目研究等來提高學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力；在設(shè)計(jì)活動(dòng)過程中，教師還應(yīng)合理運(yùn)用思維可視化工具使學(xué)生能夠更為直觀地理解與運(yùn)用知識(shí)。當(dāng)然，教師也應(yīng)及時(shí)為學(xué)生提供與思維可視化工具相關(guān)的實(shí)例和對應(yīng)的練習(xí)內(nèi)容。

（二）思維可視化教育評價(jià)策略的實(shí)施步驟

在教學(xué)過程中，教師通過引入思維可視化工具進(jìn)行示范或解釋，可以幫助學(xué)生更為直觀地了解如何消化理解相關(guān)知識(shí)內(nèi)容。例如，教師可以借助投影儀或電子白板等設(shè)備來展示圖表、圖像、模型，以激發(fā)學(xué)生的興趣，活躍學(xué)生的思維。此外，教師還可以設(shè)計(jì)一系列互動(dòng)式教學(xué)活動(dòng)來鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用思維可視化工具進(jìn)行思考、討論和解決問題。例如，課堂上可以采用小組討論的方法使學(xué)生全身心參與活動(dòng)，并通過使用圖表或模型的路徑共同探討和解決問題。針對學(xué)生的學(xué)習(xí)差異，教師可以提供更為個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持，如對于思維能力較弱的學(xué)生，需要提供額外的指導(dǎo)或練習(xí)，這樣具有較強(qiáng)針對性的教學(xué)方式可以幫助學(xué)生更好地理解與應(yīng)用思維可視化工具。當(dāng)然，對于思維能力較強(qiáng)的學(xué)生，可以提供較為復(fù)雜的問題來促進(jìn)他們深度思維和創(chuàng)新能力的突破。最后，學(xué)生可以分享他們在思考過程中想到的不同解決方案并及時(shí)接受教師和其他同學(xué)的評價(jià)與建議，教師也要注意鼓勵(lì)學(xué)生并對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思與總結(jié)。

（三）制定有效的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評估策略

教師可以設(shè)計(jì)基于高中各學(xué)科知識(shí)的評價(jià)任務(wù)或考試來測試學(xué)生對知識(shí)的掌握程度，并通過觀察、聽取、記錄等方式的綜合運(yùn)用，評估學(xué)生思考的深度與邏輯性、問題解決能力和創(chuàng)新思維能力等方面的具體表現(xiàn)。此外，教師還可以鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自我評價(jià)，并與同學(xué)進(jìn)行互評，讓學(xué)生主動(dòng)評價(jià)自己的思維能力和自身模型認(rèn)知素養(yǎng)的發(fā)展。最后，教師可以結(jié)合評價(jià)結(jié)果指導(dǎo)學(xué)生如何改進(jìn)與思維可視化有關(guān)的策略，并進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量，推動(dòng)教學(xué)改革。

總的來說，思維可視化在促進(jìn)高中生模型認(rèn)知能力發(fā)展方面具有顯著作用。通過將抽象的思維過程和知識(shí)結(jié)構(gòu)以圖形、圖像、動(dòng)畫等形式呈現(xiàn)出來，學(xué)生能夠更直觀地理解知識(shí)本質(zhì)及其內(nèi)在聯(lián)系，更好地建立知識(shí)模型，提高解決實(shí)際問題的能力。因此，教師在教學(xué)中應(yīng)積極采用思維可視化教學(xué)策略，注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和合作探究能力，關(guān)注學(xué)生的思維過程和認(rèn)知發(fā)展，為學(xué)生的全面發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，教師需要進(jìn)一步深化教育改革，加強(qiáng)思維可視化和模型認(rèn)知的理論和實(shí)踐研究，不斷完善和優(yōu)化教學(xué)策略和方法，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才貢獻(xiàn)力量。