小学数学追及问题可视化应用研究

发表时间:2021/3/25   来源:《中小学教育》2020年第35期   作者:易小璐
[导读] 数学是理性的,学生的数学思维是不可视的。
        易小璐
        四川省仪陇县城北小学校    637600
        摘要:数学是理性的,学生的数学思维是不可视的。因而,在数学教学中,教师如何把握学生的思维就成为一个现实的问题。可视化教学,就是要将学生内隐的数学思维显露出来、彰显出来。在数学教学中,教师可以借助动作、文字、符号、图示、图表以及声音等多样化的思维可视化的载体、媒介,引导学生理解、运用数学知识,从而让学生的有意义、有价值的学习发生。思维可视化不仅仅是一种教学策略、教学手段、教学方法,更是一种教学思想、教学观念。
        关键词:小学数学;追及问题;可视化
引言
        从原始角度来说,可视化教学是指通过计算机的图像处理技术,将单一的文字、数据等资源转化为图形、图像形式,通过投影仪展现相应的内容,由此引导文本、学生与教师三方之间实现交互互动的一种现代化教学模式。后来,通过拓展与发展,可视化教学也是指一种能够看得见、摸得着的教学形式,具体到数学教学领域,便是指数学道理的可视化、数学思维的可视化与数学思考的可视化,应该将图像资源与数学概念结合起来,利用可视化工具去引导学生展开数学思考、数学探究,使其在此过程中内化数理,生成数学思维。因此,小学数学教师要积极打造可视化课堂,由此优化学科教学结构,以便进一步优化学生的数学思维结构。
一、可视化
        可视化(Visualization)技术是利用计算机图形学和图像处理技术,将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来,并进行交互处理的理论、方法和技术。本研究通过脚本的可视化,将思维步骤通过Scratch呈现出来,把抽象的量转化成具体的画面。
二、小学数学课堂教学实践的问题分析
(一)对情境教学的运用不充分
        情境教学是新课程中倡导的一种重要理念,创设生动有趣的情境,能够激发学生的学习兴趣,引起学生的情感共鸣,使学生能够主动地探索未知的领域,把书本中枯燥无味的学习内容变得生动形象,更快地掌握所要学习的知识内容,从而使课堂教学变得更加轻松愉悦,富有吸引力。但现在很多教师没有完全认识并掌握情境教学的方式方法,或者是问题情塊在课堂中的运用不够充分,以至于在教学中出现了“重形式不求实质”的倾向,问题情境的设置流于表面,没有引发学生从发现问题到解决问题的一系列思维过程,妨碍了学生对于有价值数学信息的涉取,从而使数学课堂的教学实践难以产生实际意义。
(二)对全新升级的角色定位难以适应
        在传统的教师角色定位中,教师承担着知识的灌输者、课堂教案的执行者、分数决定者、知识技能道德的绝对权威者、问题的解答者等等。但是,随着国家越来越注重教育改革,很多学者对传统的教师角色定位进行了扩充和修改,提出了教师角色应该向学生自主学习的引导者、教学活动的促进者、教学过程的管理者、学生学业的评价者、学生人生道路的指引者等方向转变,这种转变对教师提出了更高的要求。然而在现实的教学活动中,教师会不自觉地把自己变成课堂教学的主人,如果把班级课堂比作一个小型王国,那么教师往往把自己当作这个王国的“国王”,把学生当作“臣子”或“子民”,教师强制要求学生“臣服”于他们,让学生被动地接受知识,使得教学活动呈现出教师向学生的单向推动,课堂成为只有教师一人独舞的舞台,没有学生发挥的空间。
三、可视化教学在小学数学中的运用策略
(一)运用“思维图表”,催生学生的可视化思维
        思维图表尤其是思维导图不同于示意图。示意图是直观事物的一种简约化的表征,而思维图表则能为学生的思维指引方向。

相对于实物表征、示意图表征来说,思维图表更具动态性、关联性和结构性。借助思维图表,学生不仅能认识到数学知识的本质,更能认识到数学概念之间的关联。思维图表突出的是其“引导”功能。思维图表是学生思维可视化的导航仪、路线图,更是学生数学学习的路标。著名的物理学大师爱因斯坦说过:“我不是用语音思考问题,而是用一幅幅跳动的、能动的图像来思考。”借助思维图表,学生的数学思维不仅能得到确证与表征,而且能得到聚焦与发散。比如教学“分数乘法”,笔者引导学生从算法、算理、应用等方面入手,帮助学生厘清知识点的关联、区别。分数乘法的知识点繁多,如分数乘整数的意义、法则,分数乘分数的意义、法则,分数乘法应用题、倒数,等等。但在教学实践中,借助思维图表,就能让杂乱的数学知识结构化,让模糊的数学知识清晰化。如从计算的视角来看,主要分为分数乘整数、分数乘分数;从算理的角度来看,分数乘法是通过对直观的长方形图进行分、取、再分、再取的过程;从解决问题的视角来看,分数乘法包括求一个数的几分之几是多少,其运算都是分数除法的基础,更是分数乘除法混合运算的基础。借助思维图表,学生能感受、体验到数学知识的意义,认识到分数乘法之于学习分数除法的意义。
(二)利用多媒体资源转变知识形式
        随着计算机技术的快速发展,构建可视化课堂的智能软件开始增多,其中最为基本的一个媒介素材便是多媒体资源,即融合了文字、图画、动图、视频、音频等多种形式的媒体。由此,则可通过多种形式来展现数学道理、数学现象,更易于促使学生形成良好的数学思维能力,使其学会思考、学会抽象。因此,小学数学教师要积极利用多媒体资源来转变数学知识的呈现方式,由此构建可视化课堂,利用视听丰富、图文并茂的多媒体资源促使学生自主探究数学概念,使其积累有效的数学学习经验。就如在“认识图形”一课教学中,笔者首先利用一些静态的实物照片引导学生观察了生活中的几何体,比如魔方、足球、篮球、课桌、升旗台等,利用这些实物发散学生思维,使其及时复习关于几何体的数学知识。如此,则可及时调动学生的直观想象意识,更易于促使学生进入数学思考状态。接着,教师可以利用flash动画软件“剥离”了各个几何体,即将几何体的各个面转化成平面图形,由此展现“面在体上”这一数学概念,使其及时从三维认知状态过渡到二维认知状态,由此优化学生的数学思维能力。接着,通过动态的画面去展现长方形、正方形、三角形、圆的图形特点,标注边长、角的度数。当然,学生也可直接测量具体的平面图形,由此分析长方形、正方形、三角形、圆的图形结构,自主内化数学概念,拓展数学思维。如此,则可通过可视化教学活动引导学生自主建构数学知识,使其类有效的数学学习经验,从而切实提高课堂教学效率。
结束语
        总而言之,在小学数学教学过程中构建可视化课堂可以切实优化学生的思维认知状态,更易于发展学生的数学素养。因此,小学数学教师要综合分析计算机图像处理技术的操作要点,结合具体的教学内容,组织丰富的动手操作活动,利用思维导图与多媒体资源来展现可视化的数学道理、数学思维,及时调动学生的思考积极性,使其有效建构数学概念,由此优化学生的数学学科素养。
参考文献
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