【摘要】在現(xiàn)代教育技術(shù)裝備下，新課程標準和核心數(shù)學目標已轉(zhuǎn)變?yōu)樾聦W習體系的目標，并注重采用多樣化的教學方法和評估方法.高中數(shù)學教育的主要任務是培養(yǎng)人才，數(shù)學是自然科學的重要基礎(chǔ)，思維培養(yǎng)與知識學習一樣重要，因此高中數(shù)學課堂教學的成效關(guān)系到學生的進一步發(fā)展.知識和感知是教學的關(guān)鍵趨勢，學生需要理解圖形方法的知識和感知，在表達知識和感知的過程中，需要更好地理解視覺知識和視覺表征，更準確地看待視覺知識和可視化表征，以提高邏輯思維能力.

【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學；思維可視化

在新課程、新教材和新高考的“三新”背景下，高中數(shù)學教學需要進行思考和創(chuàng)新.“三新”視野下高中數(shù)學教育應側(cè)重于提高數(shù)學教學質(zhì)量和效果.

1數(shù)學思維可視化概述

思維反映了事物的本質(zhì)和普通事物之間的關(guān)系，在教學模式中，思維主要用于感知和記憶.教學以教學思維為中心，應該廣泛應用于一般的發(fā)展領(lǐng)域，如連接抽象思維過程，培養(yǎng)思維能力.思維可視化指的是運用一系列圖示技術(shù)把本來不可視的思維（如思考方法和思考路徑）呈現(xiàn)出來，使其清晰可見的過程.基于“三新”理念，教育系統(tǒng)中的思維可視化與數(shù)學教育系統(tǒng)是相關(guān)的.數(shù)學學習系統(tǒng)中的思維可視化與數(shù)學教學中的思維和感知密切相關(guān)，僅僅使用一些思維可視化技術(shù)并不能形成一個思維可視化的教學體系.教與學方法的具體過程是一個方法論項目，要求教師在可視化的框架內(nèi)理解教學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，將教學與數(shù)學內(nèi)容相結(jié)合，提高數(shù)學教學的有效性.

2思維可視化教學在高中數(shù)學教學中的作用

2.1有助于發(fā)展學生的數(shù)學思維

高中數(shù)學的一個突出特征是抽象性較強，高中數(shù)學難度的增加要求學生具備一定的思維能力.因為部分學生比較難理解抽象的數(shù)學符號和知識，這就可能會導致他們對數(shù)學學習興趣的降低，思維可視化教學方法的使用可以幫助學生直觀地理解抽象數(shù)學知識，有助于培養(yǎng)學生的數(shù)學思維能力.

2.2加深學生對數(shù)學的理解

高中數(shù)學知識之間關(guān)系的復雜性使學生難以理解數(shù)學知識的發(fā)展過程，教師應該幫助學生了解知識的背景.通過思維可視化教學，學生可以直接體驗知識生成和發(fā)展的過程，加深對數(shù)學的理解.可視化教學方法改變了傳統(tǒng)的教學方法，利用可視化技術(shù)組織教學活動，可以動態(tài)地展示數(shù)學思維的不同轉(zhuǎn)換過程，學生可以進行深入學習，從而發(fā)展數(shù)學思維.

3高中數(shù)學思維可視化教學原則

一是實踐原則.教師在數(shù)學教學過程中，要充分展示知識和認知發(fā)展的存在，引導學生獲得個人經(jīng)驗，真正參與教學過程，使用思維可視化教學方法引導學生在學習過程中獲得清晰的知識，帶領(lǐng)學生感受和體驗有助于他們理解和獲取知識的活動.通過將知識轉(zhuǎn)移與思維訓練相結(jié)合，促使學生在這個過程中獨立呈現(xiàn)他們的思維路徑，關(guān)注他們的思維過程，在理論中取得良好的數(shù)學思維教學效果.

二是直觀原則.教師在教學過程中，通過觀察學生學習或使用數(shù)學語言來描述學習目標，使學生能夠清楚地理解正在學習的內(nèi)容.在課程設(shè)計過程中，幫助學生理解抽象概念，發(fā)展思維能力，加深對知識的理解，激發(fā)學習興趣.為了在基于思維可視化的數(shù)學教學中取得良好的效果，需要在教學過程中遵循直觀原則.

三是主體性原則.主體性原則是指學生是教育活動的主體，教師只是組織者和指導者，在教學過程中要加強師生之間的溝通，讓學生更多地參與教學活動，充分調(diào)動他們的學習熱情.在學習活動設(shè)計過程中，應該考慮到學生在學習和思維水平方面的需求，并將教學任務與學生的認知狀態(tài)和思維水平相結(jié)合，以更有效地促進學生的思維發(fā)展，激發(fā)他們對學習的興趣.

4高中數(shù)學思維可視化教學應用

4.1利用多媒體技術(shù)，將抽象的數(shù)學概念具體化

在現(xiàn)代教育中，多媒體技術(shù)被廣泛應用于教學，特別是在數(shù)學領(lǐng)域.通過多媒體信息技術(shù)教育課程，教師可以直觀地向?qū)W生介紹抽象的數(shù)學概念.通過使用動畫圖像和圖形等多媒體元素，將現(xiàn)實世界的物體與數(shù)學概念相結(jié)合，學生可以積極探索自己感興趣的數(shù)學知識.例如，在教授幾何知識時，通過三維動畫展示立體圖形的旋轉(zhuǎn)和變換，可以幫助學生直觀地理解空間幾何概念和定理，這種直觀性是傳統(tǒng)黑板和教科書難以實現(xiàn)的.動畫演示不僅縮短了學生理解抽象概念的時間，還增強了學生學習的主動性和探索欲望.這種方法不僅可豐富教學方法，而且使數(shù)學問題變得有形、有趣，從而激發(fā)學生的學習興趣，改進課堂教學活動，利用多媒體技術(shù)分離有形的數(shù)學概念，更好地開展教學活動，為有效教學鋪平道路.

多媒體技術(shù)還支持個性化學習的實現(xiàn).根據(jù)學生的學習進度和理解情況，教師可以提供個性化的教學資源和學習路徑，從而滿足不同學生的學習需求.個性化學習環(huán)境有助于提升學習效率，特別是對于學習難度較大的數(shù)學概念，通過多媒體技術(shù)提供的個性化輔導，可以有效地幫助學生克服學習障礙，提高學習成績.

4.2利用互動式電子白板，實現(xiàn)即時互動和思維呈現(xiàn)

作為一種新型的交互式電子白板學習工具，互動式電子白板（IWB）具有及時反饋等多種功能，為教學提供了極大的便利.通過電子白板，教師可以實現(xiàn)與學生的實時交流，讓他們積極參與學習過程，提高他們的積極性.電子白板還可以展示學生的思維過程，學生可以直觀地展示他們的思維路徑，幫助教師更好地了解學生的思維并提供指導.使用交互式白板不僅可以實現(xiàn)實時交流，還可以有效地出現(xiàn)在學生的思維過程中，為打造有效、動態(tài)的課堂提供強有力的支持.例如，在研究幾何變換時，通過電子白板上的動態(tài)演示，學生可以直接觀察到圖形的旋轉(zhuǎn)、平移和縮放，這種視覺上的直接體驗，對于學生理解幾何變換的性質(zhì)至關(guān)重要.交互式電子白板可用于顯示照片、視頻、音頻等多媒體資源，教師可以通過在白板上顯示照片或視頻來激發(fā)學生的興趣，幫助學生直觀地理解概念.交互式電子白板可以連接到計算機或其他多媒體設(shè)備，教師可以播放相關(guān)的視頻資源，可以幫助學生加深他們對知識的理解.電子白板可以創(chuàng)造一個豐富多樣的學習環(huán)境，激發(fā)學生的興趣和好奇心，學生可以通過與白板互動、參與多媒體資源的學習和學習過程來提高積極學習的能力.這種教學方法可以使學習更加活躍和有趣，幫助學生更好地理解和記憶他們所學的知識.

例如以“橢圓的定義”為例，利用互動式電子白板（IWB），引導學生思考生活中的橢圓實物，天體運動、衛(wèi)星運動的軌跡是橢圓，通過一些動態(tài)的例子讓學生“可視”橢圓的形成過程，這樣學生思維中形成的橢圓的概念是動態(tài)的、可視的，為學生形成橢圓的定義作鋪墊.

IWB為學生提供了瀏覽和評論的便利，學生可以隨時訪問和使用這些資源，促進教學的改進和提高.IWB的互動性鼓勵學生主動參與到學習過程中，無論是通過觸摸操作解答問題，還是通過電子投票對問題進行選擇，都可以有效激發(fā)學生的學習興趣，增強學習動機.這種參與式的學習過程促進了學生的主動思考和主動探索，為培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維和批判性思維提供了條件.IWB的應用還支持教師根據(jù)學生的學習能力和學習進度，提供個性化的教學資源和輔導.通過電子白板，教師可以為不同層次的學生設(shè)計不同難度的數(shù)學任務和活動，滿足學生的個性化學習需求.IWB的使用也方便了教師對學生學習成果的跟蹤和評估，通過記錄學生的學習過程和成果，教師可以更準確地掌握學生的學習情況，及時調(diào)整教學策略.

4.3利用數(shù)學教學網(wǎng)絡平臺，建立數(shù)學教學資源庫

為了創(chuàng)建數(shù)學教育資源數(shù)據(jù)庫，有必要充分利用在線數(shù)學教學平臺，如GeoGebra和Desmos，提供了動態(tài)的、交互式的可視化工具，使學生能夠在直觀的環(huán)境中探索和理解數(shù)學概念.例如，GeoGebra允許學生和教師構(gòu)建動態(tài)幾何圖形，探究微積分、代數(shù)等數(shù)學領(lǐng)域的復雜問題.Desmos則通過其高級圖形計算器，使學生能夠?qū)崟r觀察函數(shù)圖象的變化，深化對函數(shù)性質(zhì)的理解.通過互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字學習材料等渠道訪問和整合教育資源，創(chuàng)建各種數(shù)學教學資源的數(shù)據(jù)庫，包括課程、視頻、練習等.利用數(shù)學教學網(wǎng)絡平臺實現(xiàn)資源共享和改進，使教師和學生能夠輕松訪問和使用這些資源，提高教學效率.數(shù)學教學網(wǎng)絡平臺應該是一個指導、溝通等任務的平臺，激發(fā)學生的自主學習興趣，促進師生之間的溝通與合作.不斷監(jiān)測和評估資源應用的影響，不斷改進和完善數(shù)學教學資源庫，提高數(shù)學教學質(zhì)量.基于高中數(shù)學思維教學的可視化，可以實現(xiàn)“數(shù)字”和“形式”之間的轉(zhuǎn)換，并在兩者之間架起一座橋梁.數(shù)學教學資源庫不僅可以作為輔助教師教學的學習工具，還可以為學生提供自主學習平臺，拓展學習空間，激發(fā)學生潛力，為數(shù)學學習提供技術(shù)支持.基于數(shù)學教學的高中思維感知可以體現(xiàn)為一種無形的數(shù)學方法和思維過程，使學生能夠通過自學更好地理解知識形成的過程，基于數(shù)學教學資源庫的高中數(shù)學思維教學理念可以彌補傳統(tǒng)教學的不足，加深學生對知識的理解，體現(xiàn)新課程標準，培養(yǎng)學生的數(shù)學思維能力.

例如，高中數(shù)學知識量大且知識之間的聯(lián)系更為復IYlv0saQcyyMd+wJJO6IMNcklZvQ+dG7AFhe8V+OgrU=雜，僅憑教材目錄或筆記往往難以簡潔地顯示知識間的聯(lián)系.因此，學生可憑借括號圖、思維導圖、表格等，直觀、形象、簡潔可視的特點，梳理知識體系，將所學的零散知識點以及知識點間的聯(lián)系與區(qū)別清晰、簡潔地進行歸納，既能加深對知識的理解和掌握，又能方便日后調(diào)動這些知識進行應用.

4.4利用信息化教學評價系統(tǒng)，建立多元化評價體系

近年來，許多學校開始使用信息化的教育評估系統(tǒng)，并建立了各種評估系統(tǒng)，信息化教學評價系統(tǒng)也呈現(xiàn)出多種特征，不僅關(guān)注學術(shù)水平，還關(guān)注思想道德等發(fā)展維度.信息化教學評價系統(tǒng)通過集成學生學習管理系統(tǒng)（LMS）、在線測試平臺、電子作業(yè)提交系統(tǒng)等多種信息技術(shù)工具，自動收集學生的學習活動數(shù)據(jù)和成果，如在線學習時長、作業(yè)提交情況、測試成績等.此外，評估過程往往是多樣化的，通過這種多元化評價，學生可以從不同角度了解自己的學習情況，更全面地認識自我，促進自我成長和發(fā)展.在評估體系中創(chuàng)造這種多樣性，有助于促進學生的思維發(fā)展.

基于多元化評價體系的可視化教學方法，可以幫助學生理解抽象知識之間的多重聯(lián)系，幫助他們更好地理解統(tǒng)一數(shù)學的思想.獲取知識是一個建構(gòu)過程，學生必須在原有知識和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上獲取新知識、理解新知識，學生可以在思維過程中清晰地改進過程并開始構(gòu)建知識體系，了解分散點以及知識與辨別之間的關(guān)系，這不僅可以加深對知識的理解，還可以促進對知識的應用.在信息化教學評價系統(tǒng)的實施過程中，還需要注重對教師和學生的培訓和指導，確保他們能夠正確理解評價的目的和意義，掌握評價工具的使用方法.

5結(jié)語

現(xiàn)代教育技術(shù)裝備在高中數(shù)學思維可視化教學中的運用，有效地提升了學生的思維能力與學習效率.通過直觀展示、動態(tài)模擬與深度分析，學生得以深入理解數(shù)學概念，掌握解題技巧.教師亦能精準評估學情，優(yōu)化教學策略.因此，通過繼續(xù)探索更多教育技術(shù)裝備的應用，可以為數(shù)學教學注入新的活力，為高中數(shù)學教學帶來質(zhì)的提升.

【本文系：2023年山東省青年教師教育教學研究課題，課題名稱：三新視域下現(xiàn)代教育技術(shù)裝備輔助高中數(shù)學思維可視化教學研究，課題編號：2023QNJS024.】

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