基于思維可視化背景下的小學數學思維導圖實踐研究 結題報告

西安市基礎教育小課題研究結題報告立項號2019XKT-XXSX138課題名稱基于思維可視化背景下的小學數學思維導圖實踐研究負責人趙艷妮負責人所在單位雁塔中華世紀城小學結題報告關鍵詞思維可視化思維導圖結題報告摘要當今教育現狀中“減輕學生過重負擔”的呼吁已成為教育的重要口號，而學生過重負擔從何而來？如何減輕學生的過重負擔？卻是我們要深入思考的問題。當前學生的過重負擔從表面看確實表現為課業(yè)負擔和心理負擔，但這只是表象。這兩種負擔均來源于過重的“過程負擔”，它是指“在學習過程中產生的負擔”。是課業(yè)負擔過重和心理負擔過重的根源，也就是學習的效率太低。而造成學生學習過程負擔過重的原因，是由于我們傳統(tǒng)的教學方式、學習方式都是平面的、線性的，但大腦的工作方式卻是立體的、放射性的。這兩者的不ー致造成了我們學習的低效，造成了我們學習的過程負擔太重，從而引起了過重的課業(yè)負擔和過重的心理負擔。思維可視化是運用一系列圖示技術把本來不可視的思維(思考方法和思考路徑)呈現出來,使其清晰可見的過程。而數學又是思維的體操,把思維導圖應用于數學教學，可以變平面的、線性的教學、學習方式為立體的放射性的教學、學習方式，從而使我們的教學方式、學習方式與我們大腦的工作方式一致起來，達到減輕過程負擔，進而減輕課業(yè)負擔和心理負擔的作用。本課題的研究，通過分析國內外思維導圖研究的已有經驗，依據現代學習理論、教學設計理論和新課程教育教學理念，結合小學生對于思維可視化學習的了解現狀，開展不同的數學活動，有計劃、有目的地探索在不同課型的數學教學中運用思維導圖，以及運用思維導圖對學生認知結構、學習興趣、學習思維的影響，有效地推進了小學數學新課程教學，提升了學生學習的興趣，并以此推廣到其它學科，有效促進了學生有效學習、高效學習、學科素養(yǎng)的培養(yǎng)及數學核心素養(yǎng)的落實。結題報告結題報告結題報告結題報告結題報告一、課題背景及界定思維導圖是20世紀70年代初，英國學者東尼·博贊(TonyBuzan)在研究人類學習的本質過程中發(fā)現并提出的理論，是一種放射性狀的輻射性思維表達方式。它以關鍵詞和圖畫來模擬大腦的思維過程，把各級主題的關系用相互隸屬與相關的層級圖表現出來，使思維“可視化”，分別運用左右腦的機能，利用記憶、閱讀、思維的規(guī)律，協助人們在科學與藝術、邏輯與想象之間平衡發(fā)展，從而提升人類的思考技巧，大幅增進記憶力、組織力與創(chuàng)造力，開啟大腦的無限潛能。思維導圖的關鍵是一個“導”字，用圖來引導思維。當今教育現狀中“減輕學生過重負擔”的呼吁已成為教育的重要口號，而學生過重負擔從而來？如何減輕學生的過重負擔？卻是我們要深入思考的問題。當前學生的過重負擔從表面看確實表現為課業(yè)負擔和心理負擔，但這只是表象。這兩種負擔均來源于過重的“過程負擔”，它是指“在學習過程中產生的負擔”。是課業(yè)負擔過重和心理負擔過重的根源，也就是學習的效率太低而造成學生學習過程負擔過重的原因，是由于我們傳統(tǒng)的教學方式、學習方式都是平面的、線性的，但大腦的工作方式卻是立體的、放射性的，這兩者的不ー致造成了我們學習的低效，造成了我們學習的過程負擔太重，從而引起了過重的課業(yè)負擔和過重的心理負擔。那么，有沒有辦法使我們的學習方式與大腦的思維方式一致呢？英國人托尼·布贊于上個世紀60年代提出的思維導圖可以解決這個問題。思維可視化可運用一系列圖示技術把本來不可視的思維(思考方法和思考路徑)呈現出來,使其清晰可見。而數學又是思維的體操,把思維導圖應用于數學教學，可以變平面的、線性的教學、學習方式為立體的放射性的教學、學習方式，從而使我們的教學方式、學習方式與我們大腦的工作方式一致起來，達到減輕過程負擔，進而減輕課業(yè)負擔和心理負擔的作用。本課題研究旨在通過分析國內外思維導圖研究的基礎上，依據現代學習理論、教學設計理論和新課程教育教學理念，探索在不同類別的數學教學中運用思維導圖，以及運用思維導圖對學生認知結構、學習興趣、學習思維的影響，以期能更有效地推進小學數學新課程教學，提升學生學習的興趣，并以此推廣到其它學科，以期為學生有效學習、高效學習、學科素養(yǎng)的培養(yǎng)及落實數學核心素養(yǎng)提供一些參考和借鑒。二、理論依據及意義思維可視化（Thinkingvisualization）是思維可視化研究院劉濯源于2002年提出的概念，是指以圖示或圖示組合的方式把原本不可見的思維路徑、結構、方法及策略呈現出來，使其清晰可見的過程。通俗地講就是把大腦中的思維“畫”出來的過程。實現“思維可視化”的圖示技術主要包括兩類：一類是思維導圖、模型圖、流程圖、概念圖、魚骨圖、問題樹等圖示方法，另一類是生成圖示的軟件，主要有Mindmanager、Mindmapper、Xmind、Inmindmap、FreeMind等。學科思維導圖（SubjectMindmap）也是由思維可視化研究院劉濯源于2002年提出的學科學習工具概念，學科思維導圖是以思維導圖技術為表現形式，融入邏輯思維理念的內涵，結合各學科思維規(guī)律、學科規(guī)律、考試規(guī)律，以實現提升教師教學效能，提高學生學習能力的高效學習工具。三、研究的目標、內容、方法、步驟及過程（一）研究內容1.教師如何架構學科思維導圖幫助學生學習學科思維導圖作為幫助學生學習的工具，也作為教師新接觸的一種輔助教學手段，教師的如何架構乃至靈活的運用是我們將要研究的首要內容。2.學生如何利用學科思維導圖自主學習增強記憶能力教學服務于學生，教師的教最終目的是落在學生的學上，學科思維導圖作為幫助學生學習的工具，如何讓學生了解，并會使用，而且還要靈活的運用將是我們研究的內容。3.利用思維導圖可視化，培養(yǎng)學生發(fā)散式和開放式的思維結構通過制作一個簡單的學科思維導圖，以層級的方式來表述各概念間的關系，同時每一個概念都形成一個節(jié)點，都可以成為一個發(fā)散的中心，利于培養(yǎng)學生發(fā)散式和開放式的思維結構。（二）研究目標1．讓學生掌握學科思維導圖繪制的方法和技能，促使學生思維可視化；運用學科思維導圖改變學生的學習方式和思維能力，提升學生對信息的整理和分析能力，培養(yǎng)學生的邏輯思辨能力；促進學生積極有意義地建構知識體系，養(yǎng)成科學學習和探究的習慣，體驗成功和創(chuàng)造的愉悅。2．構建以學科思維導圖為教學輔助的以學為主的教學模式，以指導和優(yōu)化以學為主的教學實踐過程，能應用學科思維導圖促進以學為主的教學的實施，提高課堂的實效。3．通過課題的實施，為教師的教學和專業(yè)發(fā)展提供新工具和新策略，提高教師的課堂教學執(zhí)行能力，促使教師專業(yè)化的發(fā)展。（三）研究方法1.文獻法：對相關運用思維導圖理論的檢索、調查、分析、整理，為本課題研究奠定正確的研究方向和強有力的理論支撐。2.調查法：通過聽課、座談、問卷調查等手段搞清目前基于思維可視化背景下的數學學科思維導圖研究存在的問題，綜合分析，找出原因，制訂有效的訓練方案；3.行動研究法：在日常教育活動和教學實踐過程中，運用思維導圖進行教育教學，促進學生形成良好的思維品質，培養(yǎng)主動探究和創(chuàng)新能力。4.比較研究法——在課題研究過程當中，通過實施思維導圖和傳統(tǒng)的教育方法進行比較，不斷調整方向，不斷充實內容，讓課題真正來源于教育教學，服務于教育教學。5.個案調查法：在課題研究過程當中，確立重點，以點帶面，全面推進。6.經驗總結法：在課題研究過程當中，重視資料積累，及時撰寫階段性小結，積極參加各類教育教學方面的論文評選、教研活動，在校內開展公開課觀摩學習。依據師生在教學實踐中形成的經驗，進行理性高度上的概括。（四）步驟與過程本課題研究分為準備、探索、總結三個階段來完成。每個階段的研究任務具體、研究方法明確。自2020年10月起，課題組按照課題計劃有序有效地開展研究，研究過程中根據我校的教學工作及時對研究計劃進行調整，讓研究內容和研究進程變得更為合理，現將研究工作總結如下：第一階段：醞釀準備階段（2020.10——2020.11）1.組建課題小組，召開開題會議，頒發(fā)聘書。2.收集、查閱相關資料，了解該領域的研究現狀以及相關研究成果。3.學習有關理論，開展相關培訓，理解本課題的意義以及研究價值。4.探討開題報告的科學性，并確定課題研究的目標內容、實施步驟以及時間安排、具體分工，撰寫課題研究的方案，完成上傳工作。第二階段：研究探索階段（2020.11——2021.2）1.開展問卷調查，尋找研究重點。2020年10月份結合課題研究目標，設計并開展了教師和學生的問卷調查，參加調查問卷的分別有教師19人和學生165人，并完成了匯總整理、數據的統(tǒng)計與報告分析，為后續(xù)工作提供了參考數據，更加準確地確定研究重點。2.利用思維導圖促進教研和教學工作。組織組員們利用思維導圖先對本冊各單元內容進行了梳理和呈現，將知識內容和思維結構高度概括和凝煉，對后期的教學實踐起到了有效地指導。組員們將課堂上的板書設計利用思維導圖展示，清晰呈現學生的學習探究過程，學生的隱形思維做到了可視化，有效將線性思維變?yōu)榱Ⅲw化思維。3.全體課題組成員進行學生分層研究，教師根據各學段教材內容和學生實際情況開展試驗。（1）通過引導學生學生學習思維導圖到應用，從課前預習、課后復習到階段梳理都利用思維導圖的方式展開，這種圖文并茂的方式實現系統(tǒng)化、網絡化、概括化地學習數學，并進行創(chuàng)造的思考，有效地促進了學習效果，出現了大量的優(yōu)秀作品，學生的思維之花盡情綻放。（2）教師們通過“說課—上課—反思—改進”一系列完整的教學過程，將課題研究落實到教學實踐。2020年9月2021年5月期間，組員們共完成9節(jié)研究課例。分別是郭淑芳執(zhí)教的《分數再認識》、《異分母分數加減法》和《認識三角形和四邊形》，陳龍霞執(zhí)教的《溫度》和《歌手大賽》，潘婷執(zhí)教的《調查生活垃圾》，李磊執(zhí)教的《小樹有多少棵》，趙艷妮執(zhí)教《0╳5=？》和《練習三》，并及時進行了課后交流反饋，組員們更進一步的體會到通過思維導圖進行可視化教學的意義和效果。（3）2020年1月8日課題組召開了中期課題研討會，組織大家全面的回顧之前的研究工作，分享研究經驗，提出疑惑，討論后續(xù)研究工作，之后完成了個人研究階段報告，使各項工作在總結中進一步完善和改進。第三階段：結題階段（2021.4——2021.5）1.對研究情況進行分析、歸納，撰寫結題報告、論文、形成案例等。2.小課題研究總結匯報。2.完成課題研究結題申請和結題報告。3.課題成果推廣普及。四、研究結果與成效（一）通過運用實踐研究中產生的各種理論及實踐成果，包括：1.調查問卷（師生）以及報告分析。2.教學論文；3.教學設計、隨筆；4.研究報告；5.教師與學生的思維導圖作品。（二）研究效果1.通過多樣的學習和實踐，成員們進一步感受到課題的研究價值，對思維導圖形成了初步的認識和理解。2.初步形成了應用思維導圖進行教學的有效策略。（1）利用思維導圖優(yōu)化知識結構，調動學生學習積極性。（2）利用思維導圖研究教材深入備課。（3）利用思維導圖進行課堂教學。（4）利用思維導圖進行知識系統(tǒng)復習。（5）運用思維導圖模式進行自我評價，幫助老師了解學生學習情況。（6）有效提高學生的自主學習的能力與審題能力。3.經過一年的實踐研究，課題組成員及時記錄、認真總結，共產生有35項課題成果，包括調研報告6篇，學習筆記5篇，研究課例的說課稿、教學設計、教學反思共6份，研究階段小結5篇，微課案例1節(jié)，論文4篇，教學隨筆6篇，教育敘事2篇，學生和教師作品130余幅等。所有成果均通過西安市優(yōu)質資源平臺的課題博客呈現并發(fā)表博文60余篇。其中郭淑芳的微課《單元知識梳理加與減》榮獲全國大賽一等獎；趙艷妮的論文《基于思維可視化背景下的小學數學學科思維導圖實踐研究》在《讀與寫》2020年第22期發(fā)表，陳龍霞的論文《小學數學知識的整理與復習中思維導圖繪制的研究》在《教研周刊》2021年第11期發(fā)表。（三）學生學習效果分析本課題的研究對象為低中高不同學段的學生，各個學段學習不同部分的知識，這樣可以有針對性的展開思維導圖的訓練。針對不同課型也會有不同的思維導圖練習方式，比如：課前預習、新授課、練習課、復習課等。1.課前導學單（預習）。采取線性筆記的形式梳理課本知識點，找知識之間的聯系，整體表現課本知識內容的整體性和層次性，構建知識體系和框架，對自學內容不懂的知識進行提問。2.課堂學習（新授）。采用思維導圖法進行教學，教師可以將那些容易產生混淆的知識點進行導圖設計。有效解決不易理解的抽象概念、知識點等教學難點。3.單元知識梳理（復習）采取思維導圖形式劃分版塊呈現單元知識點；構建知識體系和框架；歸納各版塊典型問題?？傊鶕煌瑢W段不同課程的反饋情況來看，學生可以熟練掌握思維導圖的繪制方法，在掌握數學知識的同時，對數學學習的整體性和聯系性有了更深層次的理解。在知識學習中明白了“全局”觀的重要性，不僅對數學學習，而且對所有學科的學習都產生了相應的幫助。五、存在問題及改進。此次課題的研究效果和成績表明，基于思維可視化的教學和學習方式不僅可以提高教學效率，同時提高學生動手動腦探究的能力。本課題的研究只是對數學教學過程進行了實踐和初步的探討，受許多因素的制約和影響，仍有些許問題值得商榷：1．學生目前對于思維導圖的繪制多數情況下停留在由“線性思維和線性筆記”轉化為知識聯系圖的過程中，產生的大多數僅限于二級分支，對于將深度思考的部分如何采取三級分支、四級分支等方式，還需深入研究。2．對學生的思維