基于思维可视化背景下的小学数学思维导图实践研究 结题报告

西安市基础教育小课题研究结题报告立项号2019XKT-XXSX138课题名称基于思维可视化背景下的小学数学思维导图实践研究负责人赵艳妮负责人所在单位雁塔中华世纪城小学结题报告关键词思维可视化思维导图结题报告摘要当今教育现状中“减轻学生过重负担”的呼吁已成为教育的重要口号，而学生过重负担从何而来？如何减轻学生的过重负担？却是我们要深入思考的问题。当前学生的过重负担从表面看确实表现为课业负担和心理负担，但这只是表象。这两种负担均来源于过重的“过程负担”，它是指“在学习过程中产生的负担”。是课业负担过重和心理负担过重的根源，也就是学习的效率太低。而造成学生学习过程负担过重的原因，是由于我们传统的教学方式、学习方式都是平面的、线性的，但大脑的工作方式却是立体的、放射性的。这两者的不ー致造成了我们学习的低效，造成了我们学习的过程负担太重，从而引起了过重的课业负担和过重的心理负担。思维可视化是运用一系列图示技术把本来不可视的思维(思考方法和思考路径)呈现出来,使其清晰可见的过程。而数学又是思维的体操,把思维导图应用于数学教学，可以变平面的、线性的教学、学习方式为立体的放射性的教学、学习方式，从而使我们的教学方式、学习方式与我们大脑的工作方式一致起来，达到减轻过程负担，进而减轻课业负担和心理负担的作用。本课题的研究，通过分析国内外思维导图研究的已有经验，依据现代学习理论、教学设计理论和新课程教育教学理念，结合小学生对于思维可视化学习的了解现状，开展不同的数学活动，有计划、有目的地探索在不同课型的数学教学中运用思维导图，以及运用思维导图对学生认知结构、学习兴趣、学习思维的影响，有效地推进了小学数学新课程教学，提升了学生学习的兴趣，并以此推广到其它学科，有效促进了学生有效学习、高效学习、学科素养的培养及数学核心素养的落实。结一、课题背景及界定思维导图是20世纪70年代初，英国学者东尼·博赞(TonyBuzan)在研究人类学习的本质过程中发现并提出的理论，是一种放射性状的辐射性思维表达方式。它以关键词和图画来模拟大脑的思维过程，把各级主题的关系用题报告结题报告相互隶属与相关的层级图表现出来，使思维“可视化”，分别运用左右脑的机能，利用记忆、阅读、思维的规律，协助人们在科学与艺术、逻辑与想象之间平衡发展，从而提升人类的思考技巧，大幅增进记忆力、组织力与创造力，开启大脑的无限潜能。思维导图的关键是一个“导”字，用图来引导思维。当今教育现状中“减轻学生过重负担”的呼吁已成为教育的重要口号，而学生过重负担从而来？如何减轻学生的过重负担？却是我们要深入思考的问题。当前学生的过重负担从表面看确实表现为课业负担和心理负担，但这只是表象。这两种负担均来源于过重的“过程负担”，它是指“在学习过程中产生的负担”。是课业负担过重和心理负担过重的根源，也就是学习的效率太低而造成学生学习过程负担过重的原因，是由于我们传统的教学方式、学习方式都是平面的、线性的，但大脑的工作方式却是立体的、放射性的，这两者的不ー致造成了我们学习的低效，造成了我们学习的过程负担太重，从而引起了过重的课业负担和过重的心理负担。那么，有没有办法使我们的学习方式与大脑的思维方式一致呢？英国人托尼·布赞于上个世纪60年代提出的思维导图可以解决这个问题。思维可视化可运用一系列图示技术把本来不可视的思维(思考方法和思考路径)呈现出来,使其清晰可见。而数学又是思维的体操,把思维导图应用于数学教学，可以变平面的、线性的教学、学习方式为立体的放射性的教学、学习方式，从而使我们的教学方式、学习方式与我们大脑的工作方式一致起来，达到减轻过程负担，进而减轻课业负担和心理负担的作用。本课题研究旨在通过分析国内外思维导图研究的基础上，依据现代学习理论、教学设计理论和新课程教育教学理念，探索在不同类别的数学教学中运用思维导图，以及运用思维导图对学生认知结构、学习兴趣、学习思维的影响，以期能更有效地推进小学数学新课程教学，提升学生学习的兴趣，并以此推广到其它学科，以期为学生有效学习、高效学习、学科素养的培养及落实数学核心素养提供一些参考和借鉴。二、理论依据及意义思维可视化（Thinkingvisualization）是思维可视化研究院刘濯源于2002年提出的概念，是指以图示或图示组合的方式把原本不可见的思维路径、结构、方法及策略呈现出来，使其清晰可见的过程。通俗地讲就是把大脑中的思维“画”出来的过程。实现“思维可视化”的图示技术主要包括两类：一类是思维导图、模型图、流程图、概念图、鱼骨图、问题树等图示方法，另一类是生成图示的软件，主要有Mindmanager、Mindmapper、Xmind、Inmindmap、FreeMind等。学科思维导图（SubjectMindmap）也是由思维可视化研究院刘濯源于2002年提出的学科学习工具概念，学科思维导图是以思维导图技术为表现形式，融入逻辑思维理念的内涵，结合各学科思维规律、学科规律、考试规律，以实现提升教师教学效能，提高学生学习能力的高效学习工具。三、研究的目标、内容、方法、步骤及过程结题报（一）研究内容1.教师如何架构学科思维导图帮助学生学习学科思维导图作为帮助学生学习的工具，也作为教师新接触的一种辅助教学手段，教师的如何架构乃至灵活的运用是我们将要研究的首要内容。2.学生如何利用学科思维导图自主学习增强记忆能力教学服务于学生，教师的教最终目的是落在学生的学上，学科思维导图作为帮助学生学习的工具，如何让学生了解，并会使用，而且还要灵活的运用将是我们研究的内容。3.利用思维导图可视化，培养学生发散式和开放式的思维结构通过制作一个简单的学科思维导图，以层级的方式来表述各概念间的关系，同时每一个概念都形成一个节点，都可以成为一个发散的中心，利于培养学生发散式和开放式的思维结构。（二）研究目标1．让学生掌握学科思维导图绘制的方法和技能，促使学生思维可视化；运用学科思维导图改变学生的学习方式和思维能力，提升学生对信息的整理和分析能力，培养学生的逻辑思辨能力；促进学生积极有意义地建构知识体系，养成科学学习和探究的习惯，体验成功和创造的愉悦。2．构建以学科思维导图为教学辅助的以学为主的教学模式，以指导和优化以学为主的教学实践过程，能应用学科思维导图促进以学为主的教学的实施，提高课堂的实效。3．通过课题的实施，为教师的教学和专业发展提供新工具和新策略，提高教师的课堂教学执行能力，促使教师专业化的发展。（三）研究方法1.文献法：对相关运用思维导图理论的检索、调查、分析、整理，为本课题研究奠定正确的研究方向和强有力的理论支撑。2.调查法：通过听课、座谈、问卷调查等手段搞清目前基于思维可视化背景下的数学学科思维导图研究存在的问题，综合分析，找出原因，制订有效的训练方案；3.行动研究法：在日常教育活动和教学实践过程中，运用思维导图进行教育教学，促进学生形成良好的思维品质，培养主动探究和创新能力。4.比较研究法——在课题研究过程当中，通过实施思维导图和传统的教育方法进行比较，不断调整方向，不断充实内容，让课题真正来源于教育教学，服务于教育教学。5.个案调查法：在课题研究过程当中，确立重点，以点带面，全面推进。6.经验总结法：在课题研究过程当中，重视资料积累，及时撰写阶段性小结，积极参加各类教育教学方面的论文评选、教研活动，在校内开展公开课观摩学习。依据师生在教学实践中形成的经验，进行理性高度上的概括。（四）步骤与过程本课题研究分为准备、探索、总结三个阶段来完成。每个阶段的研究任务具体、研究方法明确。自2020年10月起，课题组按照课题计划有序有效告地开展研究，研究过程中根据我校的教学工作及时对研究计划进行调整，让研究内容和研究进程变得更为合理，现将研究工作总结如下：第一阶段：酝酿准备阶段（2020.10——2020.11）1.组建课题小组，召开开题会议，颁发聘书。2.收集、查阅相关资料，了解该领域的研究现状以及相关研究成果。3.学习有关理论，开展相关培训，理解本课题的意义以及研究价值。4.探讨开题报告的科学性，并确定课题研究的目标内容、实施步骤以及时间安排、具体分工，撰写课题研究的方案，完成上传工作。第二阶段：研究探索阶段（2020.11——2021.2）1.开展问卷调查，寻找研究重点。2020年10月份结合课题研究目标，设计并开展了教师和学生的问卷调查，参加调查问卷的分别有教师19人和学生165人，并完成了汇总整理、数据的统计与报告分析，为后续工作提供了参考数据，更加准确地确定研究重点。2.利用思维导图促进教研和教学工作。组织组员们利用思维导图先对本册各单元内容进行了梳理和呈现，将知识内容和思维结构高度概括和凝炼，对后期的教学实践起到了有效地指导。组员们将课堂上的板书设计利用思维导图展示，清晰呈现学生的学习探究过程，学生的隐形思维做到了可视化，有效将线性思维变为立体化思维。3.全体课题组成员进行学生分层研究，教师根据各学段教材内容和学生实际情况开展试验。（1）通过引导学生学生学习思维导图到应用，从课前预习、课后复习到阶段梳理都利用思维导图的方式展开，这种图文并茂的方式实现系统化、网络化、概括化地学习数学，并进行创造的思考，有效地促进了学习效果，出现了大量的优秀作品，学生的思维之花尽情绽放。（2）教师们通过“说课—上课—反思—改进”一系列完整的教学过程，将课题研究落实到教学实践。2020年9月2021年5月期间，组员们共完成9节研究课例。分别是郭淑芳执教的《分数再认识》、《异分母分数加减法》和《认识三角形和四边形》，陈龙霞执教的《温度》和《歌手大赛》，潘婷执教的《调查生活垃圾》，李磊执教的《小树有多少棵》，赵艳妮执教《0╳5=？》和《练习三》，并及时进行了课后交流反馈，组员们更进一步的体会到通过思维导图进行可视化教学的意义和效果。（3）2020年1月8日课题组召开了中期课题研讨会，组织大家全面的回顾之前的研究工作，分享研究经验，提出疑惑，讨论后续研究工作，之后完成了个人研究阶段报告，使各项工作在总结中进一步完善和改进。第三阶段：结题阶段（2021.4——2021.5）1.对研究情况进行分析、归纳，撰写结题报告、论文、形成案例等。2.小课题研究总结汇报。结题报告2.完成课题研究结题申请和结题报告。3.课题成果推广普及。四、研究结果与成效（一）通过运用实践研究中产生的各种理论及实践成果，包括：1.调查问卷（师生）以及报告分析。2.教学论文；3.教学设计、随笔；4.研究报告；5.教师与学生的思维导图作品。（二）研究效果1.通过多样的学习和实践，成员们进一步感受到课题的研究价值，对思维导图形成了初步的认识和理解。2.初步形成了应用思维导图进行教学的有效策略。（1）利用思维导图优化知识结构，调动学生学习积极性。（2）利用思维导图研究教材深入备课。（3）利用思维导图进行课堂教学。（4）利用思维导图进行知识系统复习。（5）运用思维导图模式进行自我评价，帮助老师了解学生学习情况。（6）有效提高学生的自主学习的能力与审题能力。3.经过一年的实践研究，课题组成员及时记录、认真总结，共产生有35项课题成果，包括调研报告6篇，学习笔记5篇，研究课例的说课稿、教学设计、教学反思共6份，研究阶段小结5篇，微课案例1节，论文4篇，教学随笔6篇，教育叙事2篇，学生和教师作品130余幅等。所有成果均通过西安市优质资源平台的课题博客呈现并发表博文60余篇。其中郭淑芳的微课《单元知识梳理加与减》荣获全国大赛一等奖；赵艳妮的论文《基于思维可视化背景下的小学数学学科思维导图实践研究》在《读与写》2020年第22期发表，陈龙霞的论文《小学数学知识的整理与复习中思维导图绘制的研究》在《教研周刊》2021年第11期发表。（三）学生学习效果分析本课题的研究对象为低中高不同学段的学生，各个学段学习不同部分的知识，这样可以有针对性的展开思维导图的训练。针对不同课型也会有不同的思维导图练习方式，比如：课前预习、新授课、练习课、复习课等。1.课前导学单（预习）。采取线性笔记的形式梳理课本知识点，找知识之间的联系，整体表现课本知识内容的整体性