摘要：数学是一门基础学科，数学学科最大的特征就在于其抽象性，这也是数学的基本思想，能够借此呈现出世界的本质、规律以及与人类之间的关系。在高中数学教学中，学生的核心素养培养是一个非常重要的话题。它不仅关系到高中生学习成绩和未来发展，而且对我国素质教育有着深远影响。高中阶段正是培养思维逻辑能力、抽象概括能力与创新意识的重要时期。学生的学习和发展离不开数学，数学学科作为理科教学的重要组成部分，对于学生逻辑思维能力的培养有着关键作用。而教师借助思维可视化技术，能帮助学生理解抽象的数学知识。在当前核心素养的教育理念下，如何通过开展思维可视化教学，帮助学生认识并理解抽象的数学，成为了教育工作者关注的重点课题。
关键词：思维可视化；高中数学；核心素养；策略
中图分类号：G633.6     文献标识码：A
数学是高中教育的重点科目之一，它是学生掌握基础知识，学会学习技巧，实现整体素养提高的重要途径^[1]。在高中数学学习阶段，多数学生会有一个共同认知——数学知识复杂多变。面对抽象的数学概念，学生在实际学习的过程中，难以通过自主学习掌握不同知识点之间的关系。由于未能掌握正确的学习方法，不能有效理解和梳理相关知识点，在很大程度上，会导致学生对数学学习失去了兴趣。因此，教师在数学教学中，要将抽象的数学知识变得可视化、形象化，从而引导学生理解相关知识点。在思维可视化技术中，主要包括了思维导图、概念图，以及辅助生成图示的软件程序等不同手段，可以通过直观与形象的图示，提高教学的趣味性与直观性，在数学核心素养的培养方面，思维可视化有其特殊的教学价值。教师利用数学思维可视化教学，能深度发展学生的思维能力，切实塑造学生的核心素养，帮助学生构建完善的知识体系，由此助力学生全面发展。
一、数学核心素养概述
在数学教育中，核心素质是以培育学习者的基本能力为基础，并与学科知识相结合所形成的一项综合素养^[2]。而数学核心素质则是一个综合性的范畴，主要是发展学生数学知识能力，以及认识空间的几何图形等基本技能。作为老师，也要善于引导学生去发掘日常生活中有价值的内容，去处理现实问题，使他们学会利用学习过的或现有经验解决现实问题，从而养成有创造精神和实践才能的创造意识。核心素养是一种素质，它包含了学生的学科知识、社会生活和人文精神等内容，是一个人成长路上至关重要的因素之一^[3]。从教育角度来说，学生核心素养需要具备以下几点因素: 一是要具有创新意识；二是要有创造性思维能力，让自己成为学习活动中主动参与、积极思考，并能动脑动手的实践者；三是应具备基本技能与综合素质，具有独立分析问题、解决问题的能力，以及对数学知识理解运用能力；四是要求学生掌握一定基础学科理论和方法。
高中数学教学中的核心素养，是指学生在学习过程当中所应具有的，能够不断提高自身发展水平的创新能力，以及适应社会竞争等方面的综合素质。对于高中生来说，正处于性格形成时期，而这个阶段正是培养其健全个性、人格塑造的关键时期。因此，教师要加强对学生的正确引导教育，要培养学生良好心理品质^[4]，帮助学生建立起积极向上、勇于拼搏的精神面貌与意志品质等。高中阶段也是学生学习和掌握基础知识、形成技能体系并发展思维能力的关键期。在核心素养视域下，通过数学思维可视化教学的运用，能使学生成为一个独立完整且具备一定逻辑思维的人。
二、核心素养视域下在高中数学教学中应用思维可视化的必要性
1.能够培养学生的发散性思维
 在高中数学的学习过程中，发散性思维是一种非常重要的品质。相比于其它学科，高中数学有着繁多而复杂的教学内容，部分数学知识有着抽象化的定理和概念。而高中生又往往有相对有限的理解能力，由此增加了数学学习的难度。而学生若是具备发散性思维，则会掌握多种解题思路和思考方式，对于一些难点和重点问题，能够很好理解。在高中数学教学中，应用思维可视化方法，能培养学生独立思考能力和动手操作能力，进而全面发展学生的综合素养。
2.能促进数学教学质量的提升
从教学效率的角度来看，思维可视化的应用，可以在很大程度上提升教师教学教学质量。教学计划的制定离不开对学生群体学习水平的调查。通过对学生群体的合理划分，教师在教学工作的开展过程中有针对性，能够避免教学工作的临时调整，从而稳步推进教学计划的实施，更好地保证教学进度^[5]。因此，在现有的学科教学工作中，教师应注意合理运用思维可视化教学方法，确保学生在当前的理论学习中，能逐步提高自己的学习能力和理论基础。通过思维可视化教学的运用，学生可以在教师的合理指导下激发学习兴趣。一些学生对教师讲的知识点知之甚少，或者学习起来有一定的困难，因此，很难在学习过程中找到兴趣，这将影响学生能力的后续提高。在思维可视化教学理念的作用下，学生可以遵循差异化教学策略，根据不同学生的学习水平，制定相对应的教学指导模式，使学生在学科理论学习中找到更多的乐趣。
3.提高学生创新能力
高中数学知识相对深奥，具有应用型和创新性等特点，学生不容易理解，久而久之，会产生厌烦心理。作为教师，要重视对知识点的讲解^[6]。例如，教师可以利用多媒体来播放一些与生活息息相关的话题，让学生产生浓厚的兴趣，并激发其思维和记忆。教师也要注重加强实践活动环节，培养高中生数学应用能力、创新意识以及合作精神。教师通过数学教学中运用思维可视化教学法，可以让学生了解到知识之间有一定联系。作为高中生来讲，需要培养自己解决实际问题能力以及思维方式方法，为此，教师要引导学生学会观察生活现象，并且能够从不同角度去发现它们之间存在联系，从而将这些认识与经验上升到数学领域当中，不断地提高学生创新能力，进而为其以后的学习打下坚实基础。
三、思维可视化在高中数学教学中的应用现状
1.教师没有高度重视思维可视化方法的运用
在应试教育的影响下，一些教师对学生的学习成绩过于看重，创新理念不强，不愿尝试新的教学方法。由于对于应用思维可视化方法的重视程度不高，不能真正发挥其应有的作用，使该方法不能产生应有的效果。究其原因，是目前我国一些高中数学教师自身具有相对较低的文化素质水平，对于思维可视化教学的价值未能正确认知，由此阻碍了该方法在高中数学课堂上的运用。由于教学不具备针对性，很难真正提高学生的学习效率。随着高中学科理论内容的日益系统化，学生早期的理论基础起着重要的作用。进入高中阶段后，由于一些学生理论基础薄弱，无法跟上学习进度和课堂教学速度。而教师对基础部分学科知识点的复习也受到课时的限制，因此，对于思维可视化方法的运用也带来一定的制约。
2.教师教学模式单一
目前，一些教师在教学中，还是应用传统的教学模式，未能有效推广和运用思维可视化方法^[7]。即便是在高中数学课堂上应用思维可视化方法，也更多是流于形式，是为了迎合教育要求，有着单一和落后的应用形式，未能突出学生的主体地位，也很难调动学生学习的积极性。从现阶段的高中数学课堂教学工作上看，一些教师所秉持的教学理念还呈现出固化与功利性的特点，由于高中阶段的数学课程中，“复习”占据较大一部分比重，部分教师开展课堂教学工作的形式主要基于试题、练习题与教材案例讲解的方式，使学生在学习理论内容的基础上通过完成习题训练的方式，完成相应的学习任务。该种课堂教学模式对于学生数学思维与拓展性学习能力的培养，还存在一定不足，同时在高强度、刻板的教学模式中，学生的学习积极性与学习兴趣等也会受到影响。此外，由于学生群体存在学习基础、思维能力与理论应用能力等方面的差异，固定化的教学模式不利于课堂教学质量的进一步提高。
四、高中数学教学中高效应用思维可视化的方法
1.积极转变教学理念，正确认识思维可视化
为了将思维可视化方法高效运用于高中数学教学中，首先需要教师对该方法正确认知，在思想观念上要与时俱进，积极转变过去传统的教学模式，突出学生在课堂上的主体地位，将思维可视化方法的应用价值切实发挥出来^[8]。在教学理念方面，教师需要从学生的主体性出发，根据学生群体表现出的学习能力差异、学习基础与性格特点等，在课堂教学阶段采取灵活的教学策略。为了高效运用思维可视化方法，需要新型的教学模式支持。为此，教师需要采用分层教学管理的方式，科学划分具有不同知识水平、思维能力和理论基础的学生，使教师在选择教学方法的过程中，能够根据统一学生群体的情况进行知识传授，从而保证学科教学工作的有效性、针对性和合理性。唯有突出学生在课堂上的主体地位，才能够真正地发挥出思维可视化方法的应用价值。
2.利用思维可视化助力课堂导入，提高学生逻辑思维能力
从高中数学的教学任务来看，相关知识具备极为严谨的逻辑思维性，数学抽象中也有较强的符号化、模型化与量化，需要学生形成理性思维，养成对抽象概括的能力。因此，在数学课堂教学中，教师需要先充分调动学生的积极性，强化课堂导入环节，构建良好的课堂氛围，从而引导学生进行思考。
在数学学习过程中，逻辑思维能力以及数学思想的培养十分重要。特别是在数学证明题的解决方面，借助思维可视化技术下的思维导图，能够直观体现分析过程中，帮助学生厘清思维走向，同时掌握最佳的解题方法，在很大程度上能够提高课堂教学的效率^[9]。
在“对数与对数函数”相关内容学习时,教师可以通过思维导图的构建，直观地呈现相关的概念和公式。结合公式:x = logaN ,将直观数字:3 = log28 引入,即 3 是以 2 为底 8 的对数,意为求 2 的多少次方等于 8。教师借助思维可视化技术来指导学生，充分发挥思维导图的作用，实现数学思维的可视化，有利于通过动态化学习，发展学生的模型思维，帮助其掌握相关知识点。在课堂导入环节中，教师需要在多媒体课件上展示生活中对数与函数的关系，以此来调动学生的兴趣点，将学生从嘈杂的课间氛围中转到课堂学习当中。其次，教师需要展示对数与对数函数的相关内容，并在多媒体中借助专用软件，在课堂中引入可视化表格，设计合理的板书，以此来引导学生开展自主学习。在课堂导入环节中，教师通过思维可视化技术的应用，突出学生的主导地位，能够充分调动学生的兴趣点与注意力，从而对数学抽象的知识有初步概念，而直观化的理解，也有助于后续知识的学习，提高学生的逻辑思维与学习能力。
另外，教师利用思维可视化呈现数学抽象过程，还能加深学生的理解；借助思维可视化技术，通过思维导图的形式，将解题过程中进行直观化的呈现，能帮助构建学生的解题思维。
3.利用思维可视化创设教学情境，培养学生发散性思维
在数学教学当中，教师通过构建知识理论框架，能够帮助学生更加完整地理解相应知识点，通过思维可视化图示的绘制，能够有效整合复杂且琐碎的知识点，加深学生对于数学基础知识的理解。因此，在数学抽象素养的培养当中，教师需要通过创设良好的教学情境，营造更加轻松、愉悦的学习氛围。
例如，在开展《基本初等函数》教学当中，教师首先需要明确好教学目标，一方面需要引导学生去自主探索知识点，另一方面则是以小组合作探究的方式开展相关的思维化活动。在明确好相应学习目标后，教师可以组织学生进行小组合作学习，从而在实践当中掌握学习方法，自主构建知识理论框架。针对知识点中容易混淆的内容，教师可结合基本初等函数思维, 通过数形结合的思想的有效运用,实现函数的思维可视化,就一次函数:y = kx+b,其中 k≠0;反比例函数 y = kx,其中 k≠0;指数函数 y = abx+c,a≠0,b>0,b≠ 1 等函数。在教学中，教师通过几何画板软件的有效运用，对各个函数图形分别绘制,通过改变 a、b、k、c 值，引导学生对各个符号的意义进一步理解。在数形结合的基础上实现思维可视化，以更好地培育学生的发散思维。
结论：在高中生核心素养的培育过程中，数学教学的可视化、直观化尤为重要。在课堂教学中，引入思维可视化模式，不仅能够快速导入课堂，提升课堂教学质量与效率，而且还能够使学生把握教学中的重难点，形成数学思维，对数学抽象有更加深入的理解。因此，广大教育工作者需要充分利用好数学可视化这一教学手段，积极转变教学观念，从提高自身教学能力出发，掌握多种思维可视化工具以及图示方法，结合学生的个体思维差异，注重因材施教，以此激发学生的创造性思维，提高数学核心素养，通过多角度的教学创新活动，推动数学教学高质量发展。