小学数学中思维导图对培养学生逻辑思维能力的影响研究

【摘要】思维导图作为一种有效的信息整合和视觉化工具，已被广泛应用于多个学科领域。文章通过调查研究，探讨了在小学数学教学中思维导图对培养学生逻辑思维能力的影响。研究发现，思维导图不仅能提高教学效率，还能锻炼学生的逻辑思维能力，提升学生解决问题的能力。

【关键词】思维导图；小学数学；逻辑思维

作者简介：杨美华（1976—），女，江苏省南通市十里坊小学。

随着教育技术的发展，新型教学工具和方法不断涌现，助力教师提升教学质量。在众多教学辅助工具中，思维导图凭借其独特的视觉呈现和信息组织方式，成为教育领域中的一种重要工具。在小学数学教学中，思维导图的应用不仅能帮助学生清晰地理解和掌握数学概念，还能促进他们逻辑思维能力的发展。逻辑思维是学生学习数学的核心能力之一，能够帮助学生进行批判性思考和解决问题。因此，探索思维导图在小学数学教学中对培养学生逻辑思维能力的影响具有重要的理论和实践价值。

一、研究背景

（一）当前小学数学教学中逻辑思维能力培养的困境

1.教学方法的局限

在一些小学里，数学教学仍然采用传统的教学模式，即教师主导的讲授法。教师在课堂上主要通过讲解数学概念、演示解题步骤来传授知识，而学生的任务则是听讲、记笔记和完成作业。这种教学方式虽然在知识传递方面较为直接和高效，但却忽略了学生主动探究的过程，限制了学生思维能力和创造力的发展［1］。此外，这种模式下的教学很难满足所有学生的学习需要，尤其是那些学习节奏较慢或需要更多互动的学生。

2.学生学习兴趣的不足

有的学生对数学学习感到焦虑。这种情绪往往来自他们对数学概念的不理解或对解题过程的困惑，导致他们探索数学世界的兴趣不足。此外，课堂缺乏足够的实践操作和生动的教学情境也是导致学生学习兴趣不高的原因之一。学生难以将抽象的数学知识与现实生活中的实际问题联系起来，就会感到数学学习缺乏意义和乐趣。

（二）思维导图在培养学生逻辑思维能力中的作用

1.促进学生知识结构的系统化

思维导图通过集中和归纳信息，将数学知识框架直观展示出来，使学生能够在视觉上迅速捕捉关键信息，并看到各知识点之间的逻辑关系，帮助学生理解并记忆复杂的数学概念和公式。例如，在学习因数与倍数的概念时，采用传统的线性笔记方法可能让学生难以掌握因数与倍数之间的关系，而采用思维导图则可以将概念通过树状图清晰地展示出来，如将因数和倍数的定义、它们之间的关系以及相关的数学问题直观地展现出来，使学生不仅能够理解单个概念，还能够把握概念之间的联系。

2.增强教学互动

通过可视化的知识结构，思维导图能够帮助学生清晰地看到学习内容的组织架构和内在联系，激发他们的学习兴趣。此外，思维导图的应用还能够激发学生的批判性思维，促使学生更主动地探索和理解数学知识。如此，教师就可以通过使用思维导图，顺利将传统的讲授式教学模式转变为以学生为中心的师生互动教学模式，使学习过程更加生动和有趣［2］。

二、研究方法和结果

（一）研究设计

本研究选定某小学五年级四个班级的学生作为研究样本，将其随机平均分为两组：实验组和对照组。实验组的两个班级用思维导图作为主要的教学工具，而对照组的两个班级则不采用思维导图，仅使用传统的讲授法教学。教学案例为“因数与倍数”。

本研究通过这三种方法收集数据。一是测试，对所有学生进行标准化测试，评估他们逻辑思维能力的初始水平和后期发展情况。二是教学观察，在整个教学周期中，对四个班级的教学活动进行系统观察，观察重点包括教师的教学方法、互动模式及学生的课堂参与情况。三是学生访谈，在教学实验结束后，从每个班级中选取若干名学生进行半结构式访谈，深入了解学生对课堂使用思维导图教学法或传统讲授法的感受，以及这些方法对其逻辑思维能力发展的影响。通过以上方法收集数据，可以较为充分地评估思维导图教学法对学生逻辑思维能力的促进作用［3］。

（二）研究实施

1.实验班教学

在实验班中，教师将思维导图作为主要的教学工具来教授“因数与倍数”。

首先，教师在电子白板上创建一个中心节点，标注为“因数与倍数”，以此作为学习的核心主题。从这一中心节点延伸出多个主要分支，包括“定义”“性质”“应用”。在“定义”分支下，教师进一步延伸出“因数的定义”和“倍数的定义”。对每一个概念，教师都会提供清晰的数学表达解释，例如：“如果整数a除以整数b，商为整数且无余数，则b是a的因数。”这样的清晰表述能帮助学生快速抓住数学概念的核心。在“性质”分支中，教师添加节点内容，如“一个数的因数总是小于或等于这个数”和“一个数是它自身的倍数”。这些节点内容清晰地展示了因数与倍数之间的逻辑关系，帮助学生形成系统的知识结构。对于“应用”分支，教师则通过具体例子，如“找出12的所有因数与倍数”，进行实操讲解。如此，不仅展示了概念的用途，还让学生通过实际操作深入理解和记忆这些概念。

其次，教师开展互动教学。教师鼓励学生参与到思维导图的创建和补充中。例如，在探讨因数的应用时，教师请学生到讲台上操作电子白板，学生在导图上添加了一些计算示例，如“12的因数：通过计算1×12， 2×6等得到”。这种互动性强的学习方式不仅增强了学生的参与感，还促进了学生在学习过程中的主动思考和深层理解。

最后，师生共同形成了“因数与倍数”的思维导图（如图1所示）。通过思维导图，学生能够迅速捕捉关键信息，整理和连接不同的知识点，在解决数学问题时思路更加清晰，显著提升逻辑思维和问题解决能力［4］。

2.对照班教学

对照班的教学主要依托于传统的讲授法，这种方法强调教师的讲解和学生的识记。

教学开始时，教师定义因数和倍数的数学概念。教师讲道：“如果整数a可以被整数b整除，不留余数，那么我们称b是a的因数。”紧接着，教师进一步解释倍数的概念：“如果一个数b是另一个数a的倍数，那么b可以表示为a与某个整数c的乘积。”

接下来，教师通过板书演示数学问题的解题步骤。例如，在探讨“找出一个数的所有因数”的问题时，教师用12作为例子，逐步演示如何找到1，2，3，4，6和12等因数，并解释其中的数学原理。

教师强调解题步骤的理解和记录。例如，在用除法检验因数或倍数时，教师会引导学生详细记录每一步的计算过程，包括如何设置除法算式、如何计算以及如何检查结果等。这种方法既能帮助学生清晰地看到解题过程，也便于他们在课后通过笔记复习关键解题步骤和技巧。

为了进一步加深学生的理解，教师会在课堂上进行提问，例如“如果一个数是36的因数，那么这个数可能是什么？请展示你的计算过程”，从而检测学生对已学知识的掌握程度，激活他们的思维，确保他们能够独立解答相关题目。

这种教学模式不仅可以帮助学生掌握数学知识，还能提高他们的问题解决能力。

（三）研究分析

本研究收集了四个班级共120名学生的数据，研究内容涵盖三个主要方面：标准化测试成绩、教学观察记录以及半结构化访谈结果。

1.标准化测试成绩

测试包括20道题目，以下是部分题目。

定义问题：列出数字36的所有因数，并解释选择过程。

应用题：如果一批书籍数量是128本，每排摆放8本，需要摆放多少排？

逻辑推理题：如果一个数字既是24的倍数也是36的倍数，最小可能是多少？解释你的推理过程。

测试成绩如表1所示。

2.教学观察记录

在实验班中，学生在思维导图的引导下，能积极思考和参与讨论，师生互动频繁，学生对新概念的接受和理解速度较快。对照班的课堂大多时候比较安静，教师更注重讲授，学生多为低头做笔记，学生对新概念的接受和理解需要一定的时间。

3.半结构式访谈结果

实验班的学生普遍反映思维导图能帮助他们更好地理解和记忆数学概念，使学习更加有趣和高效。对照班的学生普遍能接受传统讲授法，但一些学生表示在理解复杂问题时感到困难［5］。

以上分析体现了思维导图作为教学工具的有效性，特别是在提升学生的逻辑思维和数学解题能力方面。

（四）研究结果及评价

1.研究结果

研究表明，采用思维导图进行教学对提升学生的逻辑思维能力具有显著效果。相比于传统讲授法，采用思维导图可以通过视觉化信息的展示，让学生看到知识点之间的逻辑关系，更系统地思考和应用所学知识，并与教师进行积极互动，从而更深入地理解和掌握数学概念。这样不仅增强了学生的参与度和学习兴趣，还促进了学生的逻辑推理和问题解决能力的发展。

2.研究评价

该研究尽管体现了思维导图在培养学生逻辑思维能力方面的积极作用，但仍存在一些限制。首先，样本数量相对较小，且仅限于一个学段的学生，这可能影响结果的普遍性。其次，研究仅在短期内进行，关于思维导图长期的教学效果及对学生能力的持续影响尚不明确。最后，研究未能充分考虑所有潜在的干扰变量，如学生的原先知识水平和家庭学习环境等，这些可能会对结果产生一定的影响。

基于本研究的发现，笔者建议小学数学教师在教学中更广泛地采用思维导图及其他视觉化学习工具。对于教师而言，开发包括思维导图教学法在内的互动式教学方法，可以有效增强学生的学习动力。学校应考虑对教师进行相关的培训，以使他们能够熟练地利用这些工具进行教学。

结语

综上所述，将思维导图应用于小学数学教学中，可以有效培养学生的逻辑思维能力。通过结构化的思维导图，学生能够更清晰地看见知识之间的联系，从而在学习过程中形成更为系统的思维模式，更为顺利地解决数学问题，进而提升逻辑思维能力。

【参考文献】

［1］翟宁.基于新课程标准的小学数学作业设计研究［J］.试题与研究，2024（20）：43-45.

［2］童杰鹏.有效利用思维导图提高学生数学素养［J］.数学教学通讯，2024（20）：78-79，96.

［3］李海峰.小学数学课堂中学生系统思维的有效培养［J］.山西教育（教学），2024（7）：23-24.

［4］蔡武.基于思维可视化的数学问题解决能力的培养［J］.学苑教育，2024（20）：64-66.

［5］龚本玉，王江苏.例谈用思维导图解压轴题［J］.中学数学，2024（13）：82-84.