数学渐进式概念具象-抽象循环教学法
1. 基本概念与理论基础
该教学法指在数学概念教学中,通过"具象体验→抽象概括→具象应用→抽象深化"的螺旋式循环过程,帮助学生逐步构建数学概念的完整认知结构。其理论基础来源于布鲁纳的认知发展理论(动作表征-图像表征-符号表征)和杜威的"做中学"经验学习理论,强调概念形成需要经历多次具象与抽象的辩证循环。
2. 四阶段循环教学模型
(1)具象锚定阶段:教师设计包含实物操作、生活情境或视觉化材料的具身体验活动。例如学习分数概念时,让学生实际折叠圆形纸片、测量绳子长度,建立初步的感性认知
(2)抽象提炼阶段:引导学生观察具象活动中的数学关系,用数学语言进行描述。如通过折纸活动总结出"整体平均分"和"部分与整体关系"的抽象特征
(3)具象验证阶段:设计新的具体情境让学生应用抽象概念解决问题。如用分数知识分配披萨、计算行程比例,检验抽象概念的适用性
(4)抽象系统化阶段:将零散的抽象认识整合成概念网络,如建立分数与除法、比值的关联,形成系统化的数学认知结构
3. 渐进性设计要点
- 具象材料应从简单到复杂(如从圆形折纸到不规则图形分割)
- 抽象层次应由浅入深(从操作描述到符号表达再到关系概括)
- 循环频率需符合认知节奏,每个概念应经历2-3次完整循环
- 相邻循环间应设置认知冲突(如等分等腰三角形时出现的分数认知冲突)
4. 教学实施案例(三角形高概念教学)
第一循环:用直角三角板具象感知垂直关系(具象)→归纳"点到直线的距离"概念(抽象)→测量不同方位三角形的垂直距离(验证)→建立高的初步定义(系统化)
第二循环:用动态几何软件拖动顶点观察高变化(具象)→抽象出"底边对应高"的变中不变关系(抽象)→解决斜面屋顶高度的实际问题(验证)→完善高的性质体系(系统化)
5. 认知发展机制
该方法通过多次循环实现:表象积累(具象阶段)→模式识别(抽象阶段)→概念迁移(验证阶段)→图式重构(系统化阶段)。每个循环会促使学生的认知从经验抽象向理论抽象发展,最终形成可灵活迁移的概念图式。
6. 差异化实施策略
对具体思维优势型学生:延长具象阶段时长,增加多感官体验
对抽象思维优势型学生:在验证阶段增设挑战性问题,加速抽象深化
对认知困难学生:采用"分解循环"策略,将每个阶段细分为更小的步骤梯度
7. 评价方法
应采用过程性评价追踪循环效果,包括:具象操作记录表、抽象概括水平 rubric、概念迁移任务完成度、系统化概念图质量评估等,重点观察学生在相邻循环中的认知发展轨迹。