数学渐进式认知-情境交互双通道教学法
字数 1684 2025-12-10 11:59:15
数学渐进式认知-情境交互双通道教学法
这个教学法的核心思想是:数学学习是认知发展(大脑内部的知识处理)与情境感知(外部环境的信息输入)之间持续、渐进地相互作用的过程。教学应有意识地设计两种“通道”的互动,从简单、具体逐步过渡到复杂、抽象,以促进深刻的理解和灵活的迁移。
我将循序渐进地为你讲解:
第一步:理解“双通道”的基本构成
- 认知通道:指学习者内部的心理加工过程,包括注意、记忆、推理、问题解决策略、元认知(对自己思维的监控)等。这是知识被建构、组织和存储的“内部通道”。
- 情境通道:指学习发生的具体外部环境,包括教师呈现的问题情境、使用的教具、创设的故事情节、提供的图表、社会互动(如同伴讨论)、现实生活背景等。这是信息输入和意义锚定的“外部通道”。
- 关键联系:该教学法认为,这两个通道不是独立或先后工作的,而是即时、动态地相互影响。丰富的情境能激活和塑造认知过程;而发展中的认知能力又反过来决定了个体如何感知、筛选和解释情境信息。
第二步:掌握“渐进式交互”的设计逻辑
“渐进式”意味着教学要遵循一个精心设计的序列,促进双通道的互动由浅入深:
- 启动与锚定阶段:
- 情境通道主导:教师首先提供一个具体的、熟悉的、多感官的情境(如分披萨理解分数、用积木块探索体积)。
- 认知通道任务:引导学生在此情境中聚焦观察、动手操作、用日常语言描述。目的是将外部情境特征与学生的已有生活经验在认知中建立强联结,形成学习的“锚点”。
- 联结与结构化阶段:
- 双通道并行交互:在具体情境的基础上,教师通过提问、引导比较不同情境的共性,逐步抽取出数学结构、模式或关系(如从“分披萨”中抽象出“平均分”和分数符号)。
- 认知加工深化:学生在此过程中,其认知活动从具体感知转向寻找规律、建立初步的数学表征(如图、表、简单算式)。情境通道提供多样化的例子,认知通道则进行归纳和联结。
- 抽象与内化阶段:
- 认知通道逐渐主导:教师设计情境的渐进式变式,增加复杂性或减少具体性(如从分实物到线段图表示,再到解决没有具体实物的分数应用题)。
- 认知过程升级:学生需要在变化的、更抽象的情境中,应用和调整上阶段形成的数学结构。这促使认知通道进行抽象化、概括化,将知识内化为更一般的、可迁移的图式。情境通道此时起到“测试场”和“细化场”的作用。
- 迁移与反思阶段:
- 双通道灵活协同:教师创设新颖的、综合性的问题情境,要求学生选择或整合已内化的数学知识去解决。
- 元认知介入:引导学生反思:“我是如何从最初的那个情境想到用这个数学方法的?” 这实质上是促使学生回顾并清晰化“情境特征”是如何触发“认知策略”的整个交互路径,从而形成在陌生情境中主动建立双通道联系的元认知能力。
第三步:应用核心教学策略
在实际教学中,可以通过以下策略实现此法:
- 情境序列化设计:设计一组在认知要求上递进,但在数学核心结构上连贯的情境任务链。
- 引导性提问:在情境操作的关键节点,提出连接“具体情境”与“抽象数学”的问题(如:“你刚才摆小棒的过程,如果用算式记录该怎么写?”)。
- 双重表征引导:鼓励学生用两种方式表达理解:一是用情境语言描述(“我先把总数平均分成几份…”),二是用数学语言或符号表达(“总数÷份数=每份数”),并促进两者间的翻译。
- 交互式脚手架:在双通道互动的不同阶段提供适时支持。如在初期提供实物操作(支持情境通道),中期提供思维导图框架(支持认知结构化),后期提供元认知提问清单(支持反思交互过程)。
第四步:认识其教学价值与适用性
这种教学法的优势在于:
- 促进深度理解:知识的意义始终植根于情境体验,避免了机械记忆。
- 培养迁移能力:通过渐进式的情境变式,学生学会了识别不同情境背后的同一数学本质,应用能力更强。
- 适应个体差异:具体情境为起点,为不同认知起点的学生提供了可切入的通道;渐进式提升又为认知发展提供了清晰路径。
- 它尤其适用于数学概念形成、定律/公式的发现与理解、复杂问题解决教学等环节,是连接具体经验与抽象数学的有效框架。