以認知過程分析為基礎探究小學數學教學問題設計與應用

方紅艷

摘要：小學教育是學生接觸系統化知識的基礎階段，如何更好地教學，如何培養小學生的數學思維已然成為新時代課題研究的重點和難點，本文從小學生的心理認知過程出發，用新的視角分析小學生學習的基本規律，從而探究在教師主導的教學中應該如何設計教學過程，以期讓學生感受到學習數學的樂趣。

關鍵詞：教學問題；設計及應用；認知過程；小學數學

認知心理學之父奈索（U·Neisser）在他1967年出版的著作——《認知心理學》一書中提到，認知貫穿于感覺輸入的變化、加工到存儲恢復乃至使用的全過程。[1]因此從本質上來說，認知就是一個信息加工的過程。心理學領域許多學者對認知過程進行了透徹的分析，形成了許多理論，但分析的目的是為了更好地實踐，大到經濟領域、政治領域、文化領域小到管理領域、醫學領域及教育領域。不用于以往填鴨式的教學方法，《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020 年）》中提出了教育發展的主導思想，即學生應充分了解社會、動手實踐、深入思考。在教育活動中，學生的認知來自于教師的傳授和解惑。教學活動由教師來主導，在此過程中，學生是認知的主體，教師應該如何將知識轉化成學生可理解的信息傳遞給學生，這將直接影響到學生的認知效果如何，認知效率高低，而這將是本文所要探究的內容：

一、學生認知過程的相關概念

如前所述，認知過程是一個信息的獲取、簡化、存儲及使用的過程，那么學生的認知過程也可以被當作是有意識的加工過程，即通過感覺器官的感知（視覺、聽覺、味覺、嗅覺），根據感知主體原有的信息庫存量，將外界的感知分為兩部分：一是短時記憶，二是工作記憶，短時記憶和工作記憶都將會繼續由認知主體進行加工，形成長時記憶。這個過程需要在一定的環境中進行。尤其是工作記憶階段，主體通過“注意”深化認識，千萬不能忽視“注意”的地位，它的有限性會對整個認知過程中的信息加工過程造成限制。由于小學生自身發展階段的特殊性和接觸外界環境的范圍有限，他們只能有限地在某一定時間段內注意到環境刺激物。這種限制會衍生出兩個問題：一是如何在課堂中使教師的授課信息簡練，并且通俗易懂；二是外界信息紛繁復雜，如何讓學生利用有限的注意力去完成當前及時進行的事項。因此教學過程不僅涉及到學生的自身發展條件，也設計到教師教學內容的設計及應用。

二、小學數學課程的特點

1.從小學數學的課程內容來看，由低年級到高年級的教材內容是從具體到抽象，例如小學一、二年級的課程是以具體實物為主，而五、六年級的抽象度越來越高。所以在教學設計中應該要考慮到學生認知水平的規律，避免空洞和“成人化”。筆者從事小學教育活動多年，以低年級教學為主，平時在教學中更多采用圖形與表格相互交叉呈現的方式進行，幫助學生更好地理解問題含義。

2.小學數學含有某些抽象性的數學概念。數學概念如一些運算法則及規律，是小學階段中不可或缺的一部分。對于低年級的學生，如九九乘法表，以往的教學都是讓學生死記硬背，背熟了自然就懂了，沒有讓他們體驗和理解其中的含義和規律。因此，在探究問題中，應該把問題情境和小學生的實際生活聯系起來，貼近學生的生活，從學生生活的環境中獲取教學素材和資源，不斷引導和啟發學生，開啟他們的智慧之門。

3.現代多媒體教學工具走入教學課堂。新時代的信息技術以及廣泛地運用于各個領域，教育領域也不例外。小學數學課程也應該重視現代技術手段的使用，尤其要充分考慮計算機、計算器對數學學習帶來的效果，大力開發研究資源，向學生提供豐富多彩的學習資料。利用現代化技術的強有力工具如課件PPT及教學語音室，幫助學生學習、思考及解決問題，也改變著學生的學習方式，讓學生更樂意將更多地精力投入到探索性教學活動中。

三、小學數學教學設計及應用

北師大版的小學數學教科書相對于其他教材，更貼近生活實際，教材內容更豐富多樣，有助于激發學生的學習興趣。在互聯網+時代，北師大小學數學教材更多地運用了現代的多媒體技術，這無形中對小學數學教師的課件制作和應用水平提出了要求。

在進行多媒體教學過程中，教師應該根據教科書或者教學提綱制造情境，讓小學生自然且盡可能快地融入到教學環境中個，盡可能使課堂變得生動形象且富有趣味性。[2]值得注意的是，多媒體技術在某些程度上使小學教師過渡地依賴于多媒體課件，儼然變成了機械放映的人員。教師應當科學地設計多媒體運用時間，結合學生獲取知識的規律。

1.設計發散思維題

教師是教學的主體，小學學生是認知活動的主體，當教學活動發生之前，教學應該從受教育者角度出發進行備課，不能完成照搬照抄教學提綱，應該從本校本班學生感興趣或者所熟知的認知出發，精心設計些開放性的練習題。在教學活動中，讓學生進入這些開放性環境中，學生自由討論，發散思維，自己發現問題并能解決問題，能有效地調動學生學習的積極性，培養他們的主動性學習思維，進而對知識的理解能舉一反三，認識更加深刻，對培養小學生的創新思維具有良好的效果。例如，當學生解題完加法或減法之后，教師可以設計一道練習題“： 一輛公共汽車總共有28人，開到第三個站后，_____，然后繼續前行，此時公交車里還剩多少位乘客？”教師可以在橫線部分讓學生充分想象，腦洞大開，并允許他們與小組同學商量討論，集思廣益，補充題目的條件。此時的課堂的主動權和學習的主動權就在小學生們手中，他們進行了豐富的聯想，認真思考及熱烈的討論聯想后列出若干種不同的算式。通過這樣的教學設計和應用，不僅讓學生更進一步理解了對已傳授的加、減法應用題，而且又在一定程度上培養了小學生的創新思維能力。

2. 讓小學生體驗知識的產生過程

正常來說，小學生的求知欲望濃厚，他們常常會問很多個“為什么？”數學知識是學習過程中必然要接觸的一門學科，數學培養的是學生的理性思維，創新思維，團結合作精神。通過對數學知識的了解，運用到日常生活中，例如如何計算能夠使得廠商獲得更多的收益。根據小學生自身的發展規律，可以讓小學生自己動手收集資料，從資料中查找一些數據，從而掌握數學知識點的某些運算規則。[3]數學不同于其他學科，它不能“一眼就看出”，是嚴謹、慎密的抽象思維，需要持續的思考。通過思考，學生的知識認知能力上升到一定高度，達到對知識的鞏固。通過教師因材施教及學生親身體驗，學生體會了知識是如何得來及如何被使用的，并靈活遷移運用，提高了學生解決實際問題的能力。

3.將教學與學生的興趣愛好相結合

總體來說，小學生的課堂注意力有限，對課堂內容的認知程度不是很理想，無法像成人一樣帶著思考或帶著某些目的去閱讀和思考，但慶幸的是，他們較為喜歡各種各樣的游戲。所以在數學教學設計中，教師可以適當地將教學知識與游戲相結合，創設開放性的教學環境，達到小學生動靜結合及快樂學習的教學效果。例如，可以設計接龍比賽的環節，讓小學生將數學問題的難度逐漸加大，激發小學生的學習熱情，培養小學生的團隊意識。將課堂內外有效地結合起來，讓小學生感受到課堂生活是在樂中學，而不是令人煩躁不安的一種活動。

四、總結

綜上所述，教育是一門課程實踐，也是一門藝術，好的教育應該從受教育者的自身出發，研究出認知過程的發展規律。從小學生的認知過程分析，他們的注意是有限的，而且存在于他們頭腦中的長時記憶內容是有差異的。在教學理論中，教師應當重視教學中的信息組織，因材施教，對癥下藥，同時也要關注和保護小學生的“注意”規律并采取積極有效的培養方案。

參考文獻：

[1]汪奇.基于認知過程分析的小學數學探究問題設計與應用研究[J].數學學習與研究，2015（16）：108-111.

[2]魏雪峰.小學數學問題解決認知分析模擬及省略學啟示——以異分母相加問題為例[J].中小學電教，2013（11）：115-118.

[3]魏雪峰.基于認知過程分析的小學數學探究問題設計與應用研究[J].江蘇教育學院學報（社會科學版），2014（08）：101-107.