淺析腦認知在高中數學教學中的應用

江蘇省江都中學 潘艷梅

在高中學習中，數學學習既是學生學習的重點，同時也是難點，所以在具體的教學活動中，教師將當下科學研究中的腦認知具體應用其中，實現學生對于數學知識的掌握。腦認知是當下最被關注的話題之一，那么在高中數學教學活動中，腦認知又對學生的數學學習有哪些影響呢？筆者從以下方面進行簡單陳述。

一、何謂腦認知

腦科學,是研究人腦的結構與功能的綜合學科，認知科學作為一門新興的學科，是主要研究人腦和活動機制的一門學科，腦與認知科學作為一門新興的交叉學科，涉及傳統的心理學、教育學、生物學、信息科學、計算科學等學科。腦與認知科學的最新研究結果表明數學認知是一個多成分、多系統的復雜認知系統，既有種系進化的基礎，也與個體發展和學習有關。數學認知依賴于一個大范圍的皮層支持網絡,包括頂葉、額葉與顳葉的部分區域，尤其是頂葉皮層,在數學認知障礙與數學學習過程中均有重要作用。

中國工程院院士、中國人工智能學會理事長李德毅認為腦認知具體包括記憶認知、計算認知以及交互認知，其本質是統計認知。人類對于任何事物的計算都只有一種形式，相似計算，即計算認知。人類對世界的認知是經過反復觀察、體會和行動來實現的，通過對客觀世界不斷地感知、認知和行動的過程實現了解，通過不斷地了解形成自己的記憶，即記憶認知。對于交互認知則具有兩方面，一種是根據記憶實現腦內部信息之間的交互聯系；另一種是實現人腦與客觀世界的交互聯系。

在高中的數學教學活動中，教師首先可以以計算認知為基礎，幫助學生對于數學知識進行掌握。其次通過對記憶認知的應用，實現對數學知識點的把握，從而應用于具體的案例中進行解答。最后在學生掌握數學知識后并且能夠應用時，組織學生在生活中對數學知識的學以致用，實現交互認知。

二、應用位置

1.計算認知

高中數學是學生對之前所學知識內涵的提升，所以在高中數學教學活動中，教師應更加注重學生對于運算規則和機理的理解。學生常常將運算能力等同于數字之間的加、減、乘、除、乘方、開方，而代數式間的加、減、乘、除、乘方、開方等學生并不認為那是運算。所以完全依賴計算機，把十分重要的心理抽象運算的程序省略了。根據腦認知下的計算認知，每個運算都有特定的程序和順序，這些需要學生進行自我建構，而相似性是行之有效的建構方式。

相似計算在數學教學活動中能夠得到具體的應用，所以教師在高中數學教學活動時，應充分將腦認知下的計算認知與教學實際相結合，實現學生對于數學計算的掌握。

2.記憶認知

數學教學活動中，知識點之間的連接對數學題目的解答具有重要的意義。所以數學教學活動中，教師應做到新舊知識的串聯，實現學生對于知識的掌握，根據腦認知規律的練習率，一個行為要經過多次強化反復才能掌握。

如在進行二元一次不等式組與簡單線性規劃問題的講解過程中，筆者首先組織學生對于初中所學的一元一次不等式進行回憶，通過對一元一次不等式的運用實現對于二元一次不等式的講解。通過對舊知識的回憶能夠幫助學生對新知識有所了解，從而在教學活動中學生能夠對二元一次不等式的運算進行掌握。筆者通過組織學生對初中知識的回憶實現對新知識的教學，同時設計不同的變式題強化訓練，及時反饋，得到了良好的教學效果。

3.交互認知

學生對于知識的學習目的在于能夠應用到具體的生活實踐中，實現學以致用。教師在進行教學活動時也要認識到這一點，在進行知識的傳授過程中幫助學生對于知識進行具體應用。根據腦認知下的交互認知，學生對于知識的學以致用就是將知識與客觀世界相聯系。同理，交互認知的數學學習能力也是將數學知識與可觀世界進行連接。

例如空間直角坐標系中抽象的空間形式很難直接掌握，因此導致學生對于空間圖形的不理解，所以在進行空間直角坐標系的講解中，筆者充分利用“墻角”來實現教學目的。以墻角為原點，三條直線為坐標軸進行相關知識的講解。通過將教材中的內容與生活中的事物進行結合，學生在學習的過程中有效掌握了教學內容。在數學教學活動過程中，筆者將很多學生難以理解的知識進行生活化的教學，從而實現學生對于知識的掌握了解。

通過與客觀環境的結合實現教學內容的傳達，所以腦認知下的交互認知是進行數學教學活動的有效手段。教師在教學活動中應充分做到兩者的有力結合。

高中數學的教學是學生對舊知識的運用以及對新知識的掌握，而腦認知的研究在高中數學教學活動中具有強有力的效果，所以教師應充分做到將計算認知、記憶認知以及交互認知三者應用在高中的數學教學活動中，以此來實現學生對知識的掌握。將科學研究中的研究結果與教學活動相結合，既可以實現教學目標，同時也是對科學研究的有效應用，實現了科學研究的價值。

[1]崔曉栓.高中數學教學中滲透數學文化[J].中學生數理化（教與學），2018（03）：12.

[2]李德毅.腦認知的形式化——從研發機器駕駛腦談開去[J].科技導報，2015，33（24）：125.