具身認知條件下的小學數學深度學習

王 琳

(邳州市建設路小學,江蘇 徐州 221300)

具身認知是基于生理體驗與心理感受兩大要素演化而來的認知活動.其認為,個體的行為表現不僅受到生理技能的干預,也與心理情感存在著極為密切的聯系,心理上的需求與生理上的表達相互交融,共同構成了具身認知的基本概念[1].小學數學教學一直以基礎性、低難度為特點,學生無法在生理與心理兩大層次深度學習數學知識,數學教學活動局限于表象積累.在具身認知背景下,數學教學實現了心理與生理的協調,將學生的有機認知轉化為一個自主探究的過程,學習效率得到了保障.重視具身認知條件下小學數學深度學習體系的開發,有助于小學生進一步掌握數學知識.

1 具身認知在小學數學深度學習中的應用優勢

1.1 從生理到心理的深度認知

研究表明,深度學習應該包含兩層含義:第一,基于數學知識的深度學習,其培養學生“由點到面”的學習能力,結合數學基礎知識、數學定理培養學生的深度探索熱情,將不同的數學知識串聯起來,使其認識到數學知識的關聯性與整體性;第二,基于學生素質的深度學習,學習者將所獲取的數學知識轉化為理性思維與內在學習經驗.具身認知背景下,小學數學深度學習的落實得到了保障:教師可以建立從感官技能到主觀興趣的教學指導方案,對小學生的各項數學思維與數學能力展開訓練,使其在參與數學教學活動的同時形成學科學習興趣,培養學生的數學分析能力與數學應用能力.具身認知視域下,小學數學教學活動的設計遵循著從生理認知到心理接納的一般教學順序,調整學生的數學學習態度,培養學生的數學理解能力[2].基于具身認知視角展開小學數學深度學習活動,能夠實現小學生數學技能的深度發展.

1.2 從課程到生活的深度認知

具身認知是西方認知心理學研究中所提出的重要概念,其包含了對認知行為、認知特點的研究,是一種較為系統、完善的數學教學方法.基于具身認知視角下的小學數學深度學習活動強調數學教學與學生認知之間的交互問題:在通過生理技能掌握數學知識的表現特征之后,將外在的數學元素內化為學生的認知經驗,對學生的各項數學技能與數學思維能力展開訓練.具身認知視域下,數學教學活動強調學生技能與現實生活之間的交互問題,基于宏觀認知的全新視角落實教學工作,讓學生接納數學課程[3].具身認知視角下,深度學習從感官經驗的認識入手,向學生的內在情感逐漸過渡,使其將數學教學定義為有趣、科學、多元的教育課程,主動接受數學教學活動的引導,從而參與數學學習.

2 具身認知下小學數學深度學習的實施策略

2.1 提供直觀數學材料,依靠感官實現深度學習

在具身認知視角下推動小學數學深度學習活動,必須結合學生的具身經驗、認知過程、心理特點積極推動教學工作,實現具體認知與客觀學習的有效交互,從而將抽象的數學概念轉化為直觀的數學認知經驗,帶動小學生開展更為高效的數學學習.但受到傳統數學教學模式的影響,數學教學多是以灌輸式教學為主,學生缺乏表達數學學習經驗的機會,數學教學質量得不到保障.配合具身認知的核心概念,要強調學生主觀感官技能的培養,依靠感官上的認知推動深度學習,為小學數學教學活動的開展提供新的參考.

例如,學習“厘米和米”時,教師便可以基于具身認知視角開展基于感官的數學教學活動,培養學生的數學分析能力和數學推理能力,實現深度學習.在課堂上,教師給出旗桿與直尺、課本與講桌等物品,引導學生分析二者之間的不同.在掌握長、寬、高等數學概念的同時,對學生提出數學問題:旗桿與直尺的長度不同,課本與講桌的長度不同,不同的長度應該用怎樣的數學單位進行表示?在觀測的同時,學生圍繞“數學單位的應用”展開討論,在直觀的觀察過程中開展深度學習.通過深度學習,除掌握厘米與米的數學差異之外,還要對其數學關系進行論述、說明.此時,教師可為學生提供對應的數學測量工具,利用直尺和米尺展開測量活動:為學生分發長度分別為1厘米和1米的紙板,學生通過對其進行測量、計算,掌握不同數學單位之間的換算方法.具身認知視角下的深度學習以學生的數學認知能力和認知經驗為首要的發力點,強調小學生自身數學技能與數學理解能力的發展.在小學數學課堂教學中,教師要強調認知與興趣的結合,建立以感官認知為開端的數學教學模式,引導學生主動分析數學問題,有助于學生參與到數學課堂教學中.

2.2 設計多元數學問題,圍繞生活實現深度學習

具身認知視角下,小學數學教學活動應該從抽象向具象不斷轉化,將抽象的數學概念以實物、圖像等方式表現出來,建立全新的數學課堂,促使學生對數學知識形成深度理解與多元認知,從而提升小學生的數學學習能力[4].在基于具身認知視角開發深度學習課堂的過程中,要將學生的固有認知經驗整合起來,依靠學生已經掌握的數學知識開展教學活動,消除數學課堂上的理解盲區,加深學生對于數學知識的認識,實現深度學習.配合多元數學問題帶動數學課堂,加快生活經驗與數學教學活動之間的連接,可以幫助學生快速掌握數學知識.

利用生活經驗串聯教學活動,可以為學生提供直觀的學習對象,加深其對于數學知識的認識.在學習“千米和噸”時,教師可以為學生創設數學情境,培養學生的數學分析能力,使其形成數學認知思維.

例如,某地區現在要修筑一條公路,施工方案如下:預計使用混凝土15( ),預計修筑公路長度為30( ).括號內的數學單位被墨水蓋住了,請你思考,應該填入哪些數學單位?

基于生活經驗視角,以學生對數學知識的整合利用為切入點,鍛煉學生的數學認知與數學分析能力.首先,從已經掌握的數學單位進行思考,可將重量單位和長度單位分別填入括號,如千克與米.其次,結合現實情境展開分析:30米的長度約為半個足球場的長度,15千克的混凝土約為5張課桌的重量.這些數學單位雖然可用,但結合現實情境來看,修建“30米”長的公路,使用“15千克”的混凝土是不切合實際的.由此,學生針對“更大的數學單位”展開數學交流活動,分析相關數學問題:需要用更大的數學單位來表示重量和長度.當學生給出學習方向后,教師提供千米和噸兩個數學單位,從長度單位、重量單位等角度引導學生思考,身高和體重的單位可用米和千克,而公路的長度、混凝土的重量的單位則用千米和噸表示,二者之間如何進行換算?前期的數學鋪墊與數學引導活動由學生獨立完成,在隨后的數學教學環節,則要幫助學生主動開展深度學習,對數學單位的換算方法進行探究,培養學生的數學理解能力、數學應用能力,實現深度教學.

2.3 設計數學實踐活動,配合實踐實現深度學習

具身認知視角下的深度學習不僅僅局限于理論概念層次,在深度推動數學教學活動的同時,其實現了數學活動與現代教育之間的有效交互,打破了環境與數學教學活動之間的隔閡,為學生提供了掌握數學知識、認知數學知識的全新環境.在推動小學數學深度學習的過程中,要結合具身認知理論合理調整教學方法,將表象化教學轉化為實踐式教育,引導學生主動驗證數學知識,培養學生的數學認知與數學分析能力.

基于實踐視角的小學數學教學活動脫離了數學概念、數學理論的限制,在推動數學教學活動的同時,實現了數學實踐活動與數學課堂的深度交互,為學生的多元認知提供了全新的學習環境.在學習“多邊形的面積”時,在具身認知與深度學習的雙重教育要求下,教師可嘗試設計數學實踐活動,要求學生對數學問題進行匯總、應用.例如,學校要在花壇中追肥,現要對一個平行四邊形花壇的面積進行計算.已知平行四邊形花壇對邊的長度分別為8米和4米,每平方米施加化肥4千克,請問需要使用多少化肥?在設計問題之后,引導學生進行數學實踐,可幫助學生建立數學模型:繪制一個長為8,寬為4的平行四邊形,將實際應用問題轉化為數學圖形面積問題.通過對問題的探究,培養學生的數學分析能力.在這一環節的教學中,學生獨立完成數學模型的設計,圍繞著“多邊形面積的計算方法”展開數學討論活動,分析相關數學問題.在討論過程中,要求學生結合數學問題開展實踐活動.教師引導學生通過圖形轉換、割補等方法解答數學問題:可以將長為8、寬為4的平行四邊形轉化為長方形,測量長方形的寬,從而確定平行四邊形面積的計算方法.

2.4 設計數學探究模塊,結合探究實現深度學習

具身認知視角下的深度學習強調學生數學思維的高效發展,在設計教學方案的過程中,要為學生提供表達個人情感與學習需求的機會,基于學生發展的視角實施教學活動,培養學生的數學分析與數學認知能力[5].結合這一要求,教師可設計數學探究活動,將不同的數學知識整合起來,鼓勵學生對其進行比對,落實深度學習,提高學生的數學學習效率.

設計數學探究活動,能夠實現認知、積累、交互的多元合一,實現外在學習經驗的內化,提升數學教學效果.在學習“扇形統計圖”時,教師可結合學生已經掌握的統計圖知識開展數學探究活動,要求學生整合數學元素,進行自主學習.教師為學生設計如下數學學習任務:選擇一種統計圖,對某種數學信息進行統計,說明這種統計圖的優點.

具身認知視域下,要求學生主動應用已經掌握的數學知識,在課堂上開展數學探究活動,分析數學方法、數學工具之間的異同.落實深度學習,要強調學生情感的內在表現,鼓勵學生應用數學知識分析和解決問題,促使學生數學思維的發展.

具身認知視域下的小學數學教學強調學生數學技能、數學思維的深度發展,在構建深度學習教學框架的過程中,要結合數學應用、數學分析等多環節的教學任務實施數學教學工作,培養學生的數學分析能力.在課堂上,基于數學情境、生活經驗指導學生開展探究,有助于深度學習教學模式的成型.