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认知负荷下中职数学问题链设计策略

2021-04-28农丽蓉

广西教育·B版 2021年12期
关键词:认知负荷问题链中职数学

【摘 要】本文基于认知负荷理论,论述中职数学问题链的设计策略,提出教师应借助认知负荷理论,在教学中适时引入问题链教学方法,借助问题展开对应设计,组织问题链进行相关启动,为学生规划清晰的学习路线,引导学生由浅入深地展开思考和学习,让学生自然进入学科核心,在主动思考和多重探索中建立学科认知。

【关键词】中职数学 认知负荷 问题链 教学设计

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2021)46-0076-02

所谓的认知负荷理论,是指特定任务下实施加于个体认知系统的心理活动的总和。这个理论的构建基础来自心理学,认知负荷可以分为内部认知负荷、外部认知负荷、关联认知负荷三类。在中职数学教学中,教师要对学生的学力基础展开深入调查及分析,但由于中职学生学力基础普遍较低,教师在具体施教过程中,需要借助更多理论和方法体系的支持,为学科教学带来更多学习启发。将问题链与认知负荷理论相结合,无疑是一种有效的设计。中职学生的数学思维起点较低,教师借助带有梯度性的问题启动其思维,让学生借助学科思维展开深入学习,从而逐渐建立数学认知。

一、引入性问题链设计,启动学生学科思维

认知负荷对数学学科学习有重要的制约和影响作用,教师在进行教学设计时,要注意借助问题的投放和组织,深度发掘学生的内部认知资源,减少外部认知負荷,增加关联认知负荷,让学生展开思考和探索,从而在问题链的解读中形成学科认知能力。许多中职学生数学基础不够扎实,教师在设计引入性问题链时,要针对学生的基础水平展开设计,推出一些有梯度性的问题,让学生顺利进入学习环节,在深入思考和广泛讨论中建立学科认知。

如教学《集合之间的关系》时,由于学生刚刚接触集合这个概念,自然会显得有些拘谨,教师在设计引导性问题时,要注重其启迪性,降低学生内部认知负荷压力。如讲述集合的包含和相等关系时,教师设计了具体的案例性问题,给予学生清晰的思考路线。如:“如果有A和B两个集合,A集合中的所有元素都包含在B集合之中,这两个集合构成什么样的关系呢?”“什么叫子集?空集是任何集合的子集吗?”“如果A和B两个集合中的所有元素都相同,这两个集合是什么关系?”学生对这些问题展开深入思考,结合讨论情况进行梳理,很快就给出了正确的答案。教师对学生的问题解答情况进行评价,使学生学习渐入佳境。

教师在导学阶段推出一些具有启迪性的问题,能给学生提供深度思考的机会。从问题设计情况能够看出,问题难度系数不高,学生能够顺利进入思考环节,并在讨论中建立学习共识。学生学科认知基础大多比较薄弱,教师要针对学生的学习情况进行对应设计。学生学力基础存在差异性,教师在进行问题链投放时要注意这一问题并做好预设,以让更多学生展开主动思考。

二、诊断性问题链设计,提升学生学习品质

学生对数学的认知呈现差异性,教师在进行学情调查的基础上,还要对教情有准确判断,对学生可能出现的问题进行预设,或者根据学生的学习表现展开问题组织,让学生在反思性学习之后形成完整的学科认知,提升学生的学习品质。

教师在设计投放问题链时,要对学生接受能力做出准确判断,以提升问题的调度性,让学生启动学科思维。如教学《不等式的基本性质》时,教师在引导学生进行不等式性质语言描述时,设计了一些诊断性问题:不等式具有传递性,如何传递呢?可以考虑等量代换法则应用。不等式具有加法性质,如何用自己的语言加以描述?不等式还具有乘法性质,你能够列举出实例进行解读吗?学生开始对这些问题进行深入思考,并借助一些案例做具体推演,课堂学习进入研究阶段。因为问题难度系数不高,学生借助旧知展开推导不存在任何问题,自然能顺利完成对问题的解读。教师要仔细观察学生的解读思考情况,及时进行点拨和矫正。

问题链设计切合度较高,给学生带来了许多启示,避免出现思考偏差。不等式的几个性质表述采用不同方式,给学生提供了更多角度,这对丰富学生的认知有一定帮助。学生对学科概念进行解读时,不能死记硬背,要借助案例进行推演,这样才能提升学习品质。

三、探究性问题链设计,强化学生操作体验

学生学科认知成长具有一定规律,教师在设计问题时,要尊重学生的学习诉求,还要提升问题设计的契合性,让学生对一些探索性任务展开深入研究,借助内部认知负荷、关联认知负荷展开主动性学习,在实践操作过程中建立学科能力。数学操作、数学实验、数学调查等,都带有探索意味,教师借助问题链为学生规划清晰的思考路线,能使学生在主动探索中成长学科能力。中职数学包含众多探索内容和任务,教师借助问题链让学生展开对应学习思考,能够为学生提供更多学习启迪。

教师推出探索性问题链,要注意逐步呈现,降低学生内部认知负荷,让学生有充分的学习信心,这样才能给学生带来更多学习激励。如教学《一元二次不等式》时,教师设计的问题链有:方程、不等式之间有什么样的关系和联系?不等式、函数图象之间是什么样的关系?一元一次不等式、一元二次不等式如何解读?……学生面对这些问题,能够调动内部认知展开思考和讨论,学习气氛逐渐形成。教师深入到学生中间,对学生的探索情况进行观察,并不时进行点拨和指导,推出一些典型例题,让学生进行对应解读,找到解决问题的方法和途径。学生在具体操作和思考中会遇到一些困难,教师应鼓励学生进行合作学习,借助集体力量来解决问题,这样可以确保探究任务的顺利推进。经过一番努力,学生大多能够圆满完成学习任务。

教师设计探索性问题链,成功激发了学生的学习主动性,因为问题带有一定梯度性,学生接受起来没有太大难度。特别是教师的跟进指导,大大降低了学生内部认知负荷压力,提升了关联认知负荷频度,让学生在主动学习中建立了学科认知基础。学生在主动探索过程中形成的感知体验更为深刻。

四、总结性问题链设计,梳理学生认知构建

在进行学习小结设计时,教师不仅要进行梳理和归结,还要借助问题链进行设计,以便对学生的认知负荷形成冲击,让学生主动启动内部认知思维,调动关联认知思维,在共同参与互动中形成认知关系,建立系统性学习认知和体验。学生学习数学是一个循序渐进的过程,教师在小结环节设置问题链,其目的是引导学生展开主动回顾思考,在认知关联梳理过程中形成系统学科认知基础。

教师借助问题链进行归类和调度,要关注学生的具体反应,唯有形成行动互动共振,才能建立心理共鸣,让学生顺利进入认知构建环节。如教学《平面的基本性质》时,教师先引导学生了解平面的定义,以及用符号表示点、线、面之间关系的内容,然后对平面的基本性质和推论进行梳理,借助应用定理和推理,解读生活中的一些现象。在课堂小结环节,教师设计一组问题进行归结:图形结合时,需要先掌握一些基本的符号,点、线、面属于平面几何的基本概念,你能够运用相关符号表示它们之间的关系吗?如果让你运用斜二测画法画出一些立體图形,你能够抓住操作要领吗?这里有一些直观图,你能够做出准确判断吗?

教师在课堂小结环节推出问题链,其用意很明确,就是要让学生进行归结思考,对点线面之间的关系做关联处理,借助斜二测画法进行实践操作。这个小结不仅降低了学生内部认知负荷,还推出了一些训练任务,让学生借助斜二测画法进行具体操作,促进关联认知的应用,让学生在实践操作中内化学科认知。

五、迁移性问题链设计,形成学生核心素养

数学知识呈现系统性,知识之间存在关联性,在设计训练任务时,教师要借助问题链展开设计,让学生从多重角度展开思考,在迁移性训练中完成认知体系构建。根据认知负荷变式效应,教师适时推出一些迁移性问题,能够让学生进行认知识别,根据不同情境展开对应探索,促进知识图式的构建,在完成任务的同时建立新的学习认知体系。问题链与迁移训练相结合,其适用性更高,助学效果更强。

教师设计训练任务时,既要考虑的学生学力基础,还要进行创新思考,推出一些操作性较强的训练任务,让学生在实践操作过程中建立迁移性能力。训练任务不一定要追求难度,但一定要体现关联性,以激发学生的关联认知负荷思维。如教学《直线与直线、直线与平面、平面与平面垂直的判定与性质》时,教师先进行示范操作,让学生了解两条相交直线垂直和两条异面直线垂直的位置关系,然后利用折纸的形式,引导学生认知直线与平面垂直。在进行训练设计时,教师投放问题链性训练任务:学校操场中旗杆与地面垂直吗?如果只给你一个卷尺,你能够推断出旗杆是否与地面垂直吗?操场边电线杆与地面是垂直的,如果将旗杆和电线杆都看成是直线,这两条直线是平行的吗?这个案例可以启发你得出直线与平面垂直的性质吗?

教师在设计迁移训练时推出问题链,能为学生提供更多深度思考的机会。从教师问题链设计情况能够看出,教师切准学生的学习思维,能够成功激发学生的认知思维。这些问题链任务属于操作性任务,让学生主动思考和实践,由此建立起来的学习认知会更为深刻。

教师在中职数学学科教学中渗透认知负荷理论,并借助问题链设计展开教程,能够为学生提供清晰的学习路径规划。学生学力基础较差,教师对问题链进行优化设计,提升问题的观照性和覆盖面,能让学生顺利进入学科深度思考环节,在实践探索中建立学科认知能力。学生的学习认知存在局限性,教师要做好调解设计,降低外部认知负荷,提升关联认知负荷,以促使学生在问题链的探索中建立系统学习认知。

【参考文献】

[1]项守菊.认知负荷视角下中职数学“问题链”的设计[J].现代职业教育,2021(37).

[2]吴晓峰.新课标下中职学生数学问题意识的培养[J].科教导刊,2021(2).

[3]苏美婷,陈伟琪.认知负荷视角下中职数学“问题链”的设计[J].中学数学,2020(1).

【作者简介】农丽蓉(1983— ),女,壮族,广西宁明人,研究生学历,一级教师,研究方向为中职数学混合式教学模式研究。

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