基于认知负荷的教学优化

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基于认知负荷的教学优化-中学数学论文
基于认知负荷的教学优化
湖北省十堰市东风高级中学陈小艳
认知负荷理论的提出,强化了教师对高中数学教学中学生认知容量和认知质量的关注。

在明确认知负荷理论基本内涵的基础上,高中数学教师的教学设计、教学过程和教学评价都应该从学生能够承受的认知负荷出发,探究减少学生在数学课堂上认知负荷的策略,从而促进高中数学教学的优化。

一、认知负荷理论的基本内涵
认知负荷理论由澳大利亚心理学家J.Sweller于1984年提出,其主要观点是:认知负荷可以分为内在认知负荷、无关认知负荷和关联认知负荷三个方面。

可控区间,三者的总和不变而内部占比动态变化。

不同的人在不同的年龄阶段,获取、掌握和应用知识的容量是有限的,如果学习者意欲汲取的信息超出了自己所能加工、消化的信息容量,一部分或者全部信息将会丢失或无效。

教师在教学设计、教学过程和教学评价中应该以容量有限的认知负荷为依托,将无关认知负荷控制在较低水平,相应提高内在认知负荷和关联认知负荷。

具体的来说就是,教师结合学生原有的认知结构、新旧知识点和认知结构之间存在的关系、教学信息中元素的个数及元素的相互作用水平,对学习材料进行精确的分析和合理的组织。

使教学材料的组织形式富有直观性、整合性和趣味性,以利于学生尽快形成有意义的学习,减轻复杂的学习任务对学生个体的认知加工要求。

二、减少高中生数学认知负荷的策略
根据认知负荷理论,高中数学教学要优化教学设计,以各种信息元素的交互作用
提高有效负荷,摒弃不必要的认知操作,降低外在与内在的无效负荷。

(一)激发学生认知兴趣
认知兴趣是直接推动学生进行主动认知的内在动力,是学生对认知活动的积极情感倾向。

从认知心理学角度看,高中数学课程在内容和形式上都有很强的单一性,无法形成较强的吸引力,学生的心理情绪不高,甚至因内容的相对枯燥引发一定的心理抵触,直接导致教师的教学和学生的认知都难以进入一个理想的状态,严重影响了教学效果。

因此,高中数学教学的首要任务就是要发挥教学艺术和智慧,将数学教学内容和学生心理特点紧密结合起来,努力使数学知识呈现出动感和灵性,增强教学内容的趣味性,以此激发学生认知的兴奋点和主动性,逐步培养起学生的认知兴趣。

在做“圆锥曲线方程”小结时,我们以多媒体手段将离心率的大小变化和圆锥曲线的形状变化完美地展示出来,让学生亲眼看到椭圆、抛物线、双曲线之间内在的数与形的联系。

这样就使得抽象性、概念性很强的数学知识衍化为生动具体、形象有趣的片段,有效调动了学生的非智力因素,在此基础上引导学生展开自主探究和讨论,学生自始至终都处在宽松、自由的学习氛围中,认知兴趣油然而生。

(二)尊重学生认知规律
教育心理学原理告诉我们:学习者的认知系统、情感系统有其内在的规律。

在学生的认知过程中,知识并不是简单的师生相互传授,而是依据学生自身的已有知识和经验主动地加以建构。

高中数学教师要尊重学生的认知规律,摸清学生已有的知识和经验状况,从心理学的角度去把握学生认知发展水平及相应的认知特征。

在教学时宜引则引,宜问则问,宜讲则讲,特别要重视学生的自主学习,主动学习,让学生在自主探索和合作交流中理解、掌握数学知识的技能、思想与方
法。

如教学“等差数列的前n项和”时,以著名数学家高斯十岁时用简便方法计算出1+2+3+……+100=5050为例,引入新课,再通过倒序相加求和法,记S=1+2+3+…+100和S=100+99+98+…+1,发现两式对应项的和均是101,所以有2S=(1+100)+(2+99)+(3+98)+ … +(100+1)=101×100=10100,由此总结出公差为1的等差数列前n项和的求算式子,进而拓展得出公差为d 的等差数列前n项和求算公式。

这样就使得学生认知循序渐进,有效的引发学生对所学的积极思索。

(三)把握学生认知梯度
在一个班级中,学生的数学学习基础参差不齐,能力也不尽相同,如果按同一标准进行教学,势必造成部分学生吃不了,部分学生吃不饱;部分学生感到深度太过,部分学生感到深度不足的后果。

认知负荷理论要求我们在高中数学教学中把握学生认知梯度,充分考虑学生中存在的差异因素,为学生“量身定做”梯度不同的学习目标,艺术性地发挥自己输出信息的梯度技巧,使每一个学生都获得思考的机会,一步一个台阶地走向数学的新天地。

对于“函数”一节,我们就设计了三个认知层次:首先,什么叫函数?映射?为什么说“自变量x有一定取值范围?”;其次,为什么说“函数y有确定的范围与之对应?”x、y的取值范围可分别构成集合吗?它们有何特点与关系?最后,你能从映射的角度重新定义函数吗?新定义与原定义相同吗?让不同认知水平的学生自我选择完成。

把握学生认知梯度是针对学生实际做出的有益尝试,保证了学生始终处于蓬勃向上的学习状态中。

(四)巩固学生认知信心
认知信心是学生对自己认知能力、认知实践的坚定信念,影响着学生学习过程中
的情绪调节。

对于高中数学教学而言,科学的教学评价是巩固学生认知信心的最重要途径,同时促进学生学习的完善和提高,高中数学教师要在全面了解学生学习的基础、过程和动向,本着欣赏、发现和激励的原则,实施书面考试与应用实践相结合、过程评价与结果评价相结合、定量评价与定性评价相结合、教师评价与学生自评相结合的评价方法。

多角度的做出兼备艺术性、针对性、贴近学生心灵的评价,多给学生几把标称的尺子,让每个学生都能够从教师的评价中体会到成功的快乐,形成坚定的认知信心。

三、结束语
应用认知负荷理论优化高中数学教学是摆在高中数学教师面前的一个新课题。

高中数学教师要融汇现代教育理念,以深化课程改革、推进素质教育为宗旨,在教学风格、教学方法、教学手段上有所创新和突破,促进学生认知正负荷的不断开拓和挖掘。