【摘要】随着认知神经科学的快速发展，越来越多的研究者开始关注人类大脑的认知过程与学习机制。对于教育领域而言，认知神经科学为我们提供了一种全新的视角，帮助我们更深入地理解学生的学习过程，从而优化教学策略。本文将以小学高段数学中的分数加减乘法简算策略为例，探讨基于认知神经科学的教学策略。

【关键词】认知神经科学；小学数学；简算策略

在近年来的教育改革中，基于认知神经科学的教学策略越来越受到教育工作者的关注。这些策略以大脑的认知过程为基础，旨在提高学生的学习效率和能力。为了验证这些策略的有效性，本研究进行了一项实证研究，以小学高段学生为实验对象，对比了基于认知神经科学的教学策略与传统教学方法在提高学生分数加减乘法简算能力方面的差异。

一、认知神经科学视角下的教学策略

1. 激活学生的前额叶皮层

前额叶皮层是人类大脑中的高级认知中枢，负责处理复杂的思维活动。在分数加减乘法的简算过程中，教师可以通过设计富有挑战性的问题、引导学生主动思考等方式，激活学生的前额叶皮层，从而提高他们的思维能力和解题效率。

2. 培养学生的元认知能力

元认知是指个体对自己的认知过程进行反思和调控的能力。在分数加减乘法的简算过程中，教师可以通过引导学生对自己的解题思路进行反思、总结等方法，培养他们的元认知能力。这样，学生在遇到类似问题时，就能够更加迅速地找到解题策略，提高解题速度。

3. 利用神经可塑性原理

神经可塑性是指大脑在经历不同的学习经历后，其结构和功能会发生相应的改变。在分数加减乘法的简算教学中，教师可以通过反复训练、提供多样化的练习等方式，利用神经可塑性原理，帮助学生巩固和拓展他们的简算策略。

二、实证研究

本研究采用文献研究、实证研究等方法，首先梳理了认知神经科学领域关于数学学习与认知发展的相关研究成果，为后续研究提供了理论基础。其次，结合小学学习五年级下册（北师大版）分数加减法与分数乘法的简算策略学习内容，设计了一系列教学实验，通过对学生的学习过程、成绩变化等方面进行观察和分析，探讨有效推进小学高段数学的教学策略：一是在新内容学习时，我们选择采用了效果较好，时间短，一节课内一个知识点即可完成的学习方法策略：图解法、；实物演示法、动手操作法、讲授法、学习迁移法、纠错法、角色扮演法；二是在知识运用时，我们选择了重现学习记忆的方法：练习法和归纳总结法；三是贯穿整个学习过程的学习策略，以便学生拥有连贯系统的学习体验：情境创设、合作学习以及反馈评价。

为了验证基于认知神经科学的教学策略的有效性，本研究选取了五组小学高段学生，每组45人，共计225名学生参与实验。其中，实验组学生接受了基于认知神经科学的教学策略干预，而对照组学生则采用传统的教学方法。实验教学周期为一个月，期间对两组学生进行了定期的辅导和测试。其中，实验组学生接受了基于认知神经科学的教学策略干预，而对照组学生则采用传统的教学方法。

实验教学结束后，我们对两组学生的分数加减乘法简算能力进行了测试。测试内容包括分数的加减乘法运算，以及分数的化简等。测试结果显示，实验组学生在分数加减乘法的简算能力上显著高于对照组学生。具体来说，实验组学生使用简算策略来解答分数混合运算的人数明显高于对照组，且实验组学生在测试中的正确率也明显高于对照组学生。

这一结果证明了基于认知神经科学的教学策略在提高学生分数加减乘法简算能力方面具有积极作用。这些策略注重学生的认知过程，通过训练学生的注意力、记忆力和思维能力等方面，帮助学生更好地掌握分数加减乘法的运算方法。

三、研究结果与讨论

本研究发现，通过以上三类层级的学习教学策略，能够显著提高学生的数学学习效果。这些策略不仅符合认知神经科学的理论，也在实证研究中得到了验证。这些教学方法为学生提供了丰富的学习途径和体验。它们不仅帮助学生从多个角度理解分数加减乘法的概念，还激发了学生的学习兴趣和积极性。

例如，通过实物演示法，学生可以通过亲手操作折纸、直尺等工具，直观地感受到分数的变化和运算过程。这种亲身体验的学习方式，使学生更加深入地理解分数的概念和运算方法。同时，学习迁移法也为学生提供了将已有知识应用到新知识学习的机会。通过整数的加法交换律、加法结合律的迁移，学生可以将已有的整数运算经验应用到分数运算中，从而更加顺利地掌握分数加减乘法的运算技巧。纠错法和角色扮演法则通过让学生参与到问题的发现和解决过程中，增强了学生的学习参与感和主动性。通过扮演森林医生或淘气角色，学生可以更加深入地理解分数运算中的错误类型和解决方法，从而避免类似错误的再次发生。情境创设策略通过将数学问题与现实生活情境相结合，激发了学生的学习兴趣和探究欲望。这种策略使学生更好地理解数学知识的实际应用价值，从而提高学习效果；合作学习策略通过小组讨论和合作解决问题，学生培养了团队协作能力和沟通能力。同时，在互动中相互学习和启发，有助于提高学生的学习效果；反馈评价策略及时的正面反馈和评价能够增强学生的自信心和学习动力。此外，这还有助于学生发现自身存在的问题和不足，引导学生进行自我反思和改进。

值得一提的是，本研究的结果还具有一定的实践意义。基于认知神经科学的教学策略不仅可以提高学生的分数加减乘法简算能力，还可以帮助学生更好地适应未来的学习和生活。在现代社会中，数学能力已经成为了一项基本素养，而分数加减乘法的运算能力则是数学能力的重要组成部分。因此，通过采用基于认知神经科学的教学策略，我们可以帮助学生更好地掌握数学知识，为未来的学习和生活打下坚实的基础。

综上所述，这些教学方法不仅符合认知神经科学的理论，也在实际教学中得到了广泛应用和验证。这些策略注重学生的认知过程和情感因素，通过训练学生的注意力、记忆力和思维能力等方面，它们为学生提供了丰富多样的学习途径和体验，有助于提高学生的学习效果和数学素养。

四、结论与建议

本研究通过深入探讨基于认知神经科学的小学高段数学教学策略，为优化分数加减乘法的简算教学提供了新的思路和方法。然而，认知神经科学在教学领域的应用仍处于探索阶段，需要更多的研究和实践来完善。因此，建议广大教育工作者在实际教学中，结合学生的实际情况和需求，灵活运用这些教学策略，以提高教学质量和效果。