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基于认知过程分析的小学数学探究问题设计与应用研究

苏文胜
  
天韵媒体号
2025年28期
安溪县湖上中心学校 362411

摘要:认知过程是人对客观世界的认知和观察,包括感觉、知觉、注意、记忆、思维、语言等心理活动。小学阶段的数学是非常重要的学科,为学生之后的数学学习奠定基础。对此,小学数学教师应该以认知过程分析为基础,设计探究问题,促进学生具体经验向数学符号转化,提升学生的问题解决能力与数学核心素养。

关键词:认知过程分析;小学数学;探究问题

传统教学模式往往忽视学生“感知—操作—抽象”的认知链条,导致知识迁移能力薄弱。《义务教育数学课程标准(2022年版)》强调“重视数学认知过程,发展模型意识与创新思维”,这就需要教师构建符合儿童认知规律的探究问题体系。小学数学教师应该以认知过程分析为基础,融合生活分阶段地设计探究问题,结合互联网信息技术,分析解题步骤并融入模型思想。如此有效贯通具象操作与符号推理,嵌入认知冲突,突破时空限制呈现数学本质,培育学生的元认知能力和结构化思维[1]。

一、融合生活,分阶段设计探究式问题

基于认知过程分析的小学数学探究问题设计中,教师应该了解学生的个人智慧和集体智慧,分析数学和生活实际之间的联系后链接数学教学和生活实践,分阶段地设计探究式的问题。指导学生基于自己的认知过程解答问题,通过发挥个人智慧和集体智慧获得知识和技能。

比如,小学数学教师教学人教版二年级上册的“长度单位”时,可以设计这样的问题——“生活中有哪些不同长度单位的物品”,要求学生或是独立自主研究生活中的不同物品,了解这些物品的长度单位;或是以小组合作方式分析生活实际中对不同长度单位的应用,通过分组讨论沟通,加强对长度单位的理解,以提高自己的数学水平。另外,教师应该创设实践情境,如利用手中的尺子,对桌子上的物品进行测量,包括笔、橡皮擦、书本、笔记本、书包、文具盒等等。创创设这样的教学情境是为了结合学习和探索,让学生感受长度单位,发现身边的长度单位,理解长度单位,总结长度单位,提升学习效率。

二、结合互联网信息技术

传统的课堂教学中,教师们都是通过言传身教的模式讲解数学知识,虽然这样的方式可以让一部分的学生加强对所学知识的理解,但部分学生的思维能力不高,数学水平较低,知识基础不够夯实,故而根本无法深入理解和有效掌握这些知识。针对此情况,小学数学教师需要以认知过程分析为基础,结合互联网信息技术设计探究问题,应用探究问题。激发学生的学习兴趣,促使所有学生加强对知识的理解。例如,教师教学“图形的运动”时,可以利用多媒体对和小兔子相关的图片进行播放,结合PPT对比这些图片,提出问题:同学们,你们有没有感觉到小兔子之间的共同点?这些兔子都有什么特点?彼此之间又有哪些不同?引领学生们观察图片内容,以此对轴对称图形、中心对称图形产生初步认识,并学习寻找图形的对称轴。之后继续利用互联网信息技术,对更多具有对称轴的图形进行展示,如蝴蝶、松树、沙发、风车、电视、足球。这样的方式,可以让学生更加深刻、全面的理解对称图形以及不同图形点之间存在的关系,建立知识结构体系,提升数学水平[2]。

三、分析解题步骤,开拓思维

数学这门学科具有极强的逻辑性,所以需要学生具有逻辑思维。但研究发现,小学阶段的学生大多数并没有发展良好的逻辑思维,在此情形下,就需要教师在教学环节了解学生思维能力的发展情况,创建良好的教学和解题环境,让学生身临其境地思考,通过解题步骤的分析开拓思维,解决问题,提升思维能力和问题解决能力。例如“数学广角——鸡兔同笼”教学中,学生并不能很好地理解给出的已知信息和条件,此时,教学环节中,教师利用假设的方式,通过突破固有的模式让学生们进行探知,在想象力的发挥中梳理解题思路,通过图表法以及其他方法得出正确答案,达到学习目标,提升能力水平。

四、问题设计的过程中融入模型思想

数学模型是利用数学解决实际问题的常用方式之一,小学生在数学学习中已经逐步掌握了加、减、乘、除等数学模型,这些模型有利于学生解决数学问题。因此,小学数学教师应该在设计探究问题时,充分考虑模型思想,在数学基础知识和数学应用之间建立乔梁,从现实生活或者具体情境中抽象数学问题,鼓励学生提炼其中的数学问题,有效应用数学模型思想对问题进行思考分析和解决。通过解决含有模型思想的典型问题,建立模型思想,理解体会数学和外部世界之间的联系。提高数学学习兴趣和应用意识,形成良好的数学逻辑思维能力和数学学习习惯。

以“平均数”为例,平均数是统计学中最常用的统计量,是表示一组数据集中趋势的量数。统计平均数是用于反映现象总体的一般水平或者分布的集中趋势;数值平均数是总体标志总量对比总体单位数而计算的。由于用平均数表示一组数据的情况有直观、简明的特点,所以在日常生活中经常用到。教学期间,教师应该设计探究问题,如四年级一班有学生四十人,数学期末考试时三位同学生病缺考,平均成绩为八十分。后来三位同学补考,成绩分别是八十八分、八十七分和八十五分,这时全班同学的平均成绩是多少[3]?四年级二班的张林、赵琦、李一一、王佳硕参与掷球的团体训练赛,已知张林投中了八个,赵琦投中五个,李一一投中十一个,王佳硕投中九个。那么,平均每人投中多少个球?根据问题建立平均数的概念模型,要求学生们利用已有的知识和思维循序渐进的分析问题,寻找解决问题的关键,然后利用建模思维解答问题。让学生们在“问题情境——建立模型——求解验证”的数学活动过程中丰富数学学习经验,树立创新意识和问题探究意识。

结语

总而言之,基于认知过程分析的探究问题设计,需要融合生活以及互联网信息技术,搭建认知支架,分阶段地设计探究任务,分析解题步骤,融入模型思想。只有这样,才能实现跨学段的纵向追踪,完善认知发展导向的探究问题设计理论体系,增强学生的具身体验,实现从现象观察到数学建模的思维变迁。

参考文献:

[1] 刘少凯. 基于认知过程分析的小学数学探究问题设计与应用[J]. 教育实践与研究,2024(4):49-51.

[2] 周静. 基于认知过程分析的小学数学探究问题设计研究[J]. 新教育时代电子杂志(学生版),2024(47):31-33.

[3] 马发昌. 基于认知过程分析的小学数学探究问题设计与应用研究[J]. 中外交流,2021,28(9):1359.

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