沈佳慧+張云飛
摘要:認知負荷理論認為高效的課堂教學(xué)需要考量學(xué)生工作記憶的容量閾值。在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,圖式學(xué)習(xí)使學(xué)生在模仿與領(lǐng)悟中探索出規(guī)律降低記憶加工中的無意義環(huán)節(jié),從而降低認知負荷,使學(xué)生關(guān)注到問題的深層表征問題。根據(jù)學(xué)生的個體差異,采取不同能夠調(diào)節(jié)其認知負荷的策略可實現(xiàn)課堂效率最大程度發(fā)展。本文基于認知負荷理論,闡述在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中如何減輕學(xué)生的認知負荷,實現(xiàn)小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)效益合理最大化。
關(guān)鍵詞:認知負荷;小學(xué)數(shù)學(xué);課堂教學(xué);策略
前言
隨著新課程改革的推進和深入,課堂的有效性教學(xué)日益受到關(guān)注。因課堂中學(xué)生學(xué)習(xí)效率低下,超出認知負荷范圍,教師重復(fù)作業(yè)的頻率居高不下,這種現(xiàn)象屢見不鮮。因此,建立課堂高效的教學(xué)策略對培養(yǎng)學(xué)生的全方面發(fā)展具有理論和現(xiàn)實意義。
一、 認知負荷理論簡介
(一) 認知負荷的來源
馬克斯、庫珀和斯威勒曾指出,面對已知既定的認知任務(wù),個體產(chǎn)生的認知負荷主要來自以下三個方面:一是學(xué)習(xí)材料的性質(zhì),二是學(xué)習(xí)材料的呈現(xiàn)方式,三則是學(xué)習(xí)者的已有經(jīng)驗。
(二) 三類認知負荷
根據(jù)其來源及是否有助于圖式的建構(gòu),認知負荷理論者把認知負荷分為內(nèi)在認知負荷、外在認知負荷和關(guān)聯(lián)認知負荷三類。
1. 內(nèi)在認知負荷(Intrinsic cognitive load)指由學(xué)習(xí)材料的不同難度水平所帶來的負荷。
2. 外在認知負荷(Extraneouscognitive load)指干擾圖式的獲得和自動化時的不必要的認知負荷。
3. 關(guān)聯(lián)認知負荷(Germane cognitiveload)是指在建構(gòu)圖式時不是必須但投入之后又有利于圖式建構(gòu)的認知負荷。
(三) 認知負荷之間的關(guān)系
認知負荷理論者認為,上述的三種認知負荷可以相互累加。如果它們的總和超過了工作記憶的負載量,就會使學(xué)習(xí)陷入瓶頸。借助認知負荷調(diào)控來影響學(xué)生的學(xué)習(xí),其重心應(yīng)該放在降低外在認知負荷或增加關(guān)聯(lián)認知負荷兩個方面,以確保學(xué)生有足夠認知資源來加工必要信息。
二、 課堂教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式
(一) 樣例學(xué)習(xí)
樣例又稱為范例或具體例子,是一種能夠例說抽象事物具體表征的一種實在性實體?,F(xiàn)行教材中“例題+(分析)+解答”實際上是一個原理方法型樣例或問題解決型樣例。由此可見,數(shù)學(xué)樣例學(xué)習(xí)是學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中獲取認知技能,也是教師課堂教學(xué)所必要的手段,能有效地促進學(xué)生數(shù)學(xué)知識學(xué)習(xí)遷移。
(二) 圖式教學(xué)
康德曾說:“圖式是潛藏在人類心靈深處的一種技巧?!苯?gòu)不同的圖式有利于學(xué)生在腦中形成具體結(jié)構(gòu)和框架,有利于自動化水平地儲存和信息提取,這樣所占用的認知空間就會越少。
(三) 整合多種呈現(xiàn)方式(多媒體)
由于知識的串聯(lián)及復(fù)雜程度,再加上教學(xué)過程也存在較多的互動環(huán)節(jié),單方向的呈現(xiàn)已無法滿足課堂教學(xué)的需求,對于認知負荷的降低也造成了較大的影響。因此,減少認知負荷的增加成為課堂教學(xué)策略的選擇之一。多種呈現(xiàn)方式相互交錯,利用圖片、文字、動畫、音頻等多種形式,增加工作記憶的閾值,從而降低認知負荷。
(四) 學(xué)生學(xué)習(xí)的個體差異
高效益的數(shù)學(xué)課堂教學(xué),必須關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的個體差異,強調(diào)他們學(xué)習(xí)的規(guī)律與特點。對于先前知識水平較高的學(xué)生,則可以提供一些內(nèi)容交互性大的復(fù)雜學(xué)習(xí)材料,幫助他們形成問題圖式,達到學(xué)習(xí)效益的最大化。這種根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的個體差異采取具體措施調(diào)節(jié)其認知負荷的策略,使每位學(xué)生實現(xiàn)最大程度發(fā)展。
三、 認知負荷理論與小學(xué)數(shù)學(xué)教育
認知負荷理論正在逐漸成為現(xiàn)代教育教學(xué)的重要理論依據(jù)。毋庸置疑,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中或多或少會產(chǎn)生一定的認知負荷,再加上教師所運用的教學(xué)策略考慮不周或者教學(xué)方法使用不當(dāng),那會使認知負荷干擾學(xué)生的學(xué)習(xí),影響課堂學(xué)習(xí)效率。因此,在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,應(yīng)充分考慮認知負荷的降低措施,以便學(xué)生能運用有限的認知資源高效地學(xué)習(xí)。
(一) 優(yōu)化教學(xué)語言
在課堂教學(xué)中,教師的教學(xué)語言也是認知負荷的原因之一。尤其在數(shù)學(xué)課堂中,教師會運用一定的數(shù)字及符號表達,抽象思維的認知加工會耗費大量認知資源。因此,教師要精心設(shè)計教學(xué)語言,語言表達盡量做到生動形象、清晰準確,把枯燥抽象的數(shù)學(xué)知識化為活潑生動的學(xué)習(xí)內(nèi)容。
(二) 注重數(shù)學(xué)樣例教學(xué)
樣例教學(xué)是一種較為典型有效的教學(xué)模式,有效的教學(xué)模式能夠降低學(xué)生的認知負荷,達到學(xué)習(xí)效率提高的目的,并在頭腦中建構(gòu)必要的知識結(jié)構(gòu),分析應(yīng)該在何種時候運用規(guī)律、算理等方式,從而促進圖式的構(gòu)建和自動化獲得的能力。例如:引導(dǎo)學(xué)生認識“米”時,可以指導(dǎo)他們分小組測量跳繩的長度、大門的高度、桌椅的長寬等。
(三) 科學(xué)設(shè)計教學(xué)課件
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準(2011版)》中提到:教學(xué)中要注意教學(xué)手段多樣化與現(xiàn)代信息技術(shù)的關(guān)系?,F(xiàn)代教育技術(shù)作為新時期新興的教育模式技術(shù),不能就此替代傳統(tǒng)教學(xué)模式。在應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)的同時,教師應(yīng)注重課堂教學(xué)的課件設(shè)計制作,這樣有利于實現(xiàn)思維與教學(xué)過程同步,幫助學(xué)生更好地把握教學(xué)內(nèi)容的知識脈絡(luò)。
四、 結(jié)語
本文根據(jù)認知負荷理論,從內(nèi)在認知負荷、外在認知負荷以及相關(guān)認知負荷三個方面,探討了數(shù)學(xué)課堂教學(xué)過程中如何基于認知負荷的閾值限下進行有效教學(xué),并結(jié)合案例進行了詳細的說明。理論的梳理與實踐的統(tǒng)一說明:在教學(xué)實踐中,數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的設(shè)計合理化能夠在一定程度上減少認知超載,科學(xué)合理的課程教學(xué)才能提高學(xué)習(xí)的效率,實現(xiàn)課堂教學(xué)的有效性。
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