淺析在中職數(shù)學(xué)教學(xué)中認(rèn)知負(fù)荷理論的應(yīng)用

田國綱

【摘要】根據(jù)中職學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀，以認(rèn)知負(fù)荷理論為基礎(chǔ)的“樣例效應(yīng)”教學(xué)設(shè)計原則為我們提供了進(jìn)行有效教學(xué)的方法，本文還提出了中職數(shù)學(xué)教學(xué)的6環(huán)節(jié)模式。

【關(guān)鍵詞】有效教學(xué) 認(rèn)知負(fù)荷 樣例效應(yīng)

有效教學(xué)就是有效果、有效率的教學(xué)，其理想的狀態(tài)是教師少教，而學(xué)生卻能多學(xué)。目前許多研究過分關(guān)注教師應(yīng)該如何“教得有效”，而忽視了從學(xué)習(xí)者的角度研究為什么“教得無效”。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，大量的研究發(fā)現(xiàn)，有效教學(xué)的前提是教學(xué)所采取的一切措施和活動都要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。所以我們要從學(xué)生的特點(diǎn)出發(fā)，選擇符合我們學(xué)生的教學(xué)方法，提高我們的教學(xué)效果。

一、中職學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀

隨著普高擴(kuò)招，大學(xué)的普及，中職學(xué)校的招生越來越困難，生源質(zhì)量每況愈下，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)困難，數(shù)學(xué)教學(xué)陷入困境。據(jù)對本校高一新生調(diào)查結(jié)果顯示，當(dāng)前中職學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)狀況是：

1、招生的層次不齊，有許多初中的輟學(xué)生，甚至有初一未讀完的學(xué)生。入學(xué)水平測試中，有10%的新生達(dá)到初三水平，40%達(dá)到初二水平，近一半的學(xué)生達(dá)不到初一水平。

2、有關(guān)視知覺能力：比較差的61%，很差的占19%。有關(guān)于思維能力：60%的學(xué)生認(rèn)為老師講的某些概念太抽象，理解有困難。

3、學(xué)習(xí)方法的評價：一般的占30%多，比較差的占近60%，很差占13%。對學(xué)習(xí)習(xí)慣的評價為一般的占20%余，比較差的占近60%，很差占20%

從以上的調(diào)查數(shù)據(jù)可知：大部分中職學(xué)生的視知覺能力不強(qiáng)，理解能力尤其是文字理解能力及分析能力較差，超過三分之二的學(xué)生沒有掌握恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)方法和養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，學(xué)習(xí)能力明顯低于正常的初中畢業(yè)生水平。中職學(xué)生的基本學(xué)習(xí)能力較差，相當(dāng)一部分學(xué)生存在學(xué)習(xí)心理障礙。

面對中職學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀，如果我們?nèi)匀徊捎脗鹘y(tǒng)的初高中的教學(xué)方法與策略，其效率低下可想而知。所以，我們要探索符合我們中職數(shù)學(xué)的有效教學(xué)模式。

二、認(rèn)知負(fù)荷理論及“樣例效應(yīng)”教學(xué)設(shè)計原則

所謂的認(rèn)知負(fù)荷是指同時被要求施加在工作記憶上的智力活動的全部數(shù)量，即工作記憶必須注意和處理的內(nèi)容總和。認(rèn)知負(fù)荷理論提出了三種基本類型的認(rèn)知負(fù)荷：內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷、外部認(rèn)知負(fù)荷和相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷。由于元素間交互形成的認(rèn)知負(fù)荷稱為內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷，它取決于所要學(xué)習(xí)材料的本質(zhì)與學(xué)習(xí)者的專業(yè)知識之間的交互程度。外部認(rèn)知負(fù)荷是超越內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷的額外負(fù)荷，它主要是由設(shè)計不當(dāng)?shù)慕虒W(xué)引起。相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷是指與促進(jìn)圖式構(gòu)建和圖式自動化過程相關(guān)的認(rèn)知負(fù)荷。

中職學(xué)生已有的數(shù)學(xué)知識和將要學(xué)習(xí)高中的數(shù)學(xué)知識決定了中職學(xué)生的內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷較高，所以在教學(xué)過程中應(yīng)盡可能減少外部認(rèn)知負(fù)荷，就顯得尤為重要。從這點(diǎn)出發(fā)，我覺得“效應(yīng)樣例”教學(xué)設(shè)計原則是比較適合中職數(shù)學(xué)教學(xué)的。

與傳統(tǒng)學(xué)習(xí)相比，樣例效應(yīng)更有助于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，提高他們的問題解決技能。它具有以下優(yōu)點(diǎn)：①學(xué)生在解決問題時更多地求助于樣例而不是規(guī)則，因而樣例效應(yīng)可以簡化認(rèn)知技能的獲取;②樣例提供了問題解決的正確范式，可以將學(xué)生的注意力引向與學(xué)習(xí)有關(guān)的部分，從而減輕了學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷，提高了學(xué)習(xí)效率;③樣例明確表明了與學(xué)習(xí)有關(guān)的關(guān)鍵部分，如規(guī)則的功能、適用條件以及在具體情境中的操作，更有利于學(xué)生做出正確的歸納和分類;④樣例效應(yīng)改變了學(xué)生被動接受知識的地位，極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。從建構(gòu)主義的角度理解教學(xué)過程中通過對樣例的分析，進(jìn)行對樣例圖式規(guī)則和主題知識建構(gòu)的情境模擬，萃取抽象性知識，把握規(guī)律性認(rèn)識，實質(zhì)上也促使學(xué)習(xí)者經(jīng)歷了建構(gòu)主義的生成性體驗。

三、樣例效應(yīng)實驗

1、被試：本校數(shù)學(xué)成績差不多的兩個班級的學(xué)生。

2、 實驗設(shè)計：①分為甲、乙兩組，其中一個班為甲組，另一個班為乙組。②提供A樣例和B樣例。③第一時段：甲組在樣例A情況下進(jìn)行測試，乙組無樣例測試;第二時段：乙組在樣例B情況下進(jìn)行測試，甲組無樣例測試。④完成實驗后進(jìn)行效果檢驗，對被試做測試體驗問卷調(diào)查。

3、實驗材料：

材料a：預(yù)習(xí)對數(shù)函數(shù)的定義和性質(zhì)：材料b：完成練習(xí)，證明：函數(shù)y=x2在（0，+∞）上是增函數(shù)。

樣例A：指數(shù)函數(shù)的定義和性質(zhì)預(yù)習(xí)表格;樣例B：證明：函數(shù)y=x2在（-∞，0）上是減函數(shù)的詳細(xì)解答過程。

4、實驗要求：

第一時段：甲組被試認(rèn)真參考“樣例A”及其提示，完成材料a。乙組在無樣例條件下完成a材料。

第二時段：乙組被試認(rèn)真參考“樣例B”及其提示，完成材料b。甲組在無樣例條件下完成b材料。

5、實驗結(jié)果和分析：

實驗結(jié)果表明，有無樣例情況下的預(yù)習(xí)效果和練習(xí)完成的情況差異明顯，有樣例條件下，甲組的預(yù)習(xí)和乙組的練習(xí)都完成得較好，無樣例條件下，乙組學(xué)生預(yù)習(xí)效果差，甲組大部分學(xué)生練習(xí)無法完成。同時收回的問卷調(diào)查反映，在有樣例條件下，被試行為目標(biāo)明確、規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)清楚、認(rèn)知負(fù)荷較輕，知識能力的遷移效果明顯。

上述實驗中的學(xué)習(xí)凸現(xiàn)了以下特點(diǎn)：首先學(xué)習(xí)者被置身于一個問題情境中，解決問題成為學(xué)習(xí)的焦點(diǎn)，即他需要解決“材料a”和“材料b”提出的問題。其次，解決問題只能在給出的樣例和提示中尋找條件，學(xué)習(xí)者自己解決問題。第三，樣例提供了解決問題的思路和范式，甚至陳述模式，樣例和提示充當(dāng)“教練”，被試作為“學(xué)徒”體會和模仿樣例，解決問題。實驗緣于問題的情境，突出了學(xué)習(xí)者主動探究的學(xué)習(xí)特性，滿足了學(xué)習(xí)者調(diào)動經(jīng)驗、參與問題解決的積極性;對應(yīng)的樣例和關(guān)鍵的解釋減緩了學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷，學(xué)習(xí)者通過樣例獨(dú)立解決了問題，獲得了成就感。當(dāng)然，樣例的典范性和提示的準(zhǔn)確性是產(chǎn)生積極效應(yīng)的基礎(chǔ)。

三、對認(rèn)知負(fù)荷理論在教學(xué)中應(yīng)用的反思

認(rèn)知負(fù)荷理論的核心是盡量降低因?qū)W習(xí)材料的組織和呈現(xiàn)所導(dǎo)致的與圖式獲得和規(guī)則自動化無關(guān)的外部認(rèn)知負(fù)荷，主張教學(xué)設(shè)計應(yīng)向?qū)W生提供建構(gòu)完好的學(xué)習(xí)材料（樣例）。而建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論卻認(rèn)為，學(xué)習(xí)是積極主動的建構(gòu)過程，學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)材料的加工和建構(gòu)，諸如圖文整合、區(qū)分有用信息和冗余信息等，是有效學(xué)習(xí)發(fā)生的重要條件這樣，認(rèn)知負(fù)荷理論與建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論在教學(xué)設(shè)計的原則上存在矛盾。所以“樣例效應(yīng)”教學(xué)設(shè)計原則較適合于低認(rèn)知水平的學(xué)習(xí)者及在學(xué)習(xí)的初級階段指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，是適合現(xiàn)階段中職數(shù)學(xué)教學(xué)的一種有效的方法。