淺析腦認(rèn)知在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

江蘇省江都中學(xué) 潘艷梅

在高中學(xué)習(xí)中，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)既是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點，同時也是難點，所以在具體的教學(xué)活動中，教師將當(dāng)下科學(xué)研究中的腦認(rèn)知具體應(yīng)用其中，實現(xiàn)學(xué)生對于數(shù)學(xué)知識的掌握。腦認(rèn)知是當(dāng)下最被關(guān)注的話題之一，那么在高中數(shù)學(xué)教學(xué)活動中，腦認(rèn)知又對學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)有哪些影響呢？筆者從以下方面進行簡單陳述。

一、何謂腦認(rèn)知

腦科學(xué),是研究人腦的結(jié)構(gòu)與功能的綜合學(xué)科，認(rèn)知科學(xué)作為一門新興的學(xué)科，是主要研究人腦和活動機制的一門學(xué)科，腦與認(rèn)知科學(xué)作為一門新興的交叉學(xué)科，涉及傳統(tǒng)的心理學(xué)、教育學(xué)、生物學(xué)、信息科學(xué)、計算科學(xué)等學(xué)科。腦與認(rèn)知科學(xué)的最新研究結(jié)果表明數(shù)學(xué)認(rèn)知是一個多成分、多系統(tǒng)的復(fù)雜認(rèn)知系統(tǒng)，既有種系進化的基礎(chǔ)，也與個體發(fā)展和學(xué)習(xí)有關(guān)。數(shù)學(xué)認(rèn)知依賴于一個大范圍的皮層支持網(wǎng)絡(luò),包括頂葉、額葉與顳葉的部分區(qū)域，尤其是頂葉皮層,在數(shù)學(xué)認(rèn)知障礙與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中均有重要作用。

中國工程院院士、中國人工智能學(xué)會理事長李德毅認(rèn)為腦認(rèn)知具體包括記憶認(rèn)知、計算認(rèn)知以及交互認(rèn)知，其本質(zhì)是統(tǒng)計認(rèn)知。人類對于任何事物的計算都只有一種形式，相似計算，即計算認(rèn)知。人類對世界的認(rèn)知是經(jīng)過反復(fù)觀察、體會和行動來實現(xiàn)的，通過對客觀世界不斷地感知、認(rèn)知和行動的過程實現(xiàn)了解，通過不斷地了解形成自己的記憶，即記憶認(rèn)知。對于交互認(rèn)知則具有兩方面，一種是根據(jù)記憶實現(xiàn)腦內(nèi)部信息之間的交互聯(lián)系；另一種是實現(xiàn)人腦與客觀世界的交互聯(lián)系。

在高中的數(shù)學(xué)教學(xué)活動中，教師首先可以以計算認(rèn)知為基礎(chǔ)，幫助學(xué)生對于數(shù)學(xué)知識進行掌握。其次通過對記憶認(rèn)知的應(yīng)用，實現(xiàn)對數(shù)學(xué)知識點的把握，從而應(yīng)用于具體的案例中進行解答。最后在學(xué)生掌握數(shù)學(xué)知識后并且能夠應(yīng)用時，組織學(xué)生在生活中對數(shù)學(xué)知識的學(xué)以致用，實現(xiàn)交互認(rèn)知。

二、應(yīng)用位置

1.計算認(rèn)知

高中數(shù)學(xué)是學(xué)生對之前所學(xué)知識內(nèi)涵的提升，所以在高中數(shù)學(xué)教學(xué)活動中，教師應(yīng)更加注重學(xué)生對于運算規(guī)則和機理的理解。學(xué)生常常將運算能力等同于數(shù)字之間的加、減、乘、除、乘方、開方，而代數(shù)式間的加、減、乘、除、乘方、開方等學(xué)生并不認(rèn)為那是運算。所以完全依賴計算機，把十分重要的心理抽象運算的程序省略了。根據(jù)腦認(rèn)知下的計算認(rèn)知，每個運算都有特定的程序和順序，這些需要學(xué)生進行自我建構(gòu)，而相似性是行之有效的建構(gòu)方式。

相似計算在數(shù)學(xué)教學(xué)活動中能夠得到具體的應(yīng)用，所以教師在高中數(shù)學(xué)教學(xué)活動時，應(yīng)充分將腦認(rèn)知下的計算認(rèn)知與教學(xué)實際相結(jié)合，實現(xiàn)學(xué)生對于數(shù)學(xué)計算的掌握。

2.記憶認(rèn)知

數(shù)學(xué)教學(xué)活動中，知識點之間的連接對數(shù)學(xué)題目的解答具有重要的意義。所以數(shù)學(xué)教學(xué)活動中，教師應(yīng)做到新舊知識的串聯(lián)，實現(xiàn)學(xué)生對于知識的掌握，根據(jù)腦認(rèn)知規(guī)律的練習(xí)率，一個行為要經(jīng)過多次強化反復(fù)才能掌握。

如在進行二元一次不等式組與簡單線性規(guī)劃問題的講解過程中，筆者首先組織學(xué)生對于初中所學(xué)的一元一次不等式進行回憶，通過對一元一次不等式的運用實現(xiàn)對于二元一次不等式的講解。通過對舊知識的回憶能夠幫助學(xué)生對新知識有所了解，從而在教學(xué)活動中學(xué)生能夠?qū)Χ淮尾坏仁降倪\算進行掌握。筆者通過組織學(xué)生對初中知識的回憶實現(xiàn)對新知識的教學(xué)，同時設(shè)計不同的變式題強化訓(xùn)練，及時反饋，得到了良好的教學(xué)效果。

3.交互認(rèn)知

學(xué)生對于知識的學(xué)習(xí)目的在于能夠應(yīng)用到具體的生活實踐中，實現(xiàn)學(xué)以致用。教師在進行教學(xué)活動時也要認(rèn)識到這一點，在進行知識的傳授過程中幫助學(xué)生對于知識進行具體應(yīng)用。根據(jù)腦認(rèn)知下的交互認(rèn)知，學(xué)生對于知識的學(xué)以致用就是將知識與客觀世界相聯(lián)系。同理，交互認(rèn)知的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力也是將數(shù)學(xué)知識與可觀世界進行連接。

例如空間直角坐標(biāo)系中抽象的空間形式很難直接掌握，因此導(dǎo)致學(xué)生對于空間圖形的不理解，所以在進行空間直角坐標(biāo)系的講解中，筆者充分利用“墻角”來實現(xiàn)教學(xué)目的。以墻角為原點，三條直線為坐標(biāo)軸進行相關(guān)知識的講解。通過將教材中的內(nèi)容與生活中的事物進行結(jié)合，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中有效掌握了教學(xué)內(nèi)容。在數(shù)學(xué)教學(xué)活動過程中，筆者將很多學(xué)生難以理解的知識進行生活化的教學(xué)，從而實現(xiàn)學(xué)生對于知識的掌握了解。

通過與客觀環(huán)境的結(jié)合實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的傳達，所以腦認(rèn)知下的交互認(rèn)知是進行數(shù)學(xué)教學(xué)活動的有效手段。教師在教學(xué)活動中應(yīng)充分做到兩者的有力結(jié)合。

高中數(shù)學(xué)的教學(xué)是學(xué)生對舊知識的運用以及對新知識的掌握，而腦認(rèn)知的研究在高中數(shù)學(xué)教學(xué)活動中具有強有力的效果，所以教師應(yīng)充分做到將計算認(rèn)知、記憶認(rèn)知以及交互認(rèn)知三者應(yīng)用在高中的數(shù)學(xué)教學(xué)活動中，以此來實現(xiàn)學(xué)生對知識的掌握。將科學(xué)研究中的研究結(jié)果與教學(xué)活動相結(jié)合，既可以實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，同時也是對科學(xué)研究的有效應(yīng)用，實現(xiàn)了科學(xué)研究的價值。

[1]崔曉栓.高中數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)文化[J].中學(xué)生數(shù)理化（教與學(xué)），2018（03）：12.

[2]李德毅.腦認(rèn)知的形式化——從研發(fā)機器駕駛腦談開去[J].科技導(dǎo)報，2015，33（24）：125.