基于“腦科學(xué)”的數(shù)學(xué)教學(xué)新路徑

◎王鳳月 （江蘇省蘇州市蘇州工業(yè)園區(qū)星瀾學(xué)校，江蘇 蘇州 215000）

“大腦”是學(xué)習(xí)的重要器官，而學(xué)習(xí)心理則是腦的機(jī)能．當(dāng)下，很多的教學(xué)研究往往是思辨性的，這種思辨性研究容易走向空洞．如何讓學(xué)習(xí)研究成為有價值的、有效度的研究？筆者認(rèn)為，一個重要的方法就是基于“腦科學(xué)”．“腦科學(xué)”一般將“心”與“體”對應(yīng)起來研究．所謂“心”，就是指“心理”，主要包括感知、記憶、思維、想象等；所謂“體”，就是指“物質(zhì)”，即通過感官，通過脊髓、腦干等，再反映到肌肉．“腦科學(xué)”往往是建立在生物學(xué)、心理學(xué)實驗基礎(chǔ)上的，因而具有一種實證、科學(xué)的品位．基于“腦科學(xué)”，我們可以開辟教學(xué)新路徑．

一、腦科學(xué)對其數(shù)學(xué)教學(xué)的意義

人的大腦作為腦科學(xué)主要的研究對象．在教學(xué)的過程中，如果教師以傳統(tǒng)的教學(xué)模式為主，那么往往是結(jié)合學(xué)生所學(xué)習(xí)知識運用的情況來判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和結(jié)果．為此，研究者通過使用腦活動數(shù)據(jù)就可以對學(xué)生的心理變化進(jìn)行探查．

腦科學(xué)的研究成果對數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)而言還具有重要的意義，具體主要體現(xiàn)在以下兩個方面：

一方面，促進(jìn)教師對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的理解．在進(jìn)行數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中，教師為了更好地向?qū)W生強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)的有效性，通常會強(qiáng)調(diào)一些概念，最主要的是應(yīng)向?qū)W生著重強(qiáng)調(diào)要“理解學(xué)習(xí)”．但就當(dāng)前的情況來看，有的教師難以科學(xué)解釋．但站在腦學(xué)科的視角上來看，分析其實就是學(xué)生大腦中不同神經(jīng)元之間產(chǎn)生“聯(lián)結(jié)”．在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，對于學(xué)生大腦中一些已經(jīng)有的經(jīng)驗，教師需要不斷地弄懂，還有就是新的數(shù)學(xué)知識對這個經(jīng)驗依靠的程度．

另一方面，指導(dǎo)學(xué)生對數(shù)學(xué)概念的學(xué)習(xí)．新知識的構(gòu)建和知識的應(yīng)用是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)．受應(yīng)試教育的影響，學(xué)生對新知識的學(xué)習(xí)會受到一定限制，還會被壓縮，基本上把時間都應(yīng)用在應(yīng)試上．而且這種重復(fù)性的“刷題”，從腦科學(xué)的角度上來看，難以促進(jìn)學(xué)生神經(jīng)聯(lián)結(jié)，還會造成破壞．所以，為促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)概念，教師有必要加強(qiáng)對各種手段的利用．腦科學(xué)研究表明，通過為學(xué)生設(shè)計情景，能促使學(xué)生更好地理解新概念．

二、基于“腦科學(xué)”的數(shù)學(xué)教學(xué)新路徑

（一）注重“左右腦”協(xié)同開發(fā)，形象化的教學(xué)路徑

“腦科學(xué)”研究表明，盡管人的大腦是一個整體，但卻存在著明顯的分工．一般來說，人腦的左半部分負(fù)責(zé)邏輯思維，人腦的右半部分負(fù)責(zé)形象思維．顯然，學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)依賴于左腦的開發(fā)．但左腦的開發(fā)并不是孤立性的，而是需要右腦的支持、支撐和助力．為此，教師在教學(xué)中要注重對學(xué)生“左右腦”的協(xié)同開發(fā)，要讓學(xué)生友善用腦、和諧用腦、健康用腦．只有這樣，學(xué)生的腦活動才不是一種壓抑性的活動．

過去，有的教師在教學(xué)中往往通過“繁難”的問題，來刺激學(xué)生的大腦．基于大腦協(xié)同功能的開發(fā)視角，筆者認(rèn)為，教師不僅僅要注重對“左腦”的開發(fā)，更要注重對“右腦”的開發(fā)．左右腦是相輔相成、相互促進(jìn)的．教師通過開發(fā)學(xué)生的“右腦”，可以同時刺激學(xué)生的“左腦”．如教師在數(shù)學(xué)教學(xué)中，可以采用“形象化”“直觀化”“具體化”的教學(xué)方式，來吸引學(xué)生的注意力，開發(fā)學(xué)生的右腦，進(jìn)而刺激學(xué)生的左腦．比如，教學(xué)“乘法分配律”時，我們不僅要引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中積極猜想、舉例驗證、歸納小結(jié)，我們還要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“數(shù)形結(jié)合”，利用同寬的兩個長方形的面積，讓學(xué)生形象化地理解、建構(gòu)乘法分配律．在這個過程中，“乘法分配律”的教學(xué)不僅讓學(xué)生理解乘法分配的實際意義，還讓學(xué)生理解乘法分配律的圖形、圖像意義．相較于不完全歸納的舉例驗證，“數(shù)形結(jié)合”的驗證似乎更合理、更科學(xué)，更能讓學(xué)生對乘法分配律這一知識表示認(rèn)同．

腦科學(xué)研究表明，當(dāng)學(xué)生的腦電波能形成一種同頻共振時，學(xué)生的注意力將會高度集中，學(xué)生的思維力將非常靈敏，學(xué)生常常會有靈感的降臨．同時，當(dāng)學(xué)生的腦電波形成一種同頻共振狀態(tài)時，學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情緒也比較穩(wěn)定，記憶狀態(tài)也會調(diào)整到最佳．腦電波的同頻共振，其實也就是學(xué)生左右腦協(xié)同配合、相互促進(jìn)的學(xué)習(xí)狀態(tài)．

（二）應(yīng)用“腦電波”峰谷規(guī)律，多樣化的教學(xué)路徑

“腦科學(xué)”研究表明，一個人的腦的工作有點像人的脈搏，它往往是一會兒高、一會兒低的．在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中，教師要關(guān)注學(xué)生的“大腦疲勞”，讓學(xué)生的大腦在工作之后得到休整．作為教師，要把握學(xué)生“腦電波”的峰谷規(guī)律，采用多樣化的教學(xué)策略、路徑等，讓學(xué)生能有效地、成功地跨越思維的波谷區(qū)，要將重點、難點等內(nèi)容的自主思考、探究與活動、交流等放置到學(xué)生的“腦電波”的峰時區(qū)．

為此，在數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師要敏銳地洞察學(xué)生的思維、認(rèn)知的峰谷狀態(tài)，采用多變的教學(xué)策略，引導(dǎo)學(xué)生快速地跨越思維、認(rèn)知的谷時狀態(tài)，保持長久的峰時狀態(tài)．教師要想方設(shè)法地降低學(xué)生的谷時時間．比如，教師可以組織一分鐘的課堂保健，可以改變傳統(tǒng)的教學(xué)策略，轉(zhuǎn)而采用更加智慧、靈動的教學(xué)方式，如游戲、操作、多媒體課件展示等．教師通過這些教學(xué)手段、策略，重新喚起學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的激情．在教學(xué)中，教師不僅要采用豐富的教學(xué)表情，而且可以輔之以相關(guān)的肢體語言，充分利用學(xué)生的“放松性警覺”，從而增強(qiáng)學(xué)生的注意力，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性．比如，教學(xué)“間隔排列”這一部分內(nèi)容時，我們就設(shè)計了多樣化的教學(xué)策略，首先是讓學(xué)生感知生活中的間隔排列現(xiàn)象．當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)中出現(xiàn)了“思維疲勞”時，我們再適時降降溫，讓學(xué)生用自己喜歡的方式來表征“間隔排列”現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行動手操作、畫圖等實踐活動，從而再一次調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性．為了舒緩學(xué)生的思維、認(rèn)知的心理壓力，在學(xué)生操作、畫圖等實踐活動中，我們播放了益智益腦的背景音樂——“輕音樂”，刺激學(xué)生的右腦，從而讓學(xué)生的學(xué)習(xí)如同呼吸一樣自然．在學(xué)生舒緩了大腦的思維、認(rèn)知壓力之后，我們出示了一系列富有挑戰(zhàn)性的習(xí)題，讓學(xué)生解決問題，從而再一次掀起學(xué)生的思維熱潮．

教師應(yīng)用“腦電波”峰谷規(guī)律，采用多樣化的教學(xué)策略、教學(xué)路徑，其目的就是最大限度地發(fā)掘?qū)W生的思維、認(rèn)知的潛質(zhì)．作為教師，不僅要從腦科學(xué)的“心”的視角來認(rèn)識學(xué)生的學(xué)習(xí)，還要從腦科學(xué)的“物”的層面來認(rèn)識學(xué)習(xí)的本質(zhì)，從而通過學(xué)習(xí)，不斷地塑造學(xué)生的大腦、發(fā)展學(xué)生的大腦．從這個意義上說，學(xué)生與大腦的發(fā)展、提升是相輔相成、相互促進(jìn)、相得益彰的．

（三）貫通“腦聯(lián)結(jié)”的縱橫通路，深度化的教學(xué)路徑

腦科學(xué)研究表明，每一種數(shù)學(xué)認(rèn)知都與學(xué)生的腦的不同區(qū)域相關(guān)．如數(shù)感與學(xué)生的腦的頂葉相關(guān)，空間認(rèn)知能力與學(xué)生的腦的腹側(cè)通路、背側(cè)通路相關(guān)，而推理能力則主要和學(xué)生的前額葉相關(guān)，等等．在教學(xué)中，教師要打通學(xué)生的腦區(qū)域之間的通路，讓學(xué)生的“腦聯(lián)結(jié)”縱橫相連，從而深化學(xué)生的認(rèn)知．

在數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師要從不同的層面，去開發(fā)學(xué)生的大腦，如通過計算、推理等不同的方式．比如，教學(xué)“年月日”這一部分內(nèi)容，筆者遵循腦科學(xué)的聯(lián)結(jié)、擴(kuò)展、加深、貫通的原則，用不同的方式引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)知．以課堂提問為例，不同的問題能刺激學(xué)生大腦的不同部位．如問題“一年有多少個月”“一個月分別有多少天”“哪幾個月是大月，哪幾個月是小月”等僅僅能刺激學(xué)生的雙側(cè)頂葉（具體認(rèn)知），學(xué)生獲得的僅僅是一種“信息知道”；而問題“為什么一年有十二個月”“為什么會產(chǎn)生大月、小月”“二月為什么會獨獨是28 天或29 天”等問題，則能刺激學(xué)生的額葉（抽象邏輯）．為此，筆者在教學(xué)中，先讓學(xué)生自主提出問題，如此，有學(xué)生提出了“是什么”的問題，有學(xué)生提出了“為什么”的問題，等等．這些不同層面的問題，能讓學(xué)生的大腦負(fù)責(zé)不同問題的區(qū)域貫通起來．在數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)為學(xué)生設(shè)計多層次、多類型的問題，從而能從不同的層面推動學(xué)生的思維，讓學(xué)生能積極主動地架構(gòu)數(shù)學(xué)已有知識經(jīng)驗與數(shù)學(xué)新知的關(guān)聯(lián)，拓展數(shù)學(xué)新知與學(xué)生已有知識經(jīng)驗的關(guān)聯(lián)通道，從而讓學(xué)生的大腦神經(jīng)元的聯(lián)結(jié)更加緊密．

貫通“腦聯(lián)結(jié)”的縱橫通路，是深度化的教學(xué)路徑．在數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師要激發(fā)學(xué)生的良好的學(xué)習(xí)情緒，要增進(jìn)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)動機(jī)．研究表明，一個人的大腦有許多的“樹狀突起”以及輸入輸出信息的“軸束”．當(dāng)學(xué)生擁有良好的情緒進(jìn)行學(xué)習(xí)時，學(xué)生的大腦會分泌出一種多巴胺、內(nèi)啡肽等的神經(jīng)遞質(zhì)．這種神經(jīng)遞質(zhì)有助于學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中對信息的提取、選擇，有助于學(xué)生對相關(guān)信息的編碼、加工、重組等．從這個意義上說，腦的神經(jīng)通路，對于學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)來說，就是一種催化劑，是一種潤滑劑．

德國教育家赫爾巴特早就說過：“人類的教育學(xué)必須心理化”．時至今日，很多教師在教學(xué)中，往往因為不注重研究教育心理學(xué)，不注重研究腦科學(xué)，而讓自己的教學(xué)在黑夜中摸行．只有從心理的視角，立足于腦科學(xué)，才能讓教學(xué)具有一種科學(xué)性，才能讓教學(xué)獲得一種實證的科學(xué)的證據(jù)．作為一名小學(xué)數(shù)學(xué)教師，我們在數(shù)學(xué)教學(xué)中要積極主動地研究腦，按照腦的特性、腦的規(guī)律、腦的科學(xué)、腦的原理等展開數(shù)學(xué)教學(xué)．如此，教師的數(shù)學(xué)教學(xué)就會獲得一種科學(xué)的支撐．當(dāng)學(xué)生在腦的放松、舒展、愉悅狀態(tài)下展開數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)時，學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)一定會產(chǎn)生一種事半功倍的效果．

（四）利用腦科學(xué)之認(rèn)知規(guī)律提高課堂效率

在具體學(xué)習(xí)這一期間，腦活動的效率和腦活動的人的認(rèn)識規(guī)律有一定聯(lián)系．對于小學(xué)數(shù)學(xué)教師而言，為確保教學(xué)活動順利的開展，在實際教學(xué)的過程中必須要結(jié)合學(xué)生實際情況和心理特點，還需要把實際接受能力這點充分考慮好，由簡到繁地為學(xué)生滲透．教師如果直接為學(xué)生講解比較難的知識點，那么難以幫助學(xué)生樹立學(xué)習(xí)自信心，還不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；如果只是簡單講解學(xué)生容易理解且非常簡單的知識，那么這從某種程度上來看，難以滿足學(xué)生的求職欲望．所以，小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)學(xué)會如何結(jié)合學(xué)生的知識水平和認(rèn)知能力逐步為學(xué)生滲透數(shù)學(xué)知識，同時，自身應(yīng)掌握好教材之間的聯(lián)系，進(jìn)而幫助學(xué)生掌握數(shù)學(xué)知識內(nèi)容，促使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)，使其獲得良好的教學(xué)效果．

例如，數(shù)學(xué)教師在為學(xué)生講解“除數(shù)是小數(shù)的除法”這部分知識內(nèi)容時，可為學(xué)生布置復(fù)習(xí)的任務(wù)，讓學(xué)生對舊的知識進(jìn)行復(fù)習(xí)，其中可將商不變的性質(zhì)和除數(shù)是整數(shù)的小數(shù)除法的原則作為復(fù)習(xí)的主要任務(wù)，組織學(xué)生進(jìn)行復(fù)習(xí)．與此同時，教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生的實際情況和教學(xué)內(nèi)容，精心為學(xué)生設(shè)計問題情景，為學(xué)生引出問題，由此，調(diào)動學(xué)生積極性，促使學(xué)生之間更好地進(jìn)行討論交流，最重要的一點就是使學(xué)生積極開動腦筋，還能激發(fā)學(xué)生的思考意識，這樣還能把新知識和舊知識聯(lián)系在一起，促使學(xué)生更好地理解，逐漸的對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣．

除此之外，數(shù)學(xué)教師還應(yīng)遵循循序漸進(jìn)的原則，為學(xué)生布置數(shù)學(xué)作業(yè)，讓學(xué)生進(jìn)一步鞏固數(shù)學(xué)知識，而且隨著學(xué)生不斷練習(xí)，還能活躍學(xué)生思維，不斷地提升學(xué)生學(xué)習(xí)水平．

（五）利用腦科學(xué)之內(nèi)化性提高學(xué)生的“戰(zhàn)斗力”

課堂教學(xué)的重點就是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，挖掘?qū)W生自身的潛力，活躍學(xué)生的思維，不斷地提高學(xué)生創(chuàng)造能力．?dāng)?shù)學(xué)學(xué)習(xí)這一過程需要不斷探索，同時應(yīng)進(jìn)一步思考．如今，數(shù)學(xué)教學(xué)改革還面臨著核心問題，該問題為是為學(xué)生單一講解數(shù)學(xué)知識，還是結(jié)合學(xué)生實際情況精心的為學(xué)生設(shè)計情景，激發(fā)學(xué)生探索意識．在數(shù)學(xué)教科書中，通常會有一些例題供學(xué)生學(xué)習(xí)．但并不是學(xué)生掌握了書本上例題，就能把其他相類似的問題及解決好．總之，學(xué)生要學(xué)會舉一反三，還需要不斷思考，而且通過多次不完善的思考，才能更加地熟練掌握．這就需要學(xué)生做到學(xué)以致用．為達(dá)到這一目的，教師在課堂上要為學(xué)生提供思考機(jī)會，并根據(jù)教學(xué)內(nèi)容為學(xué)生引出問題，讓學(xué)生進(jìn)行思考，同時讓學(xué)生大膽地說出自己對問題的見解．在實際學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生說出自己的看法．從表面上來看，課堂教學(xué)沒有達(dá)到相統(tǒng)一．但教師在學(xué)生回答問題期間，能清楚學(xué)生是如何進(jìn)行思考的，在哪處學(xué)生理解程度還不夠，這樣可從現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容和方法入手，不斷地進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而有利于學(xué)生養(yǎng)成愛思考的習(xí)慣．