摘要：隨著學(xué)科教育關(guān)注點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，“學(xué)生的學(xué)”成為教師課堂教學(xué)的重心，這一轉(zhuǎn)變把學(xué)生的主動(dòng)“吸收”作為課堂效率提升的切入點(diǎn)，信息技術(shù)的運(yùn)用隨之成為有效的輔助手段。借助于認(rèn)知負(fù)荷理論的基本原理，以認(rèn)知負(fù)荷為基點(diǎn)，將信息技術(shù)融合于數(shù)學(xué)課堂教學(xué)，有效構(gòu)建高效課堂。

關(guān)鍵詞：認(rèn)知負(fù)荷；信息技術(shù)；整合；課堂教學(xué)

隨著學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建代替教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而成為主流，教師主動(dòng)地把視線(xiàn)從教材、教案轉(zhuǎn)向了學(xué)生、課堂，這些轉(zhuǎn)變不僅包括對(duì)教學(xué)手段、教學(xué)方法、教學(xué)媒介等常規(guī)內(nèi)容的變革，也包括對(duì)學(xué)生認(rèn)知心理的關(guān)注。課堂教學(xué)從注重“教學(xué)的教”轉(zhuǎn)向“學(xué)生的學(xué)”，全新的教學(xué)模式才在真正意義上孕育而生了。

一、認(rèn)知負(fù)荷理論的解讀

為了解釋“學(xué)習(xí)是如何產(chǎn)生的”，“大腦是如何工作的”等與記憶、信息存儲(chǔ)有關(guān)的認(rèn)知機(jī)制，以及提出提高認(rèn)知效率的策略等問(wèn)題出發(fā)，澳大利亞心理學(xué)家John Sweller在1988年首次提出認(rèn)知負(fù)荷理論（Congnitive Load Theory）。這一認(rèn)知理論把大腦的信息處理機(jī)制劃分為感覺(jué)記憶、工作記憶和長(zhǎng)時(shí)記憶三個(gè)重要內(nèi)容，其中最重要的部分歸于工作記憶，這也是信息存儲(chǔ)的最重要環(huán)節(jié)。所謂的認(rèn)知負(fù)荷是指同時(shí)被要求施加在工作記憶上的智力活動(dòng)的全部數(shù)量，即工作記憶的全部容量決定信息學(xué)習(xí)的認(rèn)知程度。隨著研究的深入，認(rèn)知負(fù)荷理論不斷被應(yīng)用在教學(xué)中。目前主要有減少內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷、降低外在認(rèn)知負(fù)荷，增加相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷，最終目的使總的認(rèn)知負(fù)荷不超出學(xué)習(xí)者能承受的總的認(rèn)知負(fù)荷。

二、信息技術(shù)的教學(xué)意義

信息技術(shù)（Information Technology，簡(jiǎn)稱(chēng)IT），指用于管理和處理信息所采用的各種技術(shù)的總稱(chēng)。近年來(lái)，基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新媒體技術(shù)席卷全球，形成了涵蓋文字、聲音、動(dòng)畫(huà)、網(wǎng)絡(luò)、視頻等領(lǐng)域的全媒體信息技術(shù)時(shí)代。信息技術(shù)的直觀再現(xiàn)、空間模擬、思維鏈接、感官刺激、及時(shí)反饋、身份構(gòu)建等功能，能夠解決傳統(tǒng)教學(xué)不易解決的問(wèn)題，大大優(yōu)化課堂和提高效率，早已作為數(shù)學(xué)教學(xué)的一種有效輔助手段。但信息技術(shù)在課堂教學(xué)中的運(yùn)用也帶來(lái)了額外的認(rèn)知負(fù)荷，消減其副作用由此進(jìn)入了教師的視野，因?yàn)?，在學(xué)科教學(xué)中引入技術(shù)， 其目的是為了高效地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，技術(shù)本身都不是關(guān)注的重點(diǎn)，信息技術(shù)也不例外， 在學(xué)科教學(xué)中引入信息技術(shù)的目的也是為了有效實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

三、以認(rèn)知負(fù)荷為基點(diǎn)，將信息技術(shù)整合于課堂教學(xué)

基于學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建的學(xué)習(xí)理論要求教師充分挖掘教學(xué)資源，依據(jù)學(xué)生實(shí)際狀況，實(shí)施有意義的教學(xué)，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。依據(jù)學(xué)生認(rèn)知水平是“以人為本”在教學(xué)上的需要，教學(xué)實(shí)踐表面：學(xué)生接受教育是一回事，學(xué)生領(lǐng)會(huì)知識(shí)及應(yīng)用知識(shí)是另一回事。教師依據(jù)認(rèn)知負(fù)荷理論，減少內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷、降低外在認(rèn)知負(fù)荷、增加相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷，將信息技術(shù)融合于數(shù)學(xué)課堂，能有效推進(jìn)高效課堂。

（一）以?xún)?nèi)在認(rèn)知負(fù)荷為基點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)柔和的數(shù)學(xué)“信息”課堂

信息技術(shù)使用與高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)融合的第一節(jié)點(diǎn)便是數(shù)學(xué)知識(shí)的選擇，即重組課堂教學(xué)材料。內(nèi)在的知識(shí)元素相互作用、相互影響產(chǎn)生認(rèn)知負(fù)荷，由于知識(shí)元素之間必然存在著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，它們間的交互也客觀存在，這一認(rèn)知負(fù)荷由此必然無(wú)法規(guī)避，教師在整合兩者的切入目的主要做法就是降低內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷。

在高中數(shù)學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)整合信息技術(shù)，知識(shí)材料的組織十分重要。從減少內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷入手，首先，細(xì)化知識(shí)元素間的連接，實(shí)現(xiàn)新舊知識(shí)的全面呈現(xiàn)、整體呈現(xiàn)。在平面幾何中，探究拋物線(xiàn)的定義中有兩個(gè)重要的要素，一個(gè)是定點(diǎn)（焦點(diǎn)），另一個(gè)是準(zhǔn)線(xiàn)。我們?cè)诔踔薪虒W(xué)中已經(jīng)研究二次函數(shù)y=x2的圖像是一條拋物線(xiàn)，沒(méi)有研究所謂的定點(diǎn)和定直線(xiàn)。如何確定？通過(guò)信息技術(shù)的設(shè)計(jì)，給以學(xué)生充分感知和全面理解體會(huì)。進(jìn)一步通過(guò)對(duì)y=ax2+bx+c+（a≠0）的圖像探究，從而達(dá)到新舊知識(shí)全面的融會(huì)貫通。其次，層進(jìn)知識(shí)元素間的跨度，實(shí)現(xiàn)學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”的成功突破。例如，在三棱錐體積公式的推導(dǎo)過(guò)程中，主要是讓學(xué)生理解為什么是V=■SH呢？和柱體的體積公式V=SH有怎樣的關(guān)系？通過(guò)信息技術(shù)設(shè)計(jì)，創(chuàng)設(shè)等底同高的的棱柱，通過(guò)動(dòng)畫(huà)的切割成三個(gè)棱錐，學(xué)生容易發(fā)現(xiàn)三個(gè)錐體體積相等，從而達(dá)到問(wèn)題解決。此過(guò)程中信息技術(shù)的設(shè)計(jì)把錐體和柱體聯(lián)系起來(lái)，發(fā)揮了“腳手架”的作用。最后，架設(shè)知識(shí)元素間的通道，實(shí)現(xiàn)知識(shí)材料間的全方位連接。例如在圓錐曲線(xiàn)第一節(jié)的教學(xué)中有一個(gè)案例：用一個(gè)平面截一個(gè)圓錐面。通過(guò)信息技術(shù)設(shè)計(jì)容易發(fā)現(xiàn)截的圖形可以是圓、橢圓、雙曲線(xiàn)、拋物線(xiàn)，也可以是兩條相交直線(xiàn)。對(duì)同一圖像空間的不同位置的操作，得到不同的結(jié)果，在同一個(gè)通道中，達(dá)到知識(shí)的全方位連接。

（二）以外在認(rèn)知負(fù)荷為基點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)融洽的數(shù)學(xué)“技術(shù)”課堂

信息技術(shù)在高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中的運(yùn)用，在學(xué)生和知識(shí)元素的互動(dòng)間增加了一個(gè)環(huán)節(jié)，改變了知識(shí)元素的原有呈現(xiàn)方式，增加了認(rèn)知負(fù)荷。外在認(rèn)知負(fù)荷是指由知識(shí)元素的呈現(xiàn)方式所引起的認(rèn)知負(fù)荷，在信息技術(shù)帶來(lái)呈現(xiàn)便利的同時(shí)，也改變了知識(shí)元素的原本表征，由此給降低外在認(rèn)知負(fù)荷帶來(lái)了新的寓意。

在高中數(shù)學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)整合信息技術(shù)，選取適宜的呈現(xiàn)方式十分必要。從降低外在認(rèn)知負(fù)荷入手，首先，簡(jiǎn)化文本材料的表述，拒絕知識(shí)轟炸式的呈現(xiàn)，減少冗余效應(yīng)。例如集合概念教學(xué)時(shí)，抓住主要矛盾，從對(duì)應(yīng)——到對(duì)象——到表述，簡(jiǎn)明扼要地表述即可，減少實(shí)例的干擾；其次，雙通道的運(yùn)用，全面刺激學(xué)生感官，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。信息技術(shù)利用中注重雙通道設(shè)計(jì)，使動(dòng)畫(huà)提示與視聽(tīng)提示相結(jié)合，讓學(xué)生的聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)同時(shí)得到刺激，激起學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望，學(xué)習(xí)成了學(xué)生自我的需要和價(jià)值。當(dāng)然這樣的提示要給學(xué)生預(yù)留必要的思考時(shí)間。

（三）以相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷為基點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)聯(lián)結(jié)的高中數(shù)學(xué)“信息技術(shù)”課堂

教學(xué)效果的重要評(píng)價(jià)之一就是學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，而學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)化是重要環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生建立各自的內(nèi)化圖式方式也應(yīng)是教師教學(xué)必須思考的問(wèn)題域?；趫D式的記憶工作方式被稱(chēng)為高效的學(xué)習(xí)方式，是達(dá)成有意義學(xué)習(xí)的有效通道，于是在圖式構(gòu)建上花費(fèi)的認(rèn)知負(fù)荷被認(rèn)為是有效負(fù)荷，增加相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷于是成為教師關(guān)注的重點(diǎn)。

在高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中，恰當(dāng)運(yùn)用信息技術(shù)手段，擴(kuò)大信息技術(shù)在知識(shí)元素間、知識(shí)元素與學(xué)習(xí)者之間圖式連接的設(shè)計(jì)，有效增加相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷。具體做法：首先，側(cè)重知識(shí)元素圖式的技術(shù)表現(xiàn)，在圖示邊上附上文字的表述，函數(shù)圖像的表征配合關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的標(biāo)識(shí)等。作指數(shù)函數(shù)y=ax（a>0且a≠1）圖像時(shí)，標(biāo)注函數(shù)恒過(guò)定點(diǎn)（0，1），作圖中注重與軸漸進(jìn)的效果；作對(duì)數(shù)函數(shù)圖像時(shí)，標(biāo)注函數(shù)恒過(guò)定點(diǎn)（1，0），作圖中注重與軸漸進(jìn)的效果。作對(duì)數(shù)函數(shù)y=logax（a>0且a≠1）圖像時(shí)，標(biāo)注函數(shù)恒過(guò)定點(diǎn)（1，0），作圖中注重與 軸漸進(jìn)的效果。其次，注重學(xué)生圖式自動(dòng)化培養(yǎng)的信息技術(shù)設(shè)計(jì)，努力促進(jìn)學(xué)生圖式自動(dòng)化構(gòu)建遷移，最終提高認(rèn)知效率。

四、結(jié)語(yǔ)

在以人為本的教學(xué)觀下，“學(xué)生的學(xué)”成為教師課堂教學(xué)的重心，這一轉(zhuǎn)變要求教師更加關(guān)注學(xué)生的主動(dòng)“吸收”，將信息技術(shù)的運(yùn)用作為有效的輔助手段，切實(shí)提高課堂教學(xué)實(shí)效。

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編輯∕岳鳳