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(diǎn)，同時(shí)也是難點(diǎn)，所以在具體的教學(xué)活動(dòng)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(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)知識(shí)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(dòng)中，腦認(rèn)知又對(duì)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(jìn)行簡(jiǎn)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(mén)新興的學(xué)科，是主要研究人腦和活動(dòng)機(jī)制的一門(mén)學(xué)科，腦與認(rèn)知科學(xué)作為一門(mén)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(jì)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(gè)多成分、多系統(tǒng)的復(fù)雜認(rèn)知系統(tǒng)，既有種系進(jìn)化的基礎(chǔ)，也與個(gè)體發(fā)展和學(xué)習(xí)有關(guān)。數(shù)學(xué)認(rèn)知依賴于一個(gè)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(guò)程中均有重要作用。

中國(guó)工程院院士、中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)李德毅認(rèn)為腦認(rèn)知具體包括記憶認(rèn)知、計(jì)算認(rèn)知以及交互認(rèn)知，其本質(zhì)是統(tǒng)計(jì)認(rèn)知。人類對(duì)于任何事物的計(jì)算都只有一種形式，相似計(jì)算，即計(jì)算認(rèn)知。人類對(duì)世界的認(rèn)知是經(jīng)過(guò)反復(fù)觀察、體會(huì)和行動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)對(duì)客觀世界不斷地感知、認(rèn)知和行動(dòng)的過(guò)程實(shí)現(xiàn)了解，通過(guò)不斷地了解形成自己的記憶，即記憶認(rèn)知。對(duì)于交互認(rèn)知?jiǎng)t具有兩方面，一種是根據(jù)記憶實(shí)現(xiàn)腦內(nèi)部信息之間的交互聯(lián)系；另一種是實(shí)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(dòng)中，教師首先可以以計(jì)算認(rèn)知為基礎(chǔ)，幫助學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行掌握。其次通過(guò)對(duì)記憶認(rèn)知的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)的把握，從而應(yīng)用于具體的案例中進(jìn)行解答。最后在學(xué)生掌握數(shù)學(xué)知識(shí)后并且能夠應(yīng)用時(shí)，組織學(xué)生在生活中對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)以致用，實(shí)現(xiàn)交互認(rèn)知。

二、應(yīng)用位置

1.計(jì)算認(rèn)知

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

相似計(jì)算在數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)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(dòng)時(shí)，應(yīng)充分將腦認(rèn)知下的計(jì)算認(rèn)知與教學(xué)實(shí)際相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)計(jì)算的掌握。

2.記憶認(rèn)知

數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，知識(shí)點(diǎn)之間的連接對(duì)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(dòng)中，教師應(yīng)做到新舊知識(shí)的串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于知識(shí)的掌握，根據(jù)腦認(rèn)知規(guī)律的練習(xí)率，一個(gè)行為要經(jīng)過(guò)多次強(qiáng)化反復(fù)才能掌握。

如在進(jìn)行二元一次不等式組與簡(jiǎn)單線性規(guī)劃問(wèn)題的講解過(guò)程中，筆者首先組織學(xué)生對(duì)于初中所學(xué)的一元一次不等式進(jìn)行回憶，通過(guò)對(duì)一元一次不等式的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)對(duì)于二元一次不等式的講解。通過(guò)對(duì)舊知識(shí)的回憶能夠幫助學(xué)生對(duì)新知識(shí)有所了解，從而在教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生能夠?qū)Χ淮尾坏仁降倪\(yùn)算進(jìn)行掌握。筆者通過(guò)組織學(xué)生對(duì)初中知識(shí)的回憶實(shí)現(xiàn)對(duì)新知識(shí)的教學(xué)，同時(shí)設(shè)計(jì)不同的變式題強(qiáng)化訓(xùn)練，及時(shí)反饋，得到了良好的教學(xué)效果。

3.交互認(rèn)知

學(xué)生對(duì)于知識(shí)的學(xué)習(xí)目的在于能夠應(yīng)用到具體的生活實(shí)踐中，實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用。教師在進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)時(shí)也要認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，在進(jìn)行知識(shí)的傳授過(guò)程中幫助學(xué)生對(duì)于知識(shí)進(jìn)行具體應(yīng)用。根據(jù)腦認(rèn)知下的交互認(rèn)知，學(xué)生對(duì)于知識(shí)的學(xué)以致用就是將知識(shí)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(shí)與可觀世界進(jìn)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(duì)于空間圖形的不理解，所以在進(jìn)行空間直角坐標(biāo)系的講解中，筆者充分利用“墻角”來(lái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的。以墻角為原點(diǎn)，三條直線為坐標(biāo)軸進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的講解。通過(guò)將教材中的內(nèi)容與生活中的事物進(jìn)行結(jié)合，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中有效掌握了教學(xué)內(nèi)容。在數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)過(guò)程中，筆者將很多學(xué)生難以理解的知識(shí)進(jìn)行生活化的教學(xué)，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于知識(shí)的掌握了解。

通過(guò)與客觀環(huán)境的結(jié)合實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的傳達(dá)，所以腦認(rèn)知下的交互認(rèn)知是進(jìn)行數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)的有效手段。教師在教學(xué)活動(dòng)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(duì)舊知識(shí)的運(yùn)用以及對(duì)新知識(shí)的掌握，而腦認(rèn)知的研究在高中數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)中具有強(qiáng)有力的效果，所以教師應(yīng)充分做到將計(jì)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(dòng)中，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握。將科學(xué)研究中的研究結(jié)果與教學(xué)活動(dòng)相結(jié)合，既可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，同時(shí)也是對(duì)科學(xué)研究的有效應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)研究的價(jià)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(jī)器駕駛腦談開(kāi)去[J].科技導(dǎo)報(bào)，2015，33（24）：125.