基于腦科學研究成果的數學練習課設計策略

李蕾

[摘 要]教育就是對人腦進行塑造，教師是大腦的變革者。根據腦科學研究成果，采用四種行之有效的方法——吸引大腦、激活大腦、舒緩大腦、振奮大腦，探尋出基于腦科學指導的數學練習課設計策略，設計一節更高效的數學練習課。教師應該審慎地思考和運用腦科學研究成果，科學地設計課堂教學和組織活動，幫助學生塑造自己獨一無二的大腦。

[關鍵詞]腦科學;小學數學;課堂設計;策略

[中圖分類號] G623.5[文獻標識碼] A[文章編號] 1007-9068（2019）05-0062-02

“未來教育的重要特征是要基于腦、適于腦、促進腦。”人腦由一萬億個細胞構成，包含一千億個神經元，每個神經元可以伸出多達一萬條樹突，這些數不勝數的樹突，以獨特的方式協同合作，游刃有余地處理從感官傳來的信息。大腦又是如何發育，如何運作，如何響應環境變化的呢？隨著人類對腦科學的研究，教育界也正在吸納人類對腦科學的全新研究成果，并嘗試將之運用于課堂教學。學習就是塑造大腦，教師是學生塑造大腦的引導者，教師對大腦的運作方式越了解，就越能科學地組織教學活動，讓學生的學習更高效。本文以北師大版教材小學數學二年級下冊“練習二”為例，淺談如何結合當前的腦科學研究成果，運用多種策略，設計一節更高效的數學練習課。

“練習二”是在第三單元“生活中的大數”之后的一節綜合練習課，目的是引導學生通過練習，復習萬以內數的讀寫，進一步認識萬以內數的數位，理解各數位上的數字的含義，會比較萬以內數的大小，會結合具體情境進行估計，進而理解萬以內數的實際意義，學會運用萬以內的數描述一些生活現象，發展位值概念，感受大數與現實生活的密切聯系，深度發展學生的數感。“生活中的大數”這個單元是學生認識了20以內、100以內的數后，進一步學習整數的第三階段。在四年級上冊，學生還將學習“億以內數的認識”，因此，本單元的學習對學生整數數感的建立就具有承上啟下的關鍵作用。

二年級學生的年齡普遍在7到8歲，根據皮亞杰的兒童認知發展理論，他們正處于前運算階段和具體運算階段，已經形成了量和數的守恒，能夠對實物進行排序和分類，但思維抽象水平較低，認識大數還離不開具體直觀的實物，分析和比較大數仍需借助具體的行為操作。綜合以上情況，我采用多種策略設計了以下教學活動，以吸引、激活、舒緩、振奮學生的大腦。

一、利用思維導圖復習回顧，吸引大腦

思維導圖是激發思維和促進學習的有效工具，它以圖文并茂的方式讓概念之間的關系一目了然，“它不僅能吸引學生的注意力，還能提高學生的理解力和記憶力”。教師如果以易于學生理解的方式來梳理教學思路，學生學習的畏難情緒就有可能一掃而空。因此，在開課第一個環節，我就利用思維導圖引導學生回顧第三單元所學的知識，帶領學生梳理知識點，構建出“生活中的大數”整個單元的知識框架（如下圖）。

[生活中的大數] [有多少個字][撥一撥][數一數（一）][數一數（二）][比一比][第三單元“生活中的大數”思維導圖][認識數位順序表

萬以內數的讀寫][數位多的數就大

數位少的數就小

相同數位上數字大的數就大

相同數位上數字小的數就小

以此類推

我將課前準備好的卡片用磁鐵貼在黑板上，彩色的卡片有效吸引了學生的注意力。思維導圖直觀呈現了重點知識和其他知識點之間的聯系，讓學生直觀體會到，原來這個單元里竟然有這么多知識。構建這幅思維導圖的過程中，教師擺放卡片的動作給了學生一個個視覺信息，講授的話語也傳達了一串串語言信息，整個過程集視覺活動與語言活動為一體，有效提高了學生對具體概念與抽象概念、語言概念與非語言概念的理解能力。腦科學研究成果顯示，當把文字轉化為思維導圖時，不論是左腦優勢的學生，還是右腦優勢的學生，都可以利用這些圖全面掌握知識。因此，在課堂上利用思維導圖進行回顧時，學生做起來一點也不難，每個重點他們都記得很清晰，學生的臉上不斷浮現笑容，說明他們學有所獲，且學得開心。

二、聯系實際練習應用，激活大腦

要激發學生的學習動機，必須使學生意識到教師所教的都是必不可少、值得學習的，學習內容的實用性、有趣性、可選性和真實性是激發青少年主動學習的重要條件。當學生積極地參與解決問題的活動時，大腦的思考能力都能得到增強;當學生看不出學習和現實生活的相關性時，他們就不會再去學習，并會感到厭煩或感到壓力。根據這樣的腦科學研究成果，我認為“生活中的大數”的練習應放到生活實際中去，才能更好地激發學生的大腦，讓他們對學習內容感興趣。

于是，我設計了本課的第二個環節——三個聯系實際的練習。第一個練習是復習千和萬的認識，進一步鞏固學生對計數單位的認識。我利用“皮影客”和手機制作了微課，讓學生在虛擬人物小茜和小安的帶領下快速回顧了計數單位千和萬，并錄制了本班兩位學生數方塊模型的視頻。通過觀看自己的同學一邊拿取方塊一邊數數，全班學生直觀地復習了千和萬的含義。第二個練習截取了《大美陜西》紀錄片中的一段，向學生介紹他們熟悉的陜西風光，其中包含了七個要求讀寫的數，以復習大數的讀寫和比較。第三個練習播放了“五一”假期西安明城墻正南門無人機燈光秀的精彩視頻，畫面停留在無人機排列成的城門樓圖形上，引出估算問題：一共有多少架無人機？然后師生一起討論，在真實有趣的情景中，運用以部分估算整體的方法解決問題。接著，繼續播放視頻，在無人機拼成了“1374”時，趁機介紹這個數的人文含義。經過這三個練習，學生既思考了數學問題，了解了家鄉文化，又感受到了西安科技發展的魅力，激發出自豪感與進取心。這三個練習都以微課形式呈現，圖、文、聲、情并茂的視頻讓學生身臨其境，隨著數學信息的逐一呈現，學生的大腦被激活，思維活躍、專注度高、參與性強，不知不覺走進了學習，效果非常好。

三、動手操作與親切討論，舒緩大腦

腦科學研究成果之一表明，人類大腦的功能，首先是確保生存，其次是滿足情感的需要，再次是認知學習。雖然在課堂上某些壓力可以作為激勵學生學習的動力，可高壓必須降至最低程度時，大腦才可能進行認知學習，這是因為壓力減少了流向前額皮質的血量，而前額皮質是主管判斷與決策的中心。高壓會損害學生的記憶力，降低學生把握分寸和發散思維的能力。基于此，教師應該成為課堂氛圍的調解人，讓課堂變得“溫馨可人”，才能提高學生積極學習的發生率。

本課進入了第三個環節——綜合練習。這時課堂時間過半，學生已經開始感到大腦疲勞，注意力容易分散，而這節課還要完成六道綜合習題。為了讓學生的大腦恢復到良好狀態，我安排全體學生動手做習題。第一題是讀數，并要求動手連線。第二題是比大小，要求在空格中寫出數字。第三題是關于數的組成，要求學生先獨立完成，然后同伴交流，互相批閱。成為小老師的學生是最認真的，他們絕不輕易放過同伴的錯誤，也不想讓同伴發現自己出錯。在這樣的氛圍下，學生當然會打起十萬分精神認真做題。第四題是一百一百地從8800數到10000，并要求學生在計數器上撥一撥。我提前分好兩人小組，確保沒有人被落下，并為每個小組準備了彩色的塑料珠計數器。學生觸摸到光滑的彩色小珠子時，心情都很愉悅，教室里充斥著撥珠聲和學生不慌不忙數數的嗡嗡聲。每個小組一個人數另一個人看，學生什么樣的坐姿都有，就跟玩游戲一樣，學習壓力由此得以釋放。第五題是看圖寫數，第六題是估算，都很簡單，我用平緩的語速引導學生完成，并耐心聆聽他們的發言，幫助學生緩解大腦的疲勞感。從實際教學效果來看，絕大部分學生的大腦都恢復到了良好狀態，學生繼續積極主動參與學習，認真細致地思考問題。

四、播放音樂與身體運動，振奮大腦

教學進入最后環節時，離下課大約只有五分鐘了，此時不適合安排高度精細的學習任務。因為學生在前三十多分鐘的學習中精力消耗比較大，已經出現不同程度的疲倦，這也是人體生物鐘和大腦工作的一種必然規律。學生不可能一直聚精會神，在精力高度集中一段時間后往往開始犯困，須通過運動、放松、打盹等來緩解。這在課堂上是不可能的，但可以通過播放音樂和肢體活動為他們“打氣”，幫助他們振奮大腦，恢復到全神貫注的學習狀態。

為此，我將課堂最后一個任務安排為腦力對抗性數學游戲，讓學生利用數字轉盤轉三次，每次隨機選擇一個數字，把所選的數字分別放在個位、十位或百位上，組成的數大的學生獲勝。在進入這個環節前，我還播放了一分鐘輕松愉快且富有節奏感的樂曲，讓學生站起來左右搖擺身體，從輕微到活潑，從獨自活動到與同桌擊掌，最后兩人合作擺一個Pose。在低段課堂上，教師經常設計很多“提神打氣”的課間肢體活動，讓學生坐得僵硬的身體運動起來。一方面，音樂有利于激發學生熱情，促進學生小組的合作，舒緩學生的心情，激發學生原有的體驗，增進學生之間的同學情誼，營造適當的學習氛圍，促使學生開動腦筋，增加學習的趣味和魅力。另一方面，腦科學研究成果表明，我們坐下不動20分鐘后，血液就淤積在臀部與足部，而只要起身走動一下，不消一分鐘，超過15%的血液就能回流到大腦。因此，讓學生隨著音樂動起來，能有效增加大腦的血流量，讓學生重新回到思維活躍的狀態。

綜上所述，根據腦科學研究成果，筆者采用多種方法吸引、激活、舒緩、振奮學生的大腦，并通過練習課發現這些方法是行之有效的。教育就是對人腦的塑造，這個塑造過程不是勻速的，兒童時期是關鍵期。小學階段的學生正處于這個關鍵期，每一個學科的教師都非常有必要關注學生學習過程中大腦的變化趨勢。北京師范大學校長董奇說：“未來教育的重要特征之一就是要基于腦、適于腦、促進腦。”教師應該審慎地思考，應用腦科學研究成果，更科學地設計和組織課堂教學活動，幫助學生塑造自己獨一無二的大腦。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 大衛·蘇澤.教育與腦神經科學[M].上海：華東師范大學出版社， 2014.

[2] 董奇.學生學習的腦科學進展、啟示與建議[J].教育家，2018.

[3] 劉堅， 孔企平，張丹，等.數學教師教學用書[M].北京：北京師范大學出版社，2014.

（責編 吳美玲）