基于自然學習設計理論的數學實驗教學設計

袁丹丹

【摘要】“自然學習設計”的核心理念是借助四個象限，構建完整的“學習循環圈”，它以“為什么一是什么一應怎樣一該是否”為教學主線，將學習過程分為八個階段。本文基于自然學習設計理論，構建數學實驗課的八個環節：實驗引言、實驗目標、實驗過程、實驗結論、知識操練、能力拓展、實驗反思和課外延伸，以“冪函數”課堂教學為例進行實踐。本節課學生交替使用左右腦進行思考，循環經歷反思學習與體驗學習的過程，完成知識遷移和能力提升。

【關鍵詞】冪函數;自然學習設計;數學實驗課堂;教學設計

一、自然學習設計理論概述

自然學習設計（Nature Learning Design）是美國麥卡錫（Bemice McCarthy）團隊持續30年研究所取得的成果。它的核心理念是借助四個象限，構建完整的“學習循環圈”。學習者從“直接體驗”出發，通過學習者感知信息和加工信息，依次經歷“直接體驗一抽象概念一運用實踐一拓展能力”的學習活動，經過實踐與思考，帶著對知識的認識和理解，又返回到“直接體驗”開始新一輪的學習循環圈。

“學習循環圈”的四個象限依次對應四種教學功能或學習性質，即“了解學習目的一形成抽象概念一實踐獲得技能一拓展運用新知”（如圖1）。學生交替使用左右腦進行思考，循環經歷反思學習與體驗學習的過程，依次經歷以下八個學習階段：“連接”（connect，右腦）—“關注”（attend，左腦）—“想象”（imagine，右腦）—“講解”（inform，左腦）—“練習”（practice，左腦）—“擴展”（extend，右腦）—“提煉”（refine，左腦）—“表現”（perform，右腦）。

二、教學設計實踐——以“《冪函數》教學”為例

筆者認為數學實驗課堂與數學實驗不同，它是帶領學生經歷數學知識“再發現”的過程，即教師提供研究素材，學生借助工具或技術手段，通過自主實踐操作研究數學問題。……