認知負荷下中職數學問題鏈設計策略

【摘 要】本文基于認知負荷理論，論述中職數學問題鏈的設計策略，提出教師應借助認知負荷理論，在教學中適時引入問題鏈教學方法，借助問題展開對應設計，組織問題鏈進行相關啟動，為學生規劃清晰的學習路線，引導學生由淺入深地展開思考和學習，讓學生自然進入學科核心，在主動思考和多重探索中建立學科認知。

【關鍵詞】中職數學 認知負荷 問題鏈 教學設計

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2021）46-0076-02

所謂的認知負荷理論，是指特定任務下實施加于個體認知系統的心理活動的總和。這個理論的構建基礎來自心理學，認知負荷可以分為內部認知負荷、外部認知負荷、關聯認知負荷三類。在中職數學教學中，教師要對學生的學力基礎展開深入調查及分析，但由于中職學生學力基礎普遍較低，教師在具體施教過程中，需要借助更多理論和方法體系的支持，為學科教學帶來更多學習啟發。將問題鏈與認知負荷理論相結合，無疑是一種有效的設計。中職學生的數學思維起點較低，教師借助帶有梯度性的問題啟動其思維，讓學生借助學科思維展開深入學習，從而逐漸建立數學認知。

一、引入性問題鏈設計，啟動學生學科思維

認知負荷對數學學科學習有重要的制約和影響作用，教師在進行教學設計時，要注意借助問題的投放和組織，深度發掘學生的內部認知資源，減少外部認知負荷，增加關聯認知負荷，讓學生展開思考和探索，從而在問題鏈的解讀中形成學科認知能力。許多中職學生數學基礎不夠扎實，教師在設計引入性問題鏈時，要針對學生的基礎水平展開設計，推出一些有梯度性的問題，讓學生順利進入學習環節，在深入思考和廣泛討論中建立學科認知。

如教學《集合之間的關系》時，由于學生剛剛接觸集合這個概念，自然會顯得有些拘謹，教師在設計引導性問題時，要注重其啟迪性，降低學生內部認知負荷壓力。如講述集合的包含和相等關系時，教師設計了具體的案例性問題，給予學生清晰的思考路線。如：“如果有A和B兩個集合，A集合中的所有元素都包含在B集合之中，這兩個集合構成什么樣的關系呢？”“什么叫子集？空集是任何集合的子集嗎？”“如果A和B兩個集合中的所有元素都相同，這兩個集合是什么關系？”學生對這些問題展開深入思考，結合討論情況進行梳理，很快就給出了正確的答案。教師對學生的問題解答情況進行評價，使學生學習漸入佳境。

教師在導學階段推出一些具有啟迪性的問題，能給學生提供深度思考的機會。從問題設計情況能夠看出，問題難度系數不高，學生能夠順利進入思考環節，并在討論中建立學習共識。學生學科認知基礎大多比較薄弱，教師要針對學生的學習情況進行對應設計。學生學力基礎存在差異性，教師在進行問題鏈投放時要注意這一問題并做好預設，以讓更多學生展開主動思考。

二、診斷性問題鏈設計，提升學生學習品質

學生對數學的認知呈現差異性，教師在進行學情調查的基礎上，還要對教情有準確判斷，對學生可能出現的問題進行預設，或者根據學生的學習表現展開問題組織，讓學生在反思性學習之后形成完整的學科認知，提升學生的學習品質。

教師在設計投放問題鏈時，要對學生接受能力做出準確判斷，以提升問題的調度性，讓學生啟動學科思維。如教學《不等式的基本性質》時，教師在引導學生進行不等式性質語言描述時，設計了一些診斷性問題：不等式具有傳遞性，如何傳遞呢？可以考慮等量代換法則應用。不等式具有加法性質，如何用自己的語言加以描述？不等式還具有乘法性質，你能夠列舉出實例進行解讀嗎？學生開始對這些問題進行深入思考，并借助一些案例做具體推演，課堂學習進入研究階段。因為問題難度系數不高，學生借助舊知展開推導不存在任何問題，自然能順利完成對問題的解讀。教師要仔細觀察學生的解讀思考情況，及時進行點撥和矯正。

問題鏈設計切合度較高，給學生帶來了許多啟示，避免出現思考偏差。不等式的幾個性質表述采用不同方式，給學生提供了更多角度，這對豐富學生的認知有一定幫助。學生對學科概念進行解讀時，不能死記硬背，要借助案例進行推演，這樣才能提升學習品質。

三、探究性問題鏈設計，強化學生操作體驗

學生學科認知成長具有一定規律，教師在設計問題時，要尊重學生的學習訴求，還要提升問題設計的契合性，讓學生對一些探索性任務展開深入研究，借助內部認知負荷、關聯認知負荷展開主動性學習，在實踐操作過程中建立學科能力。數學操作、數學實驗、數學調查等，都帶有探索意味，教師借助問題鏈為學生規劃清晰的思考路線，能使學生在主動探索中成長學科能力。中職數學包含眾多探索內容和任務，教師借助問題鏈讓學生展開對應學習思考，能夠為學生提供更多學習啟迪。

教師推出探索性問題鏈，要注意逐步呈現，降低學生內部認知負荷，讓學生有充分的學習信心，這樣才能給學生帶來更多學習激勵。如教學《一元二次不等式》時，教師設計的問題鏈有：方程、不等式之間有什么樣的關系和聯系？不等式、函數圖象之間是什么樣的關系？一元一次不等式、一元二次不等式如何解讀？……學生面對這些問題，能夠調動內部認知展開思考和討論，學習氣氛逐漸形成。教師深入到學生中間，對學生的探索情況進行觀察，并不時進行點撥和指導，推出一些典型例題，讓學生進行對應解讀，找到解決問題的方法和途徑。學生在具體操作和思考中會遇到一些困難，教師應鼓勵學生進行合作學習，借助集體力量來解決問題，這樣可以確保探究任務的順利推進。經過一番努力，學生大多能夠圓滿完成學習任務。

教師設計探索性問題鏈，成功激發了學生的學習主動性，因為問題帶有一定梯度性，學生接受起來沒有太大難度。特別是教師的跟進指導，大大降低了學生內部認知負荷壓力，提升了關聯認知負荷頻度，讓學生在主動學習中建立了學科認知基礎。學生在主動探索過程中形成的感知體驗更為深刻。

四、總結性問題鏈設計，梳理學生認知構建

在進行學習小結設計時，教師不僅要進行梳理和歸結，還要借助問題鏈進行設計，以便對學生的認知負荷形成沖擊，讓學生主動啟動內部認知思維，調動關聯認知思維，在共同參與互動中形成認知關系，建立系統性學習認知和體驗。學生學習數學是一個循序漸進的過程，教師在小結環節設置問題鏈，其目的是引導學生展開主動回顧思考，在認知關聯梳理過程中形成系統學科認知基礎。

教師借助問題鏈進行歸類和調度，要關注學生的具體反應，唯有形成行動互動共振，才能建立心理共鳴，讓學生順利進入認知構建環節。如教學《平面的基本性質》時，教師先引導學生了解平面的定義，以及用符號表示點、線、面之間關系的內容，然后對平面的基本性質和推論進行梳理，借助應用定理和推理，解讀生活中的一些現象。在課堂小結環節，教師設計一組問題進行歸結：圖形結合時，需要先掌握一些基本的符號，點、線、面屬于平面幾何的基本概念，你能夠運用相關符號表示它們之間的關系嗎？如果讓你運用斜二測畫法畫出一些立體圖形，你能夠抓住操作要領嗎？這里有一些直觀圖，你能夠做出準確判斷嗎？

教師在課堂小結環節推出問題鏈，其用意很明確，就是要讓學生進行歸結思考，對點線面之間的關系做關聯處理，借助斜二測畫法進行實踐操作。這個小結不僅降低了學生內部認知負荷，還推出了一些訓練任務，讓學生借助斜二測畫法進行具體操作，促進關聯認知的應用，讓學生在實踐操作中內化學科認知。

五、遷移性問題鏈設計，形成學生核心素養

數學知識呈現系統性，知識之間存在關聯性，在設計訓練任務時，教師要借助問題鏈展開設計，讓學生從多重角度展開思考，在遷移性訓練中完成認知體系構建。根據認知負荷變式效應，教師適時推出一些遷移性問題，能夠讓學生進行認知識別，根據不同情境展開對應探索，促進知識圖式的構建，在完成任務的同時建立新的學習認知體系。問題鏈與遷移訓練相結合，其適用性更高，助學效果更強。

教師設計訓練任務時，既要考慮的學生學力基礎，還要進行創新思考，推出一些操作性較強的訓練任務，讓學生在實踐操作過程中建立遷移性能力。訓練任務不一定要追求難度，但一定要體現關聯性，以激發學生的關聯認知負荷思維。如教學《直線與直線、直線與平面、平面與平面垂直的判定與性質》時，教師先進行示范操作，讓學生了解兩條相交直線垂直和兩條異面直線垂直的位置關系，然后利用折紙的形式，引導學生認知直線與平面垂直。在進行訓練設計時，教師投放問題鏈性訓練任務：學校操場中旗桿與地面垂直嗎？如果只給你一個卷尺，你能夠推斷出旗桿是否與地面垂直嗎？操場邊電線桿與地面是垂直的，如果將旗桿和電線桿都看成是直線，這兩條直線是平行的嗎？這個案例可以啟發你得出直線與平面垂直的性質嗎？

教師在設計遷移訓練時推出問題鏈，能為學生提供更多深度思考的機會。從教師問題鏈設計情況能夠看出，教師切準學生的學習思維，能夠成功激發學生的認知思維。這些問題鏈任務屬于操作性任務，讓學生主動思考和實踐，由此建立起來的學習認知會更為深刻。

教師在中職數學學科教學中滲透認知負荷理論，并借助問題鏈設計展開教程，能夠為學生提供清晰的學習路徑規劃。學生學力基礎較差，教師對問題鏈進行優化設計，提升問題的觀照性和覆蓋面，能讓學生順利進入學科深度思考環節，在實踐探索中建立學科認知能力。學生的學習認知存在局限性，教師要做好調解設計，降低外部認知負荷，提升關聯認知負荷，以促使學生在問題鏈的探索中建立系統學習認知。

【參考文獻】

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【作者簡介】農麗蓉（1983— ），女，壯族，廣西寧明人，研究生學歷，一級教師，研究方向為中職數學混合式教學模式研究。