學習科學視角下的生活數學差異化教學

【中圖分類號】 G764

【作者簡介】，中小學高級教師，。

學習科學融合了認知科學、心理學、教育學、腦科學、信息科學、人類學、社會學等眾多學科[1]，其核心目標是科學優化教學設計和學習體驗。近年來，學習科學在基礎教育階段的普及已呈現系統性推進態勢。智力障礙學生普遍存在學得慢、忘得快、再現困難的特點，“一刀切”的教學方式必然會導致學生的認知負荷和低效學習。生活數學作為培智學校的核心課程，其教學目標不僅僅是傳遞知識，還需要培養學生運用數學知識解決生活問題的能力。因此，改變傳統教學模式，將抽象的數學概念根植于具體的生活情境，開展符合學生認知規律的動態參與式學習，是培智學校差異化教學新樣態的必然呈現。基于此，筆者以學習科學理論為指導，構建了以認知負荷管理和信息加工支持為核心的差異化教學模式，以期為培智學校生活數學教學提供參考和借鑒。

一、起點分級：定位學生認知基線

學習科學強調，教學必須始于學生“已知”，指向其\"能知”，發展其“未知”。有效的教學始于對學生認知起點的精準把握，基于對學生的認知評估確定差異化教學目標是實現教學破局的關鍵。教師應綜合運用標準化評估工具，結合最近發展區理論，對智力障礙學生進行科學評估和動態分組，將學生分為A、B、C三個組別，緊密圍繞學生認知基礎，遵循學生認知規律，適切預判認知難點，設定分層目標。目標須具體化、可觀察、可測量，對應各組學生的最近發展區，包括基礎目標、中等目標和高階目標，使學生在自身基礎上都能\"夠得著”“有發展”“有挑戰”。以“三角形的認識”一課教學為例，各組學生的認知起點及分層教學目標如下。

A組學生的認知起點為“能指認常見實物”，其教學目標為：能理解圖形經過平移和旋轉后形狀、大小不變，能理解三角形的抽象概念，空間表征能力增強，對表象的依賴降低。

B組學生的認知起點為“依賴視覺匹配”，其教學目標為：能識別不同朝向的三角形，視覺辨別力增強。

C組學生的認知起點為“依賴多感官輸入”，其教學目標為：建立“三角形\"語音與實物/觸覺模型的關聯，強化多感官參與，建立對三角形基本概念的認知。

二、知識重構：優化信息加工路徑

建構主義認為，新知識是在原有知識經驗的基礎上建構的，學生進人課堂時所擁有的舊知水平和結構差異決定了他們對新知的理解深度和速度。因此，學習科學視角下的差異教學需要讓教學內容和任務更精確地匹配學生，并為其提供適當的“支架”。

(一)知識的情境化重構

學習科學強調情境認知對教學的重要性，將知識錨定于有意義的情境中，才能促進其深度編碼與有效提取。智力障礙學生的數學教學要“從生活中來”，即善于發掘生活素材，將抽象的數學概念具象化；還要“到生活中去”，即引導學生用數學的眼光發現生活中的“數學原型”，理解知識的應用價值。

第一，生活化輸人，將具象認知與情境綁定。學習是發生在具體社會文化情境中的。因此，教師要通過具體經驗降低抽象概念的認知坡度，從學生熟悉的生活原型人手，先引導學生觀察共同特征，再“抽離”背景，從而抽象出數學概念。同時，情境還能為后續記憶提取提供有效路徑。例如，在教學“三角形的認識\"時，教師展示交通標志牌、房屋屋頂、紅領巾等生活圖片，引導學生觀察其共同特征；隨后“抽離”這些生活背景，僅保留三角形輪廓，自然引出三角形概念。這種從生活情境切入的方式有效喚起了學生的熟悉感和親切感，降低了認知難度，構建了“實物觀察一特征提取一概念剝離一本質歸納”的認知流程圖。

第二，實踐性輸出，促進知識遷移與生活應用。教師可通過分層設計任務并變換不同場景，促進新知的同化與泛化。例如，在“三角形的認識”教學中，教師創設“家庭角一整理三角圍巾\"“學習角一分類幾何教具”“社區角一一收集交通警示標志”等生活模擬場景，實現“家庭一學校一社區”的多場景遷移，促進學生知識泛化和能力進階。在這一過程中，教師要分層提供視覺提示(如三角形特征提示卡）操作輔助(如帶凹槽的分類托盤）錯誤控制(如用紅色標出三角形專用區域)等支架式引導，讓學生在操作中理解三角形的本質屬性，實現對三角形知識的拓展。

第三，認知升維，教學模式科學轉化。教師可采用“低起點、小步子、快反饋、多活動\"的教學策略，以激發智力障礙學生學習興趣，維持其專注力。在“低起點”上，要遵循最近發展區理論，根據學生現有認知基線設計目標，避免認知超載，給予學生成功體驗，維持學習動機。在“小步子”上，要將復雜的知識與技能分解為3一5個連貫的小步驟任務鏈，降低工作記憶負荷，便于學生分步加工與編碼。在\"快反饋”上，教師對學生新知的掌握情況要形成即時判斷正誤、修正錯誤編碼、強化正確聯結的高效反饋環。在“多活動”上，教師可通過變換操作、游戲等活動形式，整合視、聽、動、觸等多感官通道，激發學生興趣、維持注意力、增強記憶力。

（二）建立分層認知支持系統

學習科學注重通過調整任務的復雜性和提供適當的指導與支持來優化不同學生的認知負荷[2]。針對智力障礙學生認知加工慢、記憶保持弱、知識遷移難等學習挑戰，教師可通過集體奠基、分層突破、個別補救的教學策略，提高生活數學課堂差異化教學的針對性和有效性。

第一，在集體奠基環節，用清晰、結構化的語言面向全體講授核心知識，并輔以強視覺支持，幫助學生建立共同知識基礎，降低集體教學的認知難度。

第二，在分層突破環節，按A、B、C組設計梯度任務，A組學生重在概念遷移應用，B組學生重在技能鞏固強化，C組學生重在多感官操作體驗，并分類提供認知支架，優化信息加工深度。

第三，在個別補救環節，基于觀察數據，課前做好輔導鋪墊，激活學生相關舊知，降低新知負荷；課中做好即時干預，強化正確認知，修正錯誤認知；課后做好補漏強化，間隔重復，鞏固關鍵知識點。

三、練習分層：促進長時記憶轉化

有效的練習是實現知識技能從短時記憶向長時記憶轉化，以及在不同情境中遷移應用的關鍵所在。智力障礙學生對練習普遍存在不會做、怕出錯、無興趣的抗拒心理，其根源在于練習設計未能順應其認知基礎與實踐能力。教師可基于學生能力水平，通過設計分層任務鏈、提升練習趣味性等方式，給予學生成功體驗，提高練習的實效性。

（一）設計三級任務鏈

基于學生認知差異和能力基礎，構建目標明確的三級任務鏈，可實現學生認知資源的有效投入與能力提升。教師要對重難點進行梯度性化解，在每一步都提供必要的視覺提示、操作指南、口語提示等教學支架，降低學生認知負荷。第一，補償性練習設計，幫助A、B、C組學生強化基礎技能，降低后續認知負荷。第二，鞏固性練習設計，促進A、B組學生知識整合與近遷移，建立圖式。第三，拓展性練習設計，提升A組學生應用知識、解決問題的能力。

(二)提升練習趣味性

第一，情境化遷移，在練習中融入“游戲\"“生活關聯\"和“思考挑戰\"等元素，提升學生內在動機，利用積極情緒促進長時記憶轉化。第二，把握關鍵學習窗口，在學生興趣高漲或思維卡殼時，搶在遺忘臨界點前進行適時點撥。第三，技術化賦能，利用交互式白板、動畫等信息技術，實現抽象概念的“可視化”過程的“動態化\"和思維的“顯性化”。

四、長效驅動：培養自主學習習慣

智力障礙學生的個體差異不僅體現在認知能力，更表現在學習動機、自我效能感、元認知能力、情緒狀態等方面。教師可通過構建恰當的作業管理與激勵機制，為學生提供持續的情感、認知及行為上的多維支持。

(一)構建“五有五必”作業管理機制

教師可建立及時反饋和雙向循環的“五有五必”作業管理機制，規范和培養學生作業書寫習慣。即，有發必收，教師必須在規定的時間內回收作業，確保學生按時完成作業，養成良好的學習習慣；有收必批，教師必須及時批改作業，及時發現學生存在的問題，檢驗學習效果，強化正向聯結；有改必講，教師須對學生作業中的共性問題和典型錯誤進行集中講解，幫助學生深化理解，修正錯誤；有錯必糾，教師要指導學生對錯誤點進行及時、規范的訂正與改進，鞏固正確認知；有優必賞，教師要及時表揚、獎勵作業完成優秀的學生，強化積極行為。

（二）建立分層獎勵機制

第一，分層獎勵。教師應設計差異化評價標準與即時獎勵方案，例如，為A組最優作業授予“皇冠\"標識，B組最優作業授予“金星\"標識，C組最優作業授予“笑臉\"標識，并輔以每周總結表彰，實行動態評價。第二，糾錯管理。建立及時糾錯機制，督促學生規范訂正，適時獎勵學生主動訂正錯誤的良好行為。同時，教師應基于智力障礙學生知識再現困難、注意范圍狹窄、知識提取單一的認知特點，預判各組學生的典型錯誤，預先做好準備，及時進行糾錯。

學習科學尊重個體差異，通過多樣化的教學策略、資源提供和情境創設滿足不同學生需求，為差異化教學提供了重要的理論依據和實踐指導。在教學實踐中，教師應以認知評估為起點，以自標分層為引擎，以個別化設計為落點，三者協同作用于學生的最近發展區，通過優化認知負荷分配、提供精準支持、強化有效編碼，推動學生適性發展。 ⑨

【參考文獻】

[1]R.基思·索耶.劍橋學習科學手冊（第2版）[M].徐曉東，楊剛，阮高峰，等譯.北京：教育科學出版社，2021.

[2]尚俊杰，裴蕾絲.學習科學導論[M].北京：北京大學出版社，2024.

（見習編輯：孟慶錦；責任編輯：趙華麗）