高中数学课堂教学中学生认知结构的构建研究

邓国盛

摘 要：随着我国新课改深入发展，教育思想、教学模式不断革新，在优化配置教育资源基础上可有效培养学生核心素养，助力学生学习更多终身受用的知识及技能，其中构建学生认知结构，是引导学生自主学习，削减课堂教学阻力，提高学生学习效率重要育人手段，为此教师在教学实践中广泛应用，本文通过研究高中数学课堂教学中学生认知结构构建方略，以期提高高中数学教学质量。

关键词：高中数学 课堂教学 认知结构 构建

高中数学知识相对较为抽象，对学生数学基础、计算能力、学习能力均有一定要求，为此部分学生在数学学习进程中举步维艰，主要源于其缺乏学习兴趣、学习方法及自学体系，未能高效学习数学知识，无法将数学知识化为己用，使高中数学教学质量随之降低。基于此，高中数学教师应在累积育人经验前提下，通过教学实践引导学生构建认知结构，掌握数学学习方法，塑造数学自主学习体系，提高学生学习效率，使学生可以在数学学习进程中有更多收获，在解决数学问题同时，培养学生抽象思维、自学能力、运算能力、建模能力等核心素养，达到提高高中数学教学质量的目的。

一、研究数学认知结构

1.数学认知结构性质。认知结构主要是指学生思想中的知识结构，可以从广义与狭义两个角度进行分析，前者强调学生思想中知识的整合与组织，后者强调某个特殊领域学生思想中知识的整合与组织，为此数学认知结构属于狭义范围内的认知结构，是学生在数学学习进程中受同化作用，加之心理因素影响逐步拓展、累积、塑造得来的数学知识结构，在学生固有数学认知结构基础上不断学习全新数学知识，使学生数学知识内容得以丰富，数学认知结构更加完善，为学生持续学习数学知识奠定基础。

2.数学认知结构特点。第一，受过去经验影响。高中学生在学习数学知识进程中逐渐形成固有学习态度、方法、体系及知识结构，这对学生高中阶段数学学习将产生深远影响，使学生在过去学习经验加持下汲取高中数学知识营养，部分数学学习经验较为丰富的学生可持续发展认知结构，还有一部分学生因缺乏良好的数学学习经验，无法有效学习数学知识，影响其数学认知结构构建质量;第二，认知结构富有发展性。学生数学认知结构并非一成不变，学生在学习数学知识时会不断壮大认知结构，助力学生持续学习新知识，使其认知结构更加稳固，为学生灵活运用数学知识解决具体问题奠定基础;第三，引导学生自主学习。奥芬贝尔等研究学者指出，认知结构与学生心理状态息息相关，机械化、非认知学习相较于自主化、认知学习更容易打击学生学习积极性，使学生在学习过程中产生挫败心理，无法将新知识融入固有认知体系中，影响学生数学学习成效。基于此，数学教师引导学生构建数学认知结构，确保学生可以将新信息纳入认知结构中，通过数学练习、完成学习任务提高其学习效率，赋予认知结构内驱力，达到引导学生自主学习数学知识的目的，继而为培养学生数学核心素养创造有利条件[1]。

3.数学认知结构发展过程。数学认知结构发展过程主要可以从两大方面进行分析，其一为元认知知识，主要是指学生固有数学知识基础，其二为元认知发展，主要是指在学生高中阶段学习进程中形成的知识结构，前者与学生数学知识理解、运用能力关系紧密，后者与学生数学学习活动关系紧密，并在学生数学学习进程中不断发展，通过制定学习计划、调节学习方法、端正学习态度，并在教师指引下完成数学学习任务，发展其数学认知结构。

二、构建认知结构与发展学生能力的关系

1.有利于培养学生数学核心素养。构建学生数学认知结构焕活其固有数学认知体系，使数学教学富有连贯性、系统性，为学生运用数学知识解决实际问题奠定基础，在数学认知结构加持下自主学习，学生通过数学学习与练习提高自身自学能力、运算能力、建模能力、抽象思維能力，达到培养学生数学核心素养的目的。

2.变被动学习为主动学习。在传统数学教学过程中教师习惯采用灌输式、填鸭式等教学方法面向学生讲述数学知识，不关注学生固有认知结构及认知能力，使数学教学过于机械化，虽能助力教师高效完成教学任务，但却无法引导学生主动学习。教师通过组织学生构建数学认知结构，明晰学生数学学习心理状态及学习基础，掌握学生数学学习动向，以此为由制定数学教学方案，从学生认知实况着手讲解数学知识，继而引导学生主动学习，并自主完善数学认知结构，为学生持续吸纳数学知识奠定基础[2]。

三、影响学生形成数学认知结构的因素

1.学习兴趣。数学作为一门科学相关学习内容存在一定难度，不仅需学生记忆数学定义、公式、公理等理论知识，还需调用空间观念、抽象思维、建模能力等数学学科核心素养解决实际问题，使学生在数学学习进程中倍感压力，无法有效参与到数学学习活动中，影响学生形成数学认知结构[3]。

2.教学方法。有些高中数学教师受传统教育理念影响，未能科学开展教学方法创新实践活动，加之教学方法创新经验较少，使部分新型育人手段未能得到有效利用，无法启发学生自主思考、主动学习，影响学生形成数学认知结构。例如，教师在进行“集合与函数概念”教学时，仅要求学生硬性背诵相关内容，使学生对集合与函数认知不够深刻，未能将相关知识纳入学生数学认知结构中，并无法有效运用相关知识解决数学问题。

3.教学体系。通过对数学认知结构特点进行分析可知，学生在完成数学学习任务及学习训练进程中可不断强化数学认知结构，赋予认知结构内驱力，助力学生累积学习经验，为有效培养学生数学核心素养奠定基础，为此教师应不断优化数学教学体系，不仅在课堂教学进程中关注学生认知能力，根据学生数学基础及认知结构科学开展教学活动，还需优化数学练习内容，丰富学生学习任务，使数学教学体系更加完善，助力学生构建数学认知结构[4]。

四、在高中数学教学中构建学生认知结构方略

1.激发学生学习兴趣。通过对数学认知结构性质进行分析可知，学生是该结构构建主体，只有学生主动学习数学知识，才能使其认知结构更加完善，认知能力随之提升，变被动学习为主动学习，削减高中数学育人阻力，为此教师应以激发学生数学学习兴趣为前提科学开展教学活动，营建良好的数学认知结构构建氛围。

例如，教师在进行“借助信息技术探究指数函数的性质”教学时，可以先引导学生针对指数函数内涵进行探讨，助其夯实数学基础知识，激活学生数学思维，而后采用信息技术教学法，利用网络软件绘制函数y=ax（a>0，a≠1）图像，引导学生观察图像变化规律，思考y=ax+1-1图像恒过定点是多少，函数定义域是什么等问题，以问题为载体引导学生构建数学认知结构，积极吸纳数学知识。相较于传统教学模式，利用信息技术教学法动态演示a变化与函数图像的关系，可加深学生对数学知识印象，在图文并茂教学方式加持下激发学生自主学习兴趣，引导学生自主思考，继而助其构建数学认知结构。

2.科学创新实践教学方法。首先高中数学教师应融入新课改环境，学习数学教学方法，累积数学方法创新实践经验，为教师拓展育人模式提供依据，其次教师应明晰学生认知实况，掌握学生认知动向，结合学生认知规律科学应用教学方法，最后科学开展教研活动完善教学方法。

例如，教师在进行“函数与方程”教学时，可以践行陶行知生活教育理念，根据高中生生活经验及生活环境，从其认知能力出发创设函数应用例题，为引导学生自主思考、独立解题创造有利条件。如题：小明妈妈要带小明去泰国旅游，已选A、B、C、D四个旅游景点，经分析得到四个旅游景点大致所需通行费用如下：A—B为2000元，A—D为2500元，A—C为1600元，C—D为900元，B—C为1200元，若小明妈妈所选路径与其通行费成正比，那么B—D通行费应为多少？基于旅游对学生有一定吸引力，且与学生生活息息相关，将其设为函数与应用例题可调动学生自主学习积极性，焕活学生认知结构，为其吸纳数学知识构建认知结构奠定基础。而后数学教师鼓励学生累积解题经验，从主观角度出发运用所学知识创设函数与方程例题，教师在践行学生本位教育理念前提下，可培养学生逆向思维、创造力、想象力、运算能力、独立思考等核心素养，达到引导学生科学构建数学认知结构的目的。

基于教研是引导教师科学开展教学活动的前提，然而当前与学生认知结构相关教研成果较少，加之部分数学教师教研能力有限，使高中数学教学方法相对滞后，教研成果未能得到全面推行，影响学生形成数学认知结构，为此高中数学教师应树立教研意识，立足学生数学认知结构构建实况科学开展教研活动，旨在弥补教学方法缺陷，科学开展教学创新实践活动，提高其数学教学能力，指引学生构建良好的数学认知结构[5]。

3.完善高中数学教学体系。首先教师应根据学生认知结构创设教案，优化调配数学育人资源，科学开展教学活动，其次教师应根据学生学习实况及认知能力科学设计数学训练习题，安排学生自学任务，助力学生强化数学认知结构，最后多维度开展教学评价活动，针对学生课上表现、学习状态、认知能力及核心素养培育情况进行评价，引导学生关注自身核心素养，在构建数学认知结构同时自主提升相关素养，使学生可以高效开展自学活动。

例如，教师在进行“空间几何体”教学时，应先引导学生预习相关内容，掌握空间几何体概念、结构，基于学生对立体图形并不陌生，利用固有数学认知结构内的相关知识可以完成基础知识预习任务，助其养成自主学习好习惯，使学生数学认知结构更加稳固，在此基础上鼓励学生分享预习成果，通过“生生互动”加深学生对基础知识的印象，检验学生预习成果，强化学生认知结构，教师根据学生认知情况灵活开展教学活动，并采用多媒体教学法，根据学生认知层级规设若干微课程，秉持因材施教理念丰富习题训练内容，满足学生个性化学习需求并科学构建认知结构。

结语

综上所述，为提高高中数学教学质量，教师应明晰数学认知结构性质、特点、发展过程，掌握影响学生形成数学认知结构的主要因素，通过激发学生学习兴趣，引导学生主动学习，科学创新实践教学方法，积极开展教研活动，完善高中数学教学体系，培养学生数学核心素养，达到师生携手创设高效讲堂的目的。

参考文献

[1]马琼.构建高中数学高效课堂提升高中数学教学质量[J].软件（教育现代化）（电子版），2018（10）：109.

[2]许晓天.教学设计应追求教材知识结构与学生认知水平的和谐统一[J].中学数学教学，2019（1）：1-4.

[3]向俊林.漫谈高中数学课堂教学[J].魅力中国，2017（41）：149.

[4]蔡琼.高中数学课堂教学效率的提高[J].科学咨询，2017，（50）：47.

[5]姚發茂.构建高中数学高效课堂提升高中数学教学质量[J].新智慧，2017（25）：28.