基于认知过程分析的小学数学探究问题设计与应用

基于认知过程分析的小学数学探究问题设计与应用

秦晨曦

湖北省荆门市东宝区栗溪实验学校  448000

摘  要:本文的核心目标是深入探讨以认知过程分析为基础的小学数学探究性问题的设计及实施方法。认知过程分析是心理学领域的一种研究方法，它能帮助我们理解学生在学习过程中的思维模式和认知策略。文章的开头部分将详细阐述认知过程分析的基本理论，接着讨论如何将这一理论运用到小学数学探究问题的设计和实际应用中。

关键词：小学数学；认知过程分析；探究问题；设计与应用

一、认知过程分析的基本原理

(一)信息加工理论

信息加工这一理论是认知过程分析的基石。它认为，人的认知系统是一个信息加工系统，再通过感知、注意、记忆、思考等一系列过程来达到对未知信息的处理和加工。在信息加工过程中，人的认知系统会根据当前的任务和环境，选择不同的认知策略和思维方式，以实现高效的信息加工和理解。

(二)认知发展理论

认知发展这一理论是认知过程分析的重要组成部分。它认为，人的认知能力会伴随着人年龄的发展而不断发展。在人认知的发展过程中，不同的经历构造出不同的认知，从而使人的认知能力也经历着不同的发展阶段。这些阶段的特点是不同的认知能力和思维方式。因此，教育者要设计出适合学生认知水平的问题就需要了解学生的认知发展阶段，并根据学生的认知发展水平，分析出适宜的探究性问题。

二、以认知过程分析为基础的小学数学探究问题的设计应用策略

(一)分析小学生认知特点

小学生的认知特点是指他们在获取、处理和应用信息时所表现出的思维方式和心理特征。这些认知特点对于小学数学探究问题设计应用策略的制定具有重要的指导意义。

首先，小学阶段学生的认知特点具有具象性和形象性。这意味着小学生对于抽象的概念和理论难以理解和掌握，他们需要借助具体的事物和形象来进行思考【1】。因此，教师在设计数学探究问题时，应该尽量将问题具体化、形象化，以使学生能够直接体验到数学知识在现实世界中的应用，进一步引发他们的学习热情。其次，小学阶段学生的认知特点具有直观性和经验性。小学生往往根据自己的直观感受和实际经验来理解事物，对于复杂的推理和证明过程难以理解和接受。因此，教师在设计数学探究问题时，应该尽量遵循学生的认知发展水平，从他们已有的知识和经验出发，逐步引导他们发现新的知识和规律。再次，小学生认知特点具有固定性和刻板性。小学生往往难以摆脱思维定式，对于新的观点和想法接受能力较弱。因此，教师在设计数学探究问题时，应该尽量创设开放、多元的情境，鼓励学生发散思维，培养他们的创新意识和能力。

(二)确定所需探究的问题

在进行小学数学探究问题的设计时，教师需要立足于认知过程这一出发点进行分析，明确数学课堂上所需探究的问题。首先，从感知入手，教师可以设计一些问题来帮助学生了解和掌握数学概念。例如，在教授“几何图形”这一主题时，教师可以设计这样的问题：“请同学们观察这个图形，它有哪些特征？”通过让学生观察和描述几何图形的特征，可以培养他们的观察能力和表达能力，同时也有助于他们更好地理解和记忆几何图形的相关概念。其次，在记忆方面，根据记忆原理，教师可以设计一些有趣的、深刻的问题来辅助学生掌握已学过的知识。例如，在教授“加减法”这一主题时，教师可以设计这样的问题：“同学们，教师已经学过加法和减法，请回顾一下它们的运算规则。”通过让学生回顾和总结加减法的运算规则，在即将遗忘的阶段重新回顾，可以进一步刺激大脑，加深他们的印象，巩固他们的记忆，提高他们的运算能力以及学习效率。再次，从思维方面来看，教师可以设计一些问题来培养学生的逻辑思维和推理能力【2】。例如，在教授“分数”这一主题时，教师可以设计这样的问题：“同学们，请思考一下，如果一个蛋糕平均分成了5份，其中的一份应该如何表示呢？”通过让学生思考和解答这个问题，可以培养他们的逻辑思维和推理能力，同时也有助于他们更好地理解和应用分数的概念。

(三)运用认知过程设计问题解决方案

在基于对认知过程分析的小学数学探究问题设计与应用的终极环节，教师应利用认知过程进行问题解决方案的设计，并确保其所设计的探究性问题能让学生将储存在大脑内的理论知识正确的输出。在进行问题解决方案的构建过程中，首要的任务是精准理解问题的具体要求和约束条件。通过深度描述问题的背景、需求和限制条件，能有效地帮助学生全面把握问题，使他们有能力提供切实可行的解决策略。其次，在设计问题解决方案时，需要分析问题的关键点和要素，以确定解决问题的重点和方向。通过分析问题的关键点，可以提供指导性的思路和方法，帮助学生更加有针对性地解决问题。再次，在进行问题解决方案的设计过程时，需要明确解决问题的策略和方法是否适用。这可以通过引导学生回顾已学的知识和技巧，并鼓励他们尝试不同的解决思路和方法来实现。例如，在解决一个数学推理问题时，可以引导学生运用逻辑思维和数学推理的方法，例如归纳法、反证法等，来解决问题。最后，在进行设计问题解决方案时，需要指引出解决问题的具体步骤和操作流程。这可以通过提供解决问题的模板、示范解决过程或者给予指导性的问题引导来实现。与此同时，在进行设计问题解决方案后，需要同步进行恰当的评估和改进。通过对解决方案的评估，可以发现其中的问题和不足，并提出改进的建议。

结语:

总的来说，在小学数学教学中，以认知过程分析为基础的教学策略展现出了显著的效果。此类方法能够充分考虑到学生的认知发展需求，通过引导学生进行深入的认知过程分析，帮助他们更加深入地理解问题的核心和解决途径。因此，教师在教学过程中，应积极尝试并运用这种策略，以更有效地推动学生全面素质的提升。

参考文献：

[1]魏雪峰,崔光佐,徐连荣.基于认知过程分析的小学数学探究问题设计与应用研究[J].电化教育研究,2014,35(8):101-107

[2]余自成.关于认知过程分析的小学数学探究问题设计与应用简析[J].东西南北：教育,2020,0(5):0275-0275