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基于认知负荷理论的小学数学——课堂有效教学策略

摘要：在小学高年级课程教学中，学生的学习内容开始由计算方法转为更需要螺丝思维的数学问题，此时学生会感到学习产生了困难。而认知负荷理论能够比较清晰地改善教学方法，将认知负荷进行细分，教师可以在教学中直观地意识到认知负荷的存在，并以一定的方法有效管理好学生产生的认知负荷，达到最佳的教学效果，帮助学生加强数学认知。

关键词：认知负荷理论；教学设计；小学数学

引言：

随着新课改不断深化推进，数学课堂教学由单纯的灌输式教学开始进行教学模式的转变，教学主体逐渐向学生偏移，教师在设计课程内容时也开始顾及学生的情绪与感受变化，在此基础上以知识内容以及解题经验为出发点，帮助学生构建全面且具有实践意义的知识体系。由此将数学的抽象知识转化的更加具体，同时为了有效降低无效信息为学生的负担，教室开始采用认知负荷理论为学生剪除多余的信息内容，有效提升学生的学习效率。

一、认知负荷理论的主要内容

（一）认知负荷中的内在认知负荷

内在认知负荷主要是指代在工作和生活当中针对所获得的信息内容进行深入细分以及归纳整合的学习模式，其中学习要素内容包含的种类以及数量越多，整体的认知负荷就越重。内在认知负荷不仅仅与教学相关的材料有直接相关性，同时也与学生之前学习的知识内容有关联性，尤其是对小学阶段高年级学生而言，一般而言小学高年级数学教学内容是将之前学习的解题方法加以应用，最终形成整体的学习内容铺垫。

一方面，内在认知负荷与当前的教材直接相关，教材本身的难易程度决定了当前学生接纳的知识内容，如果教材本身比较复杂且内容较多，那么处理起来的难度就越大，相反如果内容本身就很简单，就不会造成很大的认知负荷。另一方面，认知负荷也和之前学习的内容、学习经验以及生活体验有着相关性，学生已经具备对于复杂知识内容的处理能力，那么后续所需要的认知资源就会降低，不需要很多时间进行理解，如果本身知识经验相对匮乏，最终就会导致大量的学习资源需要深化处理，加重了学生认知负荷的负担[1]。

（二）认知负荷中的外在认知负荷

外在的认知负荷又被称为无效性的认知负荷，这部分的认知负荷不仅不会给予学习任何帮助，同时还会加重学生本身的学习负担。在数学教学中教学材料有一定的组织形式以及固定的呈现方式，这部分的教学材料、呈现方式以及构建出的抽象逻辑关系之间是没有直接性联系的，因此就会加大个体记忆的容量，阻碍了知识内容的接受以及理解，影响了最终的学习效果，要在学习过程中形成全面性的教学教师就必须借由图文、多媒体的形式将教学材料进行深化整合，避免由于多余的认知负荷而增加学生的学习负担。

（三）认知负荷中的相关认知负荷

相关认知负荷同时也是有效性的认知负荷，对学习有着正向积极的促进作用，学习者要完成最终的任务就需要将认知负荷与学习相关内容联系在一起，提升认知负荷之中相关内容的影响力，保障认知中的各项动机内容协调发展，加强知识内容之间的联系，提升相关认知负荷占据的知识体量，有助于学生形成全面化、体系化的认知结构，建立图式的蓝图，推进学生自身学习迁移能力的提升。

二、管理认知负荷的主要原则

认知负荷本身是以心理学与认知理论进行优化管理的，因此要遵循以下几个方面的原则，有效提升认知负荷管理效率：

（一）设置自由目标进行教材设计管理

自由目标教学材料的设计主要就是要在学习知识过程中确定明确的一个或者多个学习目标，要设置目标的主要方式是针对要达成的目标内容进行目的方向的分析。学生要根据自己的实际情况考虑与最终学习目标之间存在的差距，根据差距之间的差额来确立学习的步骤。学生必须要尝试对自身状况以及最终的学习目标有理想层面的认知，能够找到有效的评价方式，进行全面性、体系化的学习。不过设置目标过程中也需要占用一定的认知资源，因此也可能会给学生造成理解层面的认知负荷。在这个时候教师可以设置多个目标或者多个任务，模拟之后由学生进行自由选择，按照不同的模式进行最终达到同一个构建知识体系的目的[2]。

（二）以样例模式进行教学设计

这种设计方式主要是以问题内容作为引导，由教师引导学生回归到没有过重认知负荷的初始阶段，剔除可能影响知识吸收的内容，采用最简单也是最直观的样例模式解决学生学习过程中产生的疑虑，建立完善的构图，保障样例中没有过多的认知负荷，促使学生对教学内容有更加深刻的认知。

以苏教版中的小数加减法为例，教师在进行讲解时学生无法理解其中的小数代表的含义内容，此时教师可以用半个苹果指代其中的0.5，借此达成具体化的表述，学生能够从比较抽象的部分回归到具体化、直观化的内容，不会给学生增加负担，同时还能帮助学生形成更加直观的认知，保障学生在后续学习中遇到同类问题可以进行举一反三的知识内容联系以及整合分类[3]。

（三）坚持信息整合进行教学设计

在教学阶段中进行的信息内容整合主要是将其中涉及的文