基于脑科学研究成果的数学练习课设计策略

李蕾

[摘 要]教育就是对人脑进行塑造，教师是大脑的变革者。根据脑科学研究成果，采用四种行之有效的方法——吸引大脑、激活大脑、舒缓大脑、振奋大脑，探寻出基于脑科学指导的数学练习课设计策略，设计一节更高效的数学练习课。教师应该审慎地思考和运用脑科学研究成果，科学地设计课堂教学和组织活动，帮助学生塑造自己独一无二的大脑。

[关键词]脑科学;小学数学;课堂设计;策略

[中图分类号] G623.5[文献标识码] A[文章编号] 1007-9068（2019）05-0062-02

“未来教育的重要特征是要基于脑、适于脑、促进脑。”人脑由一万亿个细胞构成，包含一千亿个神经元，每个神经元可以伸出多达一万条树突，这些数不胜数的树突，以独特的方式协同合作，游刃有余地处理从感官传来的信息。大脑又是如何发育，如何运作，如何响应环境变化的呢？随着人类对脑科学的研究，教育界也正在吸纳人类对脑科学的全新研究成果，并尝试将之运用于课堂教学。学习就是塑造大脑，教师是学生塑造大脑的引导者，教师对大脑的运作方式越了解，就越能科学地组织教学活动，让学生的学习更高效。本文以北师大版教材小学数学二年级下册“练习二”为例，浅谈如何结合当前的脑科学研究成果，运用多种策略，设计一节更高效的数学练习课。

“练习二”是在第三单元“生活中的大数”之后的一节综合练习课，目的是引导学生通过练习，复习万以内数的读写，进一步认识万以内数的数位，理解各数位上的数字的含义，会比较万以内数的大小，会结合具体情境进行估计，进而理解万以内数的实际意义，学会运用万以内的数描述一些生活现象，发展位值概念，感受大数与现实生活的密切联系，深度发展学生的数感。“生活中的大数”这个单元是学生认识了20以内、100以内的数后，进一步学习整数的第三阶段。在四年级上册，学生还将学习“亿以内数的认识”，因此，本单元的学习对学生整数数感的建立就具有承上启下的关键作用。

二年级学生的年龄普遍在7到8岁，根据皮亚杰的儿童认知发展理论，他们正处于前运算阶段和具体运算阶段，已经形成了量和數的守恒，能够对实物进行排序和分类，但思维抽象水平较低，认识大数还离不开具体直观的实物，分析和比较大数仍需借助具体的行为操作。综合以上情况，我采用多种策略设计了以下教学活动，以吸引、激活、舒缓、振奋学生的大脑。

一、利用思维导图复习回顾，吸引大脑

思维导图是激发思维和促进学习的有效工具，它以图文并茂的方式让概念之间的关系一目了然，“它不仅能吸引学生的注意力，还能提高学生的理解力和记忆力”。教师如果以易于学生理解的方式来梳理教学思路，学生学习的畏难情绪就有可能一扫而空。因此，在开课第一个环节，我就利用思维导图引导学生回顾第三单元所学的知识，带领学生梳理知识点，构建出“生活中的大数”整个单元的知识框架（如下图）。

[生活中的大数] [有多少个字][拨一拨][数一数（一）][数一数（二）][比一比][第三单元“生活中的大数”思维导图][认识数位顺序表

万以内数的读写][数位多的数就大

数位少的数就小

相同数位上数字大的数就大

相同数位上数字小的数就小

以此类推

我将课前准备好的卡片用磁铁贴在黑板上，彩色的卡片有效吸引了学生的注意力。思维导图直观呈现了重点知识和其他知识点之间的联系，让学生直观体会到，原来这个单元里竟然有这么多知识。构建这幅思维导图的过程中，教师摆放卡片的动作给了学生一个个视觉信息，讲授的话语也传达了一串串语言信息，整个过程集视觉活动与语言活动为一体，有效提高了学生对具体概念与抽象概念、语言概念与非语言概念的理解能力。脑科学研究成果显示，当把文字转化为思维导图时，不论是左脑优势的学生，还是右脑优势的学生，都可以利用这些图全面掌握知识。因此，在课堂上利用思维导图进行回顾时，学生做起来一点也不难，每个重点他们都记得很清晰，学生的脸上不断浮现笑容，说明他们学有所获，且学得开心。

二、联系实际练习应用，激活大脑

要激发学生的学习动机，必须使学生意识到教师所教的都是必不可少、值得学习的，学习内容的实用性、有趣性、可选性和真实性是激发青少年主动学习的重要条件。当学生积极地参与解决问题的活动时，大脑的思考能力都能得到增强;当学生看不出学习和现实生活的相关性时，他们就不会再去学习，并会感到厌烦或感到压力。根据这样的脑科学研究成果，我认为“生活中的大数”的练习应放到生活实际中去，才能更好地激发学生的大脑，让他们对学习内容感兴趣。

于是，我设计了本课的第二个环节——三个联系实际的练习。第一个练习是复习千和万的认识，进一步巩固学生对计数单位的认识。我利用“皮影客”和手机制作了微课，让学生在虚拟人物小茜和小安的带领下快速回顾了计数单位千和万，并录制了本班两位学生数方块模型的视频。通过观看自己的同学一边拿取方块一边数数，全班学生直观地复习了千和万的含义。第二个练习截取了《大美陕西》纪录片中的一段，向学生介绍他们熟悉的陕西风光，其中包含了七个要求读写的数，以复习大数的读写和比较。第三个练习播放了“五一”假期西安明城墙正南门无人机灯光秀的精彩视频，画面停留在无人机排列成的城门楼图形上，引出估算问题：一共有多少架无人机？然后师生一起讨论，在真实有趣的情景中，运用以部分估算整体的方法解决问题。接着，继续播放视频，在无人机拼成了“1374”时，趁机介绍这个数的人文含义。经过这三个练习，学生既思考了数学问题，了解了家乡文化，又感受到了西安科技发展的魅力，激发出自豪感与进取心。这三个练习都以微课形式呈现，图、文、声、情并茂的视频让学生身临其境，随着数学信息的逐一呈现，学生的大脑被激活，思维活跃、专注度高、参与性强，不知不觉走进了学习，效果非常好。

三、动手操作与亲切讨论，舒缓大脑

脑科学研究成果之一表明，人类大脑的功能，首先是确保生存，其次是满足情感的需要，再次是认知学习。虽然在课堂上某些压力可以作为激励学生学习的动力，可高压必须降至最低程度时，大脑才可能进行认知学习，这是因为压力减少了流向前额皮质的血量，而前额皮质是主管判断与决策的中心。高压会损害学生的记忆力，降低学生把握分寸和发散思维的能力。基于此，教师应该成为课堂氛围的调解人，让课堂变得“温馨可人”，才能提高学生积极学习的发生率。

本课进入了第三个环节——综合练习。这时课堂时间过半，学生已经开始感到大脑疲劳，注意力容易分散，而这节课还要完成六道综合习题。为了让学生的大脑恢复到良好状态，我安排全体学生动手做习题。第一题是读数，并要求动手连线。第二题是比大小，要求在空格中写出数字。第三题是关于数的组成，要求学生先独立完成，然后同伴交流，互相批阅。成为小老师的学生是最认真的，他们绝不轻易放过同伴的错误，也不想让同伴发现自己出错。在这样的氛围下，学生当然会打起十万分精神认真做题。第四题是一百一百地从8800数到10000，并要求学生在计数器上拨一拨。我提前分好两人小组，确保没有人被落下，并为每个小组准备了彩色的塑料珠计数器。学生触摸到光滑的彩色小珠子时，心情都很愉悦，教室里充斥着拨珠声和学生不慌不忙数数的嗡嗡声。每个小组一个人数另一个人看，学生什么样的坐姿都有，就跟玩游戏一样，学习压力由此得以释放。第五题是看图写数，第六题是估算，都很简单，我用平缓的语速引导学生完成，并耐心聆听他们的发言，帮助学生缓解大脑的疲劳感。从实际教学效果来看，绝大部分学生的大脑都恢复到了良好状态，学生继续积极主动参与学习，认真细致地思考问题。

四、播放音乐与身体运动，振奋大脑

教学进入最后环节时，离下课大约只有五分钟了，此时不适合安排高度精细的学习任务。因为学生在前三十多分钟的学习中精力消耗比较大，已经出现不同程度的疲倦，这也是人体生物钟和大脑工作的一种必然规律。学生不可能一直聚精会神，在精力高度集中一段时间后往往开始犯困，须通过运动、放松、打盹等来缓解。这在课堂上是不可能的，但可以通过播放音乐和肢体活动为他们“打气”，帮助他们振奋大脑，恢复到全神贯注的学习状态。

为此，我将课堂最后一个任务安排为脑力对抗性数学游戏，让学生利用数字转盘转三次，每次随机选择一个数字，把所选的数字分别放在个位、十位或百位上，组成的数大的学生获胜。在进入这个环节前，我还播放了一分钟轻松愉快且富有节奏感的乐曲，让学生站起来左右摇摆身体，从轻微到活泼，从独自活动到与同桌击掌，最后两人合作摆一个Pose。在低段课堂上，教师经常设计很多“提神打气”的课间肢体活动，让学生坐得僵硬的身体运动起来。一方面，音乐有利于激发学生热情，促进学生小组的合作，舒缓学生的心情，激发学生原有的体验，增进学生之间的同学情谊，营造适当的学习氛围，促使学生开动脑筋，增加学习的趣味和魅力。另一方面，脑科学研究成果表明，我们坐下不动20分钟后，血液就淤積在臀部与足部，而只要起身走动一下，不消一分钟，超过15%的血液就能回流到大脑。因此，让学生随着音乐动起来，能有效增加大脑的血流量，让学生重新回到思维活跃的状态。

综上所述，根据脑科学研究成果，笔者采用多种方法吸引、激活、舒缓、振奋学生的大脑，并通过练习课发现这些方法是行之有效的。教育就是对人脑的塑造，这个塑造过程不是匀速的，儿童时期是关键期。小学阶段的学生正处于这个关键期，每一个学科的教师都非常有必要关注学生学习过程中大脑的变化趋势。北京师范大学校长董奇说：“未来教育的重要特征之一就是要基于脑、适于脑、促进脑。”教师应该审慎地思考，应用脑科学研究成果，更科学地设计和组织课堂教学活动，帮助学生塑造自己独一无二的大脑。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 大卫·苏泽.教育与脑神经科学[M].上海：华东师范大学出版社， 2014.

[2] 董奇.学生学习的脑科学进展、启示与建议[J].教育家，2018.

[3] 刘坚， 孔企平，张丹，等.数学教师教学用书[M].北京：北京师范大学出版社，2014.

（责编 吴美玲）