一本具有理论指导意义和教学实践应用价值的书

——评《问题解决与认知模拟——以数学问题为例》

发布日期 : 2018-05-14点击次数 : 来源 : 《山东教育报》(综合版)

北京师范大学 崔光佐
  培养适应时代需要和引领时代发展的杰出人才,成为21世纪各国发展的关键所在。当前,以人工智能、大数据、云计算为代表的信息化浪潮席卷全球,新时代赋予教育研究及改革创新新的思路和方法;脑科学、认知神经科学、信息科学等领域最新研究成果不断涌现,为有效研究学习打开了新视野。
  由魏雪峰撰写的《问题解决与认知模拟——以数学问题为例》(中国社会科学出版社2017年出版),将学习置于多学科视角展开研究。该书认为:问题解决是学生学习的主要形式。在波利亚数学问题解决模型的基础上,结合小学生的心理特点,根据认知心理学、脑科学、认知神经科学等领域的研究成果,构建了小学数学问题解决的认知模型,介绍了模型的特点、应用范围及教育意义,为进一步分析问题奠定了基础。该认知模型认为,解题过程是一个非线性过程,并没有考虑学生的意愿、意志力等情感因素在解题过程中的作用。根据构建的认知模型,分析了小学数学两类典型问题“众数”和“异分母相加”的解决认知过程,并使用Lisp语言编写认知程序,在ACT-R中实现了模拟。采用口语报告法进行了实验,发现认知模拟结果与学生正确解答问题的口语报告数据一致。
  认知分析与模拟在数学教学中具有重要的应用价值。首先,提出了基于认知过程的数学探究问题设计依据与原则,给出了设计流程与方法,并以此为依据,针对小学数学四年级下册的所有知识点设计了典型探究题,在数学课堂探究教学中进行了论证。其次,提出了基于认知模型的“一对一”认知诊断方法和流程,并对小学数学学习困难学生进行了研究。“一对一”认知诊断重视学习过程,能够满足学生不同的需要。结合教学与诊断进行动态评价,兼顾学习结果的评价和学习过程的剖析,综合鉴定与分类、诊断与处方的评价功能,针对学生在做题过程中的表现给予及时、适当的反馈,引导学生逐步解决问题。最后,在分析已有课堂交互分析方法的基础上,提出了课堂交互认知分析框架,选择中学(七年级)数学课堂《从不同方向看》中典型课堂交互序列进行分析,并在ACT-R中实现认知模拟。根据课堂交互认知分析与模拟结果,为课堂教学提出了3点建议,帮助教师设计更加有效的教案。
  该书能科学认识学生的学习过程,正确把握学生的认知规律,帮助教师根据学习过程设计教学内容、诊断教学过程,具有理论指导意义和教学实践应用价值。