认知负荷理论下信息技术与高中数学的整合

孙海霞

信息技术走进了高中数学课堂，它不仅激发了学生的学习兴趣，而且让教学内容更加完善，这无疑在一定程度上促进了课改的进程.但是，教学内容与信息高科技的融合同样存在弊端.如今的教学资源不再匮乏，丰富多彩的教学形式让人眼花缭乱，那这是不是就等同于在高中的数学教学中所有内容都将通过现代化设备来展示？这无疑是对学生认知负荷的挑战.那么，如何来整合认知负荷下信息技术与数学教学呢？

一、准备精良的硬件设施，利用信息技术满足教学

让所有教师在每一节课都能用多媒体课件授课，或者都配备一台电脑在很多学校是很难实现的，甚至有的学校无法提供教师用途广泛的计算器.要想在高中数学课堂中巧妙融入多媒体技术，首先就要准备好足够精良的硬件设施.如果硬件跟不上，信息技术将很难与教学整合.现在是互联网的时代，教师可以利用网络资源的丰富性和快捷性，将高中数学内容集合起来，形成科学、完整的课件系统.当然值得注意的是，网络是把双刃剑，对网络资源和内容的选取需要慎重，应充分考虑到学生的接受能力和课程安排进程.硬件的准备是形成现代化技术和教学课件结合的必要条件.尽管当今仍然很难突破某些信息技术的进展，但我们可以在现有条件的基础上寻找更好的硬件设施.首先，学校和教师应量力而行，对硬件设备的选择和建设不能只顾追求高价，要具备较高的可行度和实用性.其次，学校还要尝试与外界沟通，争取赢得相关机构的支持.比如当准备购买某一公司的电脑时，不要只考虑短期利益，可以和该公司进行进一步协定，如一次性购买多台电脑并让该公司给出折扣，长期来往，达成共同利益.

二、以内在认知负荷为基点，创设柔和数学“信息”课堂

我们知道，并不是所有的数学知识内容都适用于与信息技术相互融合，因此将两者结合的首要步骤就是搭配合适的数学知识，也就是重新准备适当的课件.教师在进行高中数学教学中，要以知识的本质和内在为基础，让知识与知识之间产生相应的认知负荷.信息技术和教学内容相互作用需要准备相关的教学材料.教师在进行新的数学知识教学时，要适当地结合学生已掌握的一些相关知识进行教授，引导学生归纳总结新知识，这样便于学生更快、更有效地接受.比如：在教学“抛物线”时，这时便可与已学过的初中知识二次函数相比较.二次函数也是一条抛物线，但是与所学新知识不同的是，高中数学要求学生了解抛物线的焦点和准线.教师可以通过多媒体的形式，向学生形象展示抛物线的特点，同时也可以将新旧知识交替学习.还有很多知识点都可通过信息技术的帮助使得学生更加容易理解.教师在教学新知识时可适当结合现代化教学设施，鼓励学生从已有的知识出发，以旧的知识为基础学习新的知识是一种很有效的教学方法，同时创设一种具有吸引力的“和谐”的信息化高中数学课堂.

三、以外在认知负荷为基点，创设融洽数学“技术”课堂

与传统的教学形式不同，如今高中数学教学加入信息技术使得课堂原本的知识结构出现变化，学生对新知识的接触增加了信息技术这一媒介，这在一定程度上加大了认知负荷.认知负荷同样受到外部条件影响，信息技术的应用使得高中数学课堂变得更具吸引力，学生学习新知识的方式也在不断更新，教师同时也应该思考如何减少高中数学课堂的认知负荷，信息技术在高中课堂应用时要考虑其是否符合相应的教学内容，是否能被学生广泛接受.一方面，教师在课堂上教授新知识时，应当避免一次性将所有知识呈现给学生；另一方面，要注意对教学素材的选取和对课堂结构的安排，降低无效的教学行为.以“集合”这一知识点的教学为例，教师在一开始讲授时，要从其重难点入手，注意语言的简练，不可一直用举例来说明，以增加学生接受新知识的负担.与此同时，充分挖掘信息技术的优势所在，全面提高课堂参与度.多媒体教学可以使知识以视频或动画的形式出现，学生的注意力会很容易被集中，对数学学习的兴趣也会大大提高.不过信息技术只是一种教学的辅助手段，只有真正提高教学效益才是根本.

四、以相关认知负荷为基点，创设联结的数学“信息技术”课堂

不容置疑，要想判断课堂教学是否成功，首要条件就是分析学生是否已经完全接受和理解新知识.对学生的学习要求不能仅仅局限于表面，学生应当全面、深层次地学习知识.教师在进行高中数学教学时，可引导学生将所学知识编织成完整系统，使其图式化.要知道，用图形的方式记忆可加深学生对知识的理解.而将知识图形化并非一种毫无效率的认知负荷，反之，是对学生的学习有很大帮助的，因此教师在课堂上可对图形方式的记忆手段进行拓宽.信息技术是衔接知识与知识的一种辅助媒介，可以有效将知识之间的图式效应发挥出来.例如：在教学“指数函数”时，可利用多媒体技术向学生展示其特点，发现无论哪一条指数函数的图像都经过定点（0，1），相对应地，学生的脑海里会立即呈现这一图像.同样地，对数函数都经过定点（1，0），因此，在用展示这一点时，可利用多媒体技术将其形象、生动地表示出来，激起学生的学习热情.当然，学生也应该自行学会如何利用信息技术使所学知识用图形的方式记忆，独立分析，形成自己对知识的深层理解，进一步提高对数学知识的认知能力.

总之，信息技术是一种新型的教育手段，具有显而易见的优点.但无论现代化的技术或设备多么先进，其永远不可能取代传统教学方法在当今教育界的广泛使用.随着社会和科技的进步，信息技术在课堂中的应用也会不断更新、升级.教师应当把信息技术当作教学的辅助手段，以开发学生的认知负荷和创造性思维为目的，促进学生全面发展.