基于情境认知理论的初中数学境脉式教学实施路径 

一、问题的提出

长期以来，基础教育最为人诟病的是学生学习的内容、过程与实际生活情境相脱节。学校教育习惯于以快速、简化、唯一标准为原则，将抽象概念视为绝对客观、定义良好的真理。教科书上提供的各种经典的例子，以及作业中一些程序化的习题，也使得学习者无法将所学的知识应用到真实的活动之中。近年来，教育界对于教与学的看法正发生范式的转换，关注的焦点从早期对教学外在条件的充实，随后强调对学习者内在认知过程的分析，转向重视学习环境的设计。教育最终是一个人际影响的过程，学习的最终目的是要培养学习者的问题解决能力。随着 2022 年版《义务教育数学课程标准》明确提出“强化情境设计与问题提出”的教学要求，当前初中数学教育正面临从“知识本位”向“素养导向”的深刻转型 [1]。

在当前数学教育改革背景下，如何突破传统“去情境化”教学的局限，帮助学生建立数学知识与现实世界的有机联系，成为亟待解决的重要课题。情境认知理论作为当代学习理论的重要分支，强调知识是在特定情境中建构并发展的。主张在教学过程中，将关注的焦点从学习者本身转到整个学习所处的情境脉络以及其中的学习活动。而基于情境认知的教学，则由传统教学的内容灌输、教材安排，转到强调学习环境以及学习活动的设计与提供。境脉式教学是指在教学过程中教师有目的地、有逻辑地还原或复现知识的原初情境，让学生以经历知识生发过程的方式习得知识的一种教学[2]。其核心思想是把教学内容与学生的现实生活经验、历史文化背景和社会环境相结合，为学生提供一个生动真实的教学环境，增强学生对于学习知识的学习兴趣和积极性，促进学生在真实情境中将生活与知识相结合，便于理解教学知识，提高课堂教学效率[3]。

在情境认知理论指导下进行境脉式教学，将为初中数学教育教学的改革提供新的视角。本文试结合情境认知理论的内涵及其数学教育价值的分析解读，结合《义务教育数学课程标准（2022 年版）》中“重视情境体验”的要求，探讨境脉式教学在初中数学中的实施路径。

二、情境认知理论的内涵及其数学教育价值

（一）理论内涵的深层解构

情 境 认 知 理 论 是 20 世 纪 80 年 代 末 由 布 朗（John Seely Brown）、 柯 林 斯（AllanCollins）和杜盖德（Paul Duguid）等人提出的，旨在说明学习处于它所被建构的情境脉络之中。认知在情境中发生，认知活动需要借助一定的情境活动。

情境认知理论的形成经历了三个阶段演化：十九世纪八十年代初期处于萌芽阶段，受维果茨基“文化历史理论”影响，布朗等学者提出“认知学徒制”概念，强调知识获得与情境实践的不可分割性；十九世纪八十年级末期处于成熟阶段，Lave 和 Wenger 提出“合法的边缘性参与”理论，揭示数学学习本质是通过参与共同体实践逐渐获得身份认同的过程；二十一世纪处于拓展阶段，融合分布式认知理论，形成“认知 - 工具 - 环境”三位一体的系统观。

情境认知理论具有情境依存性、实践参与性、社会交互性这三个方面的主要要素。情境认知理论具有情境依存性，其知识产生于特定物理或者文化语境，强调认知在情境中产生。而传统的认知观念认为“大脑”与“身体”相互独立，认知过程知识大脑的抽象符号处理过程，类似信息加工过程，这种观点忽视了认知与身体、外在环境的相互影响，因此情境认知的产生弥补了这一不足。情境认知理论的实践参与性，体现在其认为，认知是在问题解决的过程中动态生成。参与要素指的是学习者主动参与实践，情境认知理论认为学习是一种文化适应，是实践共同体中合法的边缘性参与，学习者要通过理解和经验的不断相互作用，在不同情境中进行知识的有意义协商，通过合法的边缘性参与获得意义和身份的建构。情境认知理论的社会交互性，体现在学习是共同体协商的意义建构。情境要素交互要素强调认知主体与外在环境的相互作用，瓦雷拉认为知识和经验既不是对外在事物的简单反映，也不是主观臆造，而是通过人的身体与外在环境相互作用产生的，只有外在环境没有人的参与，认知过程不会发生，有人的参与而无外在环境的支持，认知内容将脱离现实。

情境认知理论与传统的行为主义对比，从“刺激—反应”转向“情境—互动”学习观；情境认知理论与经典建构主义的差异在于超越个体内部建构，强调“个体—环境—文化”协同作用。因此在教学过程中，要注重情境的创设，引导学生主动参与学习的过程，通过学生对情境的交互作用生成知识促进认知的发展。

（二）情境认知理论的数学教育价值

情境认知理论能够破解初中数学教学难题。2024 年全国初中数学素养监测显示，情境化教学班级在“函数概念理解”正确率达 78% ，显著高于传统班级的 52% ；使用超市购物情境教授方程组的班级，知识迁移能力提升 37% 。根据皮亚杰认知发展阶段论，12-15 岁学生正处于具体运算向形式运算过渡期。在“平面直角坐标系”教学中融入“校园导航设计”项目，使83% 学生顺利完成从具象定位到抽象坐标的思维跃迁。

情境认知理论辅助核心素养培养，从数学建模素养和实践创新素养两方面来培育。在数学建模素养方面，设计“家庭每月用电量预测”情境的初级建模来整合一次函数与数据分析；开展“社区停车场规划”项目的高级建模来综合运用二次函数、最值优化与几何测量。在实践创新素养方面，以“统计与概率”单元为例，在农村学校可设计“农产品产量预测”情境，城市学校可开展“地铁客流分析”项目，二者均需完成从数据收集到处理到决策的全链条实践。

重构情境认知理论的学习动力从动机激发维度和持续参与保障两方面来进行。在动机激发维度上，通过“斐波拉契数列与自然现象”解密活动激发认知动机，在“数学史情境剧”中体验祖冲之圆周率推算的执着精神来发展情感动机。在持续参与保障上，采用“情境难度阶梯模型”。例如，在第一个阶段，采用“封闭式情境”，给定数据的平均数计算，学生的认知负荷低；在第二个阶段，采用“半开放情境”，设计校园垃圾分类统计方案，学生认知负荷中等；在第三个阶段，采用“开放式情境”，预测城市未来人口发展趋势，学生的认知负荷高。

情境认知理论（Situated Cognition Theory）为解决上述问题提供了创新路径：在知识生成维度，布朗等学者主张“认知分布于工具、环境和社会关系”，数学理解本质上是通过情境参与建构意义的过程。在学习科学视角方面，维果茨基文化历史理论揭示，初中生（12-15 岁）正处于具体运算向形式运算过渡期，需要情境支架实现认知跃迁。在政策指导层面，新课标强调的“真实问题驱动”、“跨学科实践”与情境认知理论高度契合，形成教学改革的双重驱动力。

三、基于情境认知理论的初中数学境脉式教学的路径与策略

（一）真实问题情境创设

境脉式教学中的真实问题情境创设，可以通过生活化情境设计、跨学科情境整合和文化情境渗透等途径进行实施[4]。所谓生活化情境设计，指设计的生活化情境应选取与学生经验密切相关的真实问题。例如，在七年级“统计调查”单元教学中，可设计“班级同学手机使用情况调查”；在八年级的“一次函数”教学中，可引入“共享单车费用计算”的案例。对于跨学科情境整合，就是要建立数学与其他学科的自然联系，跨学科地培养学生核心素养。例如，将黄金分割与美术、生物学科中的比例现象结合；利用物理中的运动问题引入函数图像分析。进行境脉式教学的文化情境渗透，挖掘数学史中的情境资源，将数学知识与数学史文化相结合。例如，通过《九章算术》中的“盈不足”问题引入方程概念；结合建筑中的几何元素讲解相似三角形。

当然，境脉式教学设计的问题情境，应符合学生最近发展区，情境难度应略高于现有水平但可达。例如，对七年级学生设计“校园植物分类统计”而非复杂的市场预测模型。问题情境设计还应兼顾城乡差异，对农村学生可设计农产品销售情境，城市学生则可侧重科技应用情境。问题情境设计应控制情境复杂度，避免因情境过于复杂而淹没数学本质，如简化实际问题中的冗余信息。

（二）知识境脉网络构建

境脉式教学中的知识境脉网络构建，可以通过概念的多境脉呈现、知识链的情境串联和认知冲突情境设计等途径进行实施。所谓概念的多境脉呈现，指对关键概念设计 3-5 种不同情境的变式，发展学生的举一反三的拓展思维。例如，“概率”概念可通过天气预报、彩票、遗传规律等不同领域呈现。对于知识链的情境串联，就是要以情境为主线组织单元教学，促使学生发展自身知识体系的构建，系统化接受和发展学习。例如，以“设计校园导航系统”贯穿“平面直角坐标系”整个单元；用“饮料包装优化”串联“立体几何”表面积与体积知识。进行认知冲突情境设计，情境认知理论是建立在设置的问题情境基础上，在设计问题情境中应有意制造情境与原有认知的矛盾，学生在开展情境认知的时候具备一定的知识储备的同时有一定的求知欲。过于熟悉的问题情境对于学生来说没有吸引力，过于生疏的问题情境容易导致学生求知欲不高。例如，设计 ^α1=0.999.. .”的购物找零情境引发分数与小数关系的深度思考。

（三）社会互动情境营造

境脉式教学中的社会互动情境营造，可以通过角色扮演活动、协作问题解决和数学交流社区建设等途径进行实施。所谓角色扮演活动，指在社会互动情境中设计学生模拟真实社会角色的环节，增强学生的代入感，丰富问题情境为学生带来的总结反思。例如，在“数据分析”教学中组织学生扮演统计员、市场分析师等角色。对于协作问题解决，就是在设计社会互动情境中应设计需要团队合作的情境任务，集思广益的协同解决问题，不应把学生单独设计。例如，“测量旗杆高度”项目需要小组分工使用不同测量方法。进行数学交流社区建设，设计社会互动情境的过程中创建线上线下结合的讨论环境，有助于学生创新思维的发展。例如，利用网络平台开展“生活中的函数”案例分享会。

在设计问题情境的境脉式教学的过程中，教师角色应适宜的转型。从知识传授者到情境设计师，教师需具备敏锐的生活观察力和跨学科知识整合能力。从主导者到协作者，教师在教学过程中适时提供“支架”，如“二次函数最值问题”中逐步撤去商业情境中的提示。教师应做好反思性实践者，通过撰写情境教学日志，持续优化情境设计。

（四）境脉化评价体系设计

境脉式教学中的境脉化评价体系设计，可以通过情境性评价任务、成长档案袋评估和多元主体参与评价等途径进行实施。所谓情境性评价任务，指在境脉式教学中设计开放性的情境问题，开展学生自主讨论和发言，教师评价学生的想法帮助发展。例如，设计“如何用统计知识说服校长延长课间休息时间”问题。对于成长档案袋评估，就是要在境脉式教学中收集学生在各类情境中的作品，建立学生的成长档案袋，便于评估。成长档案袋包括调查报告、数学建模方案、项目反思等。进行多元主体参与评价，境脉化的评价体系中应引入家长、社区人员等评价主体，多元化主体有利于辩证的看待学生的成长。例如，邀请家长评价学生在家庭理财情境中的数学应用表现。

在开展境脉式教学的过程中应规避一些潜在问题。首先是防止情境的形式化，避免为情境而情境，确保每个情境都有明确的数学目标。其次，应当平衡情境与抽象的关系，在情境体验后及时引导抽象概括，如从具体测量活动归纳勾股定理。最后，教师应当合理分配教学时间，可以采用5-10 分钟左右的“微情境”与1-2 周左右的“项目式情境”相结合的方式。

结语：

本研究基于情境认知理论构建的境脉式教学框架，通过真实问题情境创设、知识境脉网络构建、社会互动情境营造和境脉化评价体系设计，为破解初中数学教学中“去情境化”困境提供了可行路径。未来研究可进一步探索，如不同数学内容领域的情境设计差异；信息技术支持下的虚拟情境创设；境脉式教学对学生长期数学能力发展的影响。作为数学教育工作者，我们应持续探索数学知识与现实世界之间的丰富境脉，让数学学习真正成为有意义的实践参与。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部 . 义务教育数学课程标准 (2022 年版 )[S]. 北京师范大学出版社 ,2022.

[2] 罗祖兵 , 赵力慧 . 境脉式教学：指向素养发展的知识教学路径 [J]. 教育科学研究 ,2024,(08): 52-60.

[3] 周 友 琴 . 境 脉 学 习 设 计： 让 小 学 数 学 课 堂 焕 发 生 机 [J]. 文 理 导 航 ( 下旬 ),2024,(05):58-60.

[4] 徐斌艳. 数学情境与数学问题提出[M]. 华东师范大学出版社,2018.