情境创设对小学数学不同层次学生认知内驱力的影响及策略

摘要：

当前教材情境设计存在认知梯度单一化倾向，导致低认知层次学生参与度不足与高认知层次学生挑战性欠缺并存的双重困境。基于社会认知理论与自我决定理论框架，构建了包含真实性、适切性、启发性的三维情境评价模型。研究提出梯度式情境适配策略，强调在概念引入阶段强化具象情境支撑，在知识应用环节注重情境复杂度分层设计，并通过跨学科情境整合促进高阶思维发展。这些发现为优化教材情境配置、实施精准化教学干预提供了理论依据，对推动"双减"背景下小学数学教育质量提升具有实践指导价值。

关键词：情境创设；小学数学；认知内驱力；分层教学；苏教版教材

引言：随着基础教育改革的深化，小学数学教育从知识传授转向核心素养培养的趋势日益明显。数学作为一门具有高度抽象性的学科，传统以公式记忆为主的教学方式容易导致学生产生认知隔阂，特别是对思维发展处于具体运算阶段的小学生而言，单一的知识灌输模式难以有效激发学习动力。这种现象在城乡结合部及农村小学尤为突出，调查显示超过半数的中低年级学生将数学视为"最难理解的学科"。

一、 情境教学在小学数学教育中的研究目的

情境教学法在此背景下逐渐成为教学改革的重要突破口。该方法通过将抽象的数学概念转化为可感知的生活场景，使学生在模拟超市购物、校园规划等真实任务中建立数感与量感。苏教版教材作为全国使用范围较广的版本，其情境设计注重生活化与趣味性，但在实际教学中仍存在情境与认知水平错位现象：低年级情境过于强调趣味性而弱化思维训练，高年级情境则存在复杂度跳跃问题。这种矛盾在混合能力班级中尤为突出，直接影响到学生的课堂参与度与知识迁移能力。

选择苏教版教材作为研究对象，源于其"生活数学"编写理念与情境教学法的高度契合。教材中设置的"生活实验室""智慧广场"等特色板块，为观察情境教学效果提供了天然实验场。通过系统分析教材情境类型与学生认知反馈的对应关系，研究期望构建包含真实性、适切性、启发性的三维评价模型，为教师提供可视化的教学设计工具。

二、苏教版小学数学情境创设与学生认知内驱力现状分析

（一）苏教版教材情境创设的典型模式与实施特征

苏教版小学数学教材的情境创设形成了独具特色的实施体系，其典型模式主要体现在生活化还原、游戏化嵌入、问题链驱动三个维度。教材编者注重将数学概念与儿童生活经验相结合，构建了"家庭生活""校园活动""社区观察"三类基础情境框架。例如在"认识人民币"单元中，通过设计模拟超市购物场景，将货币计算分解为价格对比、找零核算、预算控制等渐进式任务，这种情境编排既保持了数学知识的系统性，又实现了生活经验的课程化转化。

教材情境创设的另一个突出特征是真实性与趣味性的有机统一。通过设置"数学乐园""智慧广场"等特色板块，将计算练习转化为闯关游戏。例如在乘法口诀教学中设计"数字迷宫"情境，学生需要运用正确的口诀解锁前进路径。这种游戏化设计有效缓解了机械记忆的枯燥感，同时培养了策略性思维。值得注意的是，教材特别关注城乡学生的共同经验，避免选择城市化倾向过强的情境素材，如在"测量"单元同时呈现农田丈量和教室面积计算两种案例。

（二）不同层次学生认知内驱力的差异化表现及归因

在苏教版小学数学教学实践中，不同认知层次学生呈现显著的内驱力差异。对低认知层次学生而言，其认知内驱力多表现为任务导向型特征，仅在教师明确指导步骤、提供具体操作范例时能保持基础学习动机。这类学生在面对复合型情境任务时容易出现思维断层，如在解决需要多步骤推理的"校园花坛面积优化"问题时，超过60%的低认知学生仅能完成基础测量环节。其认知停滞点主要出现在情境要素的抽象转化环节，无法将具体测量数据与数学公式建立有效关联。

中等认知层次学生展现出典型的过程依赖特征，其内驱力水平与情境的脚手架支持度呈正相关。这类学生在"超市购物模拟"等结构化情境中表现活跃，能通过教师提供的计算模板完成找零核算等基础任务，但在需要自主设计解决方案的开放性情境中，如"春游路线规划"任务，常因决策依据不足导致探究中断。其认知瓶颈主要源于迁移应用能力薄弱，难以将课堂习得的解题模式灵活调整至新情境。

高认知层次学生表现出强烈的自主探究倾向，其内驱力呈现显著的挑战寻求特征。在教材设置的"数学智慧宫"拓展情境中，这类学生能主动整合跨单元知识解决复杂问题，如在"节水系统设计"项目中，会自发运用分数运算、图表分析等多重技能。但现行教材情境的思维纵深度难以满足其需求，尤其在几何与统计模块，多数拓展任务仍停留在单一技能应用层面。

这种差异化表现的归因可从认知负荷理论视角解析：低认知学生因工作记忆容量限制，易在复杂情境中产生认知超载；中等认知学生受限于图式整合能力，难以实现知识的条件化存储；高认知学生则因现有情境的认知挑战不足，无法激活其最近发展区的潜能。教材情境的梯度设置偏差加剧了这种差异，同一教学单元内不同层次学生常面临"吃不饱"与"吃不了"并存的困境。

三、 情境创设对认知内驱力的影响机制与优化策略

（一）分层情境设计对学生认知激活的差异化影响

分层情境设计在数学教学中展现出显著的认知激活效应，其作用机制因学生认知基础差异呈现明显分化。对低认知层次学生而言，具象化生活情境的嵌入能有效搭建知识理解的脚手架。例如在"分数概念"教学中，通过设计蛋糕均分、果汁调配等生活场景，将抽象数学符号转化为可操作的具体任务，使学生在动手实践中逐步建立数感。这类情境通过降低认知负荷，帮助基础薄弱学生跨越符号理解的障碍，其认知激活点主要发生在直观操作向数学思维转化的关键阶段。

中等认知层次学生的认知激活则更多依赖于结构化情境的梯度设计。以苏教版教材中"校园绿化面积计算"任务为例，通过分解测量、公式选择、误差修正等子任务，引导学生在递进式问题解决中实现知识迁移。这类设计通过设置适度的认知冲突，如故意提供不完整数据或非常规图形，促使学生主动调用已有知识储备进行策略调整。教学观察发现，此类学生在阶梯式情境中的参与度较传统讲授模式有明显提升，其认知活跃度与情境的思维挑战性呈现正向关联。

对于高认知层次学生，开放式问题情境最能激发其深层认知潜能。在"节水系统设计"跨学科项目中，学生需要综合运用比例计算、统计分析和空间规划等多领域知识，这种复杂性情境恰好契合其认知发展需求。研究显示，高认知学生在面对非结构化问题时，其思维活跃区域从单纯的记忆提取扩展至创造性解决方案的构建，表现出更强的知识整合与批判性思维能力。但需注意情境复杂度的适度控制，避免因挑战过度导致认知焦虑。

差异化影响的内在机制可从认知资源分配角度解释：低认知学生的工作记忆容量有限，需要情境提供明确的认知锚点；中等认知学生具备基础图式网络，需要情境刺激促进知识联结；高认知学生则依赖情境提供的认知张力激发高阶思维。教学实践中，教师应根据实时学情动态调整情境参数，如在几何教学中对低认知组保留实物模型支持，而对高认知组逐步撤除可视化辅助，引导其向抽象思维过渡。这种弹性化的情境适配策略，能最大限度发挥分层设计的教学效能。

（二） 基于最近发展区的动态情境优化策略体系

在维果斯基最近发展区理论框架下，动态情境优化策略强调通过持续调整情境复杂度与支持力度，帮助学生在现有认知水平与潜在发展区间实现有效跨越。该策略体系包含三个核心要素：诊断性学情评估、弹性情境支架设计、动态反馈调节机制，共同构成支持学生认知跃迁的教学闭环。

（一）实施过程中首要任务是建立精准的学情诊断工具。

教师可采用"情境反应观察量表"，通过观察学生在典型数学情境中的问题解决表现，记录其独立完成任务的最高水平与在同伴协作中能达到的潜在水平。例如在"小数加减法"教学中，设计超市价签纠错、购物清单核算、促销方案设计三级任务，分别对应识记、应用、创新不同认知层次，快速定位学生的最近发展区边界。

（二）弹性情境支架设计遵循"分层启动-渐进撤除"原则。

针对低认知学生，在几何图形认知初期保留实物模型与操作指南，待其建立空间观念后逐步过渡到平面图形分析；对高认知学生则在问题解决初期提供少量线索提示，鼓励其自主构建解题策略。例如在统计图表教学中，为低认知组提供数据分类模板和制图步骤示意图，而高认知组直接面对原始调查数据，自主选择图表类型进行信息可视化。

（三）动态反馈调节通过"情境复杂度旋钮"实现精准干预。

教师依据课堂实时反馈，运用四维调节机制：情境真实性（虚拟场景与真实任务的比例）、认知负荷（信息处理步骤数量）、互动形式（个体探究与小组合作比重）、表征方式（具象操作与符号推理的配比）。如发现低认知学生在分数应用题中出现理解障碍，可即时调高情境真实性，组织实物等分操作；若高认知学生快速完成基础任务，则调升认知负荷，嵌入跨学科情境延伸。

结论：

教学改进需重点关注三个方面：一是开发情境复杂度评估工具，帮助教师精准匹配情境与学生认知水平；二是构建校本题库，收集整理具有地域特色的真实情境案例；三是建立教师情境设计能力培训体系，通过案例分析、情境重构工作坊等形式提升教学适应性。这些措施能有效促进"双减"背景下课堂教学质量的整体提升，使情境教学真正成为激发学生数学学习内驱力的有效途径。

参考文献：

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