问题解决与认知模拟--以数学问题为例

魏雪峰著的这本《问题解决与认知模拟--以数学 问题为例》以数学教育学和学习科学关于问题解决过 程的研究成果为基础，以我国小学数学问题为研究对 象，探索了问题解决认知过程的分析方法。研究过程 中以问题解决认知过程分析、应用为主线，研究内容 包括三部分：(1)构建了小学数学问题解决认知模型 CMMPS；(2)实现了小学数学问题解决认知过程模拟， 通过口语报告实验对认知模拟进行了实证研究；(3) 介绍了基于认知模型的“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实证研究。本 研究的开展能够深入理解问题解决的认知过程，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。

魏雪峰，男，山东莱芜人，北京师范大学教育技术学专业博士，鲁东大学教育科学学院副教授、硕士生导师。主要从事数学问题解决与思维教学、信息技术教育应用等方面的研究。近年来，主持完成 人文社会科学研究青年基金项目、山东省软科学研究计划项目等多项省部级课题。在《电化教育研究》《中国电化教育》等CSSCI期刊和高水平国际会议上发表论文20余篇（第一作者）。获得山东省社会科学优秀成果奖三等奖、山东省教育科研优秀成果奖一等奖等多项科研成果奖。荣获“北京师范大学优秀毕业研究生（博士学术优秀型）”、北京师范大学“优秀研究生奖”等多项荣誉称号。兼任《开放教育研究》等CSSCI期刊外审评审专家、IEEE学习科技技术委员会委员。

第一章 绪论 第一节 研究背景 第二节 问题提出 第三节 本书结构 第二章 国内外研究现状 第一节 核心概念 第二节 一般问题解决的过程模型 一 国外研究 二 国内研究 三 述评 第三节 数学问题解决的过程模型 一 国外研究 二 国内研究 三 述评 第四节 数学问题解决认知过程分析 一 解题过程中的问题表征 二 问题解决过程中的语句表征 三 问题解决过程中的图式 四 问题表征与解题效果 五 述评 第五节 小结 第三章 问题与研究设计 第一节 问题聚焦：拟解决的关键问题 第二节 研究框架 第三节 研究方法 第四节 研究假设 第五节 理论基础 第六节 研究意义 一 理论意义 二 实践价值 第七节 小结 第四章 小学数学问题解决认知模型 第一节 小学儿童的心理特点 一 小学儿童思维发展特点 二 小学儿童内部语言的发展特点 三 小学儿童记忆发展特点 四 认知神经科学中的小学儿童数学认知研究 五 启示：构建认知模型的理论基础 第二节 小学数学各类问题解题过程分析 一 “数与代数”类问题 二 “图形与几何”类问题 三 “统计与概率”类问题 四 启示：构建认知模型的实例基础 第三节 小学数学问题解决认知模型 一 认知模型 二 认知模型的特点 三 认知模型的几点说明 四 认知模型的教育意义 第四节 小结 第五章 小学数学问题解决认知模拟 第一节 认知模拟依据 第二节 认知模拟工具 一 ACT-R工具 二 ACT-R应用领域 三 ACT-R认知神经学基础 第三节 认知模拟 一 程序性知识问题解决认知模拟 二 陈述性知识问题解决认知模拟 第四节 程序性知识问题解决认知模拟实证研究 一 目的 二 方法 三 结果分析 四 讨论 第五节 陈述性知识问题解决认知模拟实证研究 一 目的 二 方法 三 结果分析 四 讨论 第六节 认知模拟的贡献及局限性 第七节 小结 第六章 基于认知过程的小学数学探究问题设计 第一节 探究问题设计相关研究 一 探究教学模式及策略 二 关于探究问题的类型与设计 三 信息技术支持的数学探究学习 四 评述 第二节 探究问题设计依据与原则 一 探究问题设计依据 二 探究问题设计原则 第三节 典型探究问题设计 一 “众数”课前探究题设计 二 “圆柱侧面积”课前探究题设计 第四节 探究问题教学应用 一 实验班与对比班推理能力比较 二 实验班数学推理能力比较分析 第五节 小结 第七章 “一对一”认知诊断 第一节 小学数学问题认知诊断 一 学生解答应用题认知诊断分析 二 认知神经科学领域中的数学认知诊断 第二节 “一对一”认知诊断的目的及特点 第三节 基于认知模型的“一对一”诊断 一 诊断流程 二 认知模型的作用 第四节 对数学教学的启示 一 关注学生的能力差异 二 有助于数学认知障碍的早期鉴别和干预 三 有针对性的开展面向数学认知障碍群体的特殊辅导 四 合理利用学生“最近发展区”，促进认知发展 第五节 小结 第八章 “一对一”认知诊断的教学实践应用 第一节 实验设计 第二节 陈述性知识“一对一”认知诊断实证研究 一 目的 二 方法 三 结果分析 四 讨论 第三节 程序性知识“一对一”认知诊断实证研究 一 目的 二 方法 三 结果分析 四 讨论 第四节 实验结果对数学教学的启示 一 从生活实际出发，创设问题情境、合理设计典型问题 二 将问题解决的阶段融入课堂教学中，帮助学生形成良好的解题思路 三 学生解题遇到困难时，教师提供恰当的提示 四 重视对学生解题兴趣、态度、意志力等的培养 第五节 小结 第九章 数学课堂交互过程认知模拟 第一节 已有课堂交互分析方法 一 行为系统视角 二 信息系统视角 三 对已有分析方法的评述一 第二节 课堂交互认知分析与模拟 一 学习科学的兴起 二 课堂交互认知分析框架 三 典型课堂交互认知分析与模拟 第三节 认知过程分析对课堂教学的启示 第四节 小结 结论 附录 附录一 “异分母相加”问题解决认知模拟程序 附录二 “众数”问题解决认知模拟程序 附录三 认知诊断表 附录四 学生调查问卷 附录五 教师访谈提纲 参考文献 后记