数学课堂中的视觉加工

二、数学课堂中的视觉加工

数学课堂中学生的注意加工是以视觉加工为主。80年代初期，Treisman提出的特征整合模型把注意和知觉加工的内部过程紧密地结合起来，并用“聚光灯”形象地比喻注意的空间选择性。根据这一模型，视觉处理过程被分为两个相互联系的阶段，即预注意和集中注意阶段。前者对视觉刺激的颜色、朝向和运动等简单特征进行快速、自动的并行加工，各种特征在大脑内被分别编码，产生相应的“特征地图”。特征地图中的各个特征构成预注意的表象。预注意加工是一个“自下而上”的信息处理过程，并不需要集中注意。特征地图中的各个特征在位置上是不确定的，要获得物体知觉就需要依靠集中注意，通过“聚光灯”对“位置地图”进行扫描，把属于被搜索目标的各个特征有机地整合在一起，实现特征的动态组装。1989年，Gray指出集中注意可以引起与被注意事件相关的神经元的同步发放，同步发放通常表现为频率为40赫左右的同步振荡。这一发现为注意的特征整合模型提供了神经生理证据。根据已有的研究结果，Posner把注意网络分为三个子系统：前注意系统、后注意系统和警觉系统。前注意系统主要涉及额叶皮层、前扣带回和基底神经节。后注意系统主要包括上顶皮层、丘脑枕核和上丘。警觉系统则主要涉及位于大脑右侧额叶区的蓝斑去甲肾上腺素到皮层的输入。这三个子系统的功能可以分别概括为定向控制、指导搜索和保持警觉。从上述研究可以看出，视觉加工的基本模型如图3－1－1：

图3－1－1

例如，在人教版七年级下《全面调查举例》教学中，当教师提出“要组织全班同学去五个景点集体旅游，要求确定合理的旅游景点问题”时，学生首先要进行“合理选择景点”的任务的定向控制，这时注意加工是自动的平行加工，首先勾起学生自己对这些景点的整体表象和自动的评价，课堂上出现的是按照自己喜好而说出某一个景点，学生的回答是乱哄哄的，接着开始感知同伴中的不同看法，进一步搜索解决意见不一问题的方法，对提出的任务的特征“集体行动”和“体现多数意愿”进行特征定位和联系，最后形成这两个特征和任务的捆绑——搜索解决意见不一问题的方法（少数服从多数原则和全面调查方法）。当然，在选景点任务完成后，需要引导把注意聚焦到用数学的观点归纳操作过程，从中提炼出全面调查的相关数学知识和数学思想方法。