教育神经科学与国民素质提升系列丛书：教育神经科学视野中的数学教育创新 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周新林 著，周加仙，[美] 库尔特·W.费希尔 编

图书标签:

• 教育神经科学
• 数学教育
• 教育创新
• 国民素质
• K12教育
• 认知科学
• 学习科学
• 脑科学
• 教学方法
• 教育心理学

出版社： 教育科学出版社

ISBN：9787519109547

版次：1

商品编码：12130749

品牌：教育科学出版社（ESPH）

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-06-01

用纸：胶版纸

编辑推荐

基础教育阶段的数学教学是我国基础教育的强项，然而，针对其的讨论却从未停歇：我们还面临哪些问题？如何解决这些问题？脑和认知方面的知识不一定能够完全解决这些问题，但是能够给广大一线数学教师及教育管理者提供一个新的视野。教育神经科学提供的视野是全新的，提供的证据是非常有力量的，甚至已经对我国的教育教学改革产生了实际的作用。不论是对学习困难的探讨，还是对数学应用与创新的思考，相信所有关注数学教育的读者都能从本书中得到大量有用的信息，收获新的启迪。

内容简介

我国在基础教育阶段的数学教学中取得了很好的成绩，学生的数学基础在国际比较中名列前茅，但基础教育阶段的数学教学仍有许多问题需要解决。教育神经科学是解决这些问题的一个新视角。本书的作者都是在数学认知领域有过比较系统研究的国内学者。本书收录的研究主要关注数学脑的基本特征、不同层次的数学加工过程及其认知和脑机制。这些研究虽然不能解决数学教育教学中的所有问题，但它们为如何促进学生科学有效地学习、如何进行课堂教育教学改革、如何培养学生的数学创新和应用能力带来了启示。

作者简介

丛书主编：

周加仙，华东师范大学教育神经科学研究中心副主任，《教育生物学杂志》执行主编、《心理学进展》编委。2011年被遴选为国际心智、脑与教育学会执行理事、中国教育学会脑科学与教育分会理事；同年，入选上海市浦江人才计划。

库尔特·费希尔（Kurt W. Fischer）教授，哈佛大学教育研究院心智、脑与教育专业负责人，教育与发展专业教授。他是国际心智、脑与教育学会的创始人与首任会长，是学术期刊《心智、脑与教育》（Mind，Brain and Education）的创刊人与首任主编，2011年被聘为华东师范大学教育神经科学研究中心名誉教授。

目录

第一部分 数学脑总论
第一章 数量加工的脑机制（崔佳歆 周新林） / 003
第二章 数学认知的顶叶“形状加工假设”（周新林） / 023
第三章 数学学习的脑机制及其对数学教育的启示（李小溪） / 041
第四章 经验塑造的中国人算术脑特征（周新林 卫薇 陈传升 董奇） / 049

第二部分 数感、心理数轴与早期数学训练
第五章 近似数量系统在数学加工中作用的认知与脑机制（张译允 申超然 周新林） / 073
第六章 儿童数字线估计能力的发展与促进研究（许晓晖 潘茂明 吕雪娇 王澜 白璐 闫颖 扆茜） / 089
第七章 数感和心理数轴的集体训练对幼儿早期数学能力的促进研究（秦霁柯 周新林） / 103

第三部分 精算、估算与数学教学策略
第八章 算术估计策略运用个体差异研究的回顾与展望（司继伟 李红霞 黄碧娟） / 131
第九章 估算与精算相结合的教学策略（吴增生） / 153

第四部分 心算、工作记忆与教学启示
第十章 珠心算研究的概述（陈飞燕） / 175
第十一章 珠心算训练对儿童数学、认知转换能力及其关系的影响（王春杰 耿凤基 姚远 翁健 胡玉正 陈飞燕） / 191
第十二章 心算与工作记忆的关系及其对教学的启示（王佳 刘儒德 代曼 徐乐） / 217

第五部分 小数、分数的加工及其对教学的启示
第十三章 分数和小数加工的差异：一项 ERP 研究（张丽 王琦 周新林） / 231
第十四章 儿童对分数概念的理解（辛自强 夏庆 刘春晖 陈英和） / 253
第十五章 学生分数加工模式及其对教学的启示（刘颖 刘儒德 高婷 徐乐） / 279

第六部分 数学推理的认知神经机制及其对数学教育的启示
第十六章 归纳推理认知成分的功能定位和成分分离（贾秀琴 梁佩鹏） / 291
第十七章 数字归纳推理的认知神经机制及其启示（梁佩鹏 贾秀琴） / 311
第十八章 小学一年级学生算术应用题解决的相关因素分析（曾捷英） / 323
第十九章 数学应用题解决的认知与脑机制（刘航 李雷年 周新林） / 333

第七部分 语言与数学计算
第二十章 听觉通道条件下的数字计算：语言转换的影响（张明亮 杨佃霞 贾国敬 司继伟） / 349
第二十一章 言语化数学的脑机制（刘洁 张晗 陈传升 周新林） / 369

第八部分 数学能力的个体差异与教育
第二十二章 儿童计算能力的性别差异（卫薇 陈传升 袁莉 周新林） / 381
第二十三章 数学能力性别差异的脑机制（卫薇 王玺 万斯睿） / 417
第二十四章 数学成绩差异的认知因素与脑机制（张静远 周新林） / 427
第二十五章 超常计算能力者的认知行为与神经机制研究综述（刘洁 周新林） / 445

第九部分 数学学习的认知机制与策略
第二十六章 高等数学的相关认知因素研究（卫薇 陈艳 袁洪波 陈传升 周新林） / 457
第二十七章 “解释法”“解释 - 标记法”样例设计及“分步呈现”对小学生代数运算规则样例学习的促进（杜雪娇 张奇） / 493
第二十八章 数学运算规则样例学习的研究与教学实践（张奇 杜雪娇） / 513

第十部分 计算障碍与数学学习困难
第二十九章 发展性计算障碍的认知机制：领域一般性认知还是领域特异性认知？ （程大志 周新林） / 537
第三十章 发展性计算障碍的视知觉加工机制研究（程大志 周新林） / 565
第三十一章 发展性计算障碍的子类型（杨佳欣） / 581
第三十二章 发展性计算障碍的认知神经机制研究进展（张丽 李相南 谢芳） / 599
第三十三章 通过测验建构知识体系促进数学学困生数学学习（张译允 王利 周新林） / 613

教育神经科学与国民素质提升系列丛书：教育神经科学视野中的数学教育创新 图书简介 本书深入探索教育神经科学的最新研究成果，并将其巧妙地融入数学教育的创新实践之中。在日益强调个体差异、终身学习和创新能力培养的今天，理解大脑的学习机制，已成为推动教育变革的关键。本书旨在为广大教育工作者、研究者、政策制定者以及对数学教育充满热情的读者，提供一个全新的、基于科学的视角，以期重塑数学教学的理念与方法，最终服务于国民整体素质的提升。 第一章：教育神经科学：理解学习的大脑 在这一章中，我们首先将带领读者走进教育神经科学的奇妙世界。什么是教育神经科学？它如何连接大脑科学与教育实践？我们将简要回顾其发展历程，重点阐释其核心概念，例如： 神经可塑性（Neuroplasticity）： 大脑并非一成不变，而是在学习和经验中不断重塑自身结构和功能。这意味着无论学习者的年龄、背景如何，都有巨大的发展潜力。我们将探讨这种可塑性如何为个性化学习和因材施教提供了理论基础。 认知功能（Cognitive Functions）： 学习涉及一系列复杂的认知过程，包括注意力、记忆、执行功能（如计划、抑制、工作记忆）、问题解决和元认知。我们将深入解析这些功能在大脑中的神经基础，以及它们在数学学习中的具体作用。例如，工作记忆对于理解和操作多步数学问题至关重要，而注意力缺陷可能会严重阻碍学习的进程。 情绪与动机（Emotion and Motivation）： 长期以来，情绪在教育中的作用被低估。研究表明，积极的情绪（如好奇心、兴趣、成就感）能够显著提升学习效率，而负面情绪（如焦虑、恐惧、挫败感）则可能阻碍学习。我们将探讨大脑中处理情绪的区域（如杏仁核、前额叶皮层）如何影响学习者的参与度和毅力，并提出如何创设积极的学习环境以激发内在动机。 感觉运动整合（Sensorimotor Integration）： 学习并非纯粹的抽象思维过程。我们的身体和感官在认知发展中扮演着不可或缺的角色。触觉、视觉、听觉以及身体运动之间的协调，能够帮助大脑更好地理解和处理信息。我们将探讨如何利用多感官学习和具身认知（Embodied Cognition）的原理，让数学学习变得更加生动和深刻。 学习风格与个体差异（Learning Styles and Individual Differences）： 虽然“学习风格”的概念存在争议，但教育神经科学强调大脑在接收、处理和储存信息方面的个体差异。这些差异可能源于遗传、环境和早期经验。我们将讨论如何识别和尊重这些差异，并根据大脑的工作模式设计更具适应性的教学策略。 第二章：数学学习的大脑机制 数学学习并非单一的学习过程，它涉及大脑多个区域的协同工作，以及多种认知功能的整合。本章将聚焦数学学习特有的神经基础： 数字表征（Numerical Representation）： 大脑如何理解和处理数字？我们将介绍“数字线”（Mental Number Line）模型，以及大脑中负责处理数量、大小和顺序的区域（如顶叶皮层）。我们将探讨不同类型的数字表征（如符号性表征、数量性表征）之间的联系，以及如何帮助学习者建立扎实的数感。 计算（Calculation）： 从简单的加减到复杂的乘除，计算过程涉及工作记忆、长时记忆（存储运算规则和事实知识）以及执行功能（如选择合适的运算策略）。我们将剖析大脑在执行不同类型计算时的激活模式，并探讨如何通过有效的练习和策略指导来提升计算能力。 空间推理与几何（Spatial Reasoning and Geometry）： 数学，尤其是几何，与空间感知和推理能力紧密相关。我们将探讨视觉空间皮层、顶叶脑区等在理解形状、位置、方向以及进行空间操作中的作用。我们将阐述如何利用可视化工具、动手操作以及空间解谜游戏来激活和发展学习者在这方面的能力。 抽象思维与符号理解（Abstract Thinking and Symbol Understanding）： 数学的高度抽象性是其挑战性所在。学习者需要理解数字符号、运算符号、代数表达式等抽象概念。我们将探讨前额叶皮层等区域在抽象思维、逻辑推理和符号操作中的作用，并讨论如何通过类比、模型和可视化来逐步引导学习者走向抽象。 数学焦虑与恐惧（Math Anxiety and Phobia）： 许多学习者对数学感到恐惧，这种焦虑会对认知功能产生负面影响，如干扰工作记忆、降低注意力。我们将深入分析数学焦虑的大脑机制，包括杏仁核的过度激活和前额叶皮层的抑制作用。在此基础上，我们将提出基于神经科学的策略，帮助学习者克服数学焦虑，重拾学习信心。 第三章：教育神经科学驱动的数学教学创新 基于前两章的理论基础，本章将进入实践层面，探讨如何运用教育神经科学的原理设计和实施创新的数学教学： 个性化与差异化教学（Personalized and Differentiated Instruction）： 认识到大脑学习机制的个体差异，我们将提供如何根据学习者的认知特点、现有知识水平和学习进度，设计个性化学习路径和差异化教学活动的具体方法。这包括： 基于诊断性评估（Diagnostic Assessment）： 利用神经科学的洞见，设计更精准的评估工具，识别学习中的具体障碍，而非仅仅关注结果。 多路径学习（Multiple Pathways to Learning）： 提供不同的学习材料（文本、视频、音频、模型）、不同的活动形式（独立练习、小组合作、项目式学习）以及不同的反馈方式，以满足不同学习者的需求。 灵活分组（Flexible Grouping）： 根据学习目标和学生当前掌握情况，动态调整学习小组，促进互助学习。 具身学习与多感官教学（Embodied Learning and Multisensory Teaching）： 强调身体与学习的联系，我们将介绍如何将具身认知和多感官体验融入数学课堂： 动手操作与模型构建（Hands-on Manipulation and Model Building）： 利用积木、计数器、操作卡片等实体教具，让抽象的数学概念具象化。例如，使用糖果或积木来理解分数、百分比或代数表达式。 运动与游戏化（Movement and Gamification）： 将数学练习融入体育活动或设计数学游戏，利用运动促进大脑活力，增强记忆。例如，通过设计数学寻宝游戏来练习几何概念。 视觉化与图形化（Visualization and Graphic Representation）： 鼓励学习者使用图表、图形、思维导图等工具来表达数学思想，帮助他们建立概念之间的联系，并促进抽象思维的发展。 激活情绪与动机的教学策略（Strategies for Activating Emotion and Motivation）： 建立安全和支持性的学习环境（Creating a Safe and Supportive Learning Environment）： 降低学习者的焦虑感，鼓励提问和犯错，培养成长型思维。 激发好奇心与探究精神（Fostering Curiosity and Inquiry）： 提出开放性问题，引导学生主动探索数学中的奥秘，鼓励他们提出自己的猜想和解决方案。 提供有意义的挑战和即时反馈（Providing Meaningful Challenges and Immediate Feedback）： 设计既具挑战性又不至于令人生畏的任务，并及时给予具体、建设性的反馈，帮助学习者了解自己的进步和需要改进的地方。 连接数学与现实生活（Connecting Math to Real-Life Applications）： 展示数学在日常生活、科学技术、艺术设计等领域的应用，让学习者看到数学的价值和意义。 优化执行功能与元认知能力（Optimizing Executive Functions and Metacognitive Skills）： 教授问题解决策略（Teaching Problem-Solving Strategies）： 系统地教授学生如何理解问题、制定计划、执行策略、评估结果等问题解决的通用步骤。 培养计划与组织能力（Developing Planning and Organizational Skills）： 引导学生分解复杂任务，设定短期目标，管理学习时间，整理学习资料。 发展自我监控与反思能力（Fostering Self-Monitoring and Reflection）： 鼓励学生在学习过程中思考“我正在做什么？我为什么这么做？我的方法有效吗？我还能做得更好吗？”，从而提升其学习效率和独立性。 利用技术促进学习（Leveraging Technology to Enhance Learning）： 探讨如何利用教育技术，如交互式白板、教育应用程序、虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等，来提供个性化学习体验，丰富学习材料，可视化抽象概念，并提供即时反馈。但同时强调技术是工具，核心在于其背后所蕴含的教育神经科学原理。 第四章：国民素质提升与数学教育的未来 本章将视角拉升至宏观层面，探讨教育神经科学视野下的数学教育创新如何为国民素质的整体提升贡献力量： 培养批判性思维与解决复杂问题的能力（Cultivating Critical Thinking and Complex Problem-Solving Skills）： 在一个信息爆炸、变化迅速的时代，具备独立思考、分析判断、解决复杂问题的能力至关重要。数学教育，通过其严谨的逻辑性和对抽象概念的掌握，是培养这些能力的重要载体。教育神经科学的介入，将帮助我们更有效地激发学习者的认知潜能，让他们在面对未知时，能够运用所学知识和思维方式，找到有效的解决方案。 塑造科学素养与创新精神（Shaping Scientific Literacy and Innovative Spirit）： 数学是科学的语言，扎实的数学基础是理解和探索科学世界的重要前提。通过创新的数学教学，我们可以帮助学习者建立科学探究的思维模式，理解科学原理，并在此基础上激发他们的好奇心和创造力，为未来的科学发展和技术创新储备人才。 促进终身学习与适应能力（Promoting Lifelong Learning and Adaptability）： 学习能力本身已经成为一项关键的“元能力”。教育神经科学的研究表明，大脑的可塑性为终身学习提供了可能。通过教授学习者如何学习、如何有效地解决问题、如何管理自己的学习过程，我们能够帮助他们成为积极主动的终身学习者，更好地适应快速变化的社会和职业环境。 推动教育公平与包容性发展（Advancing Educational Equity and Inclusive Development）： 教育神经科学的研究成果，能够帮助我们更深刻地理解学习的差异性，从而设计出更具包容性的教学方法，弥合学习差距。通过关注每个学习者的独特需求和发展潜力，我们可以努力实现教育的公平，让更多人有机会获得高质量的数学教育，从而提升整个国民的综合素质。 面向未来的数学教育愿景（A Vision for Future Mathematics Education）： 最后，我们将展望未来数学教育的发展方向。在教育神经科学的指引下，未来的数学课堂将更加人性化、个性化、智能化。它将不再是枯燥的公式和定理的堆砌，而是激发学习者内在兴趣、培养其高阶思维、塑造其健全人格的生动实践。我们将共同努力，为构建一个更具创新力、更可持续发展的社会，奠定坚实的教育基础。 本书的每一个章节都力求理论与实践相结合，提供具体的教学案例、活动设计和评估建议，旨在为读者提供一套可操作、可借鉴的教育神经科学视角下的数学教育创新指南。我们相信，通过深入理解大脑的学习机制，并将其智慧地应用于数学教学，我们能够为培养具有高素质、强能力的下一代，贡献出我们的力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的体量和其内容的厚重感，注定了它是一部需要时间来“消化的作品”。它没有给出任何“一招鲜吃遍天”的简单配方，相反，它提供的是一套工具箱和一套分析世界的底层逻辑。我最欣赏的是它所展现出的跨学科的整合能力，作者如同一个高明的建筑师，将心理学、神经生物学和教育哲学熔于一炉。每次合上书本，我都会有一种“世界观被刷新了”的体验。它让我意识到，教育的未来绝不会是孤立的学科竞争，而一定是建立在对人类心智运作的精确理解之上。对于任何希望在教育领域有所建树或仅仅是想成为更明智的家长和学习者的人来说，这本书绝对是值得反复阅读、值得在书架上占据重要位置的里程碑式的著作。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，更像是一场思维的“重塑工程”，而非简单的知识填充。我发现自己开始用一种非常系统化的方式去分析各种教育新闻和教学改革方案。过去那些模棱两可的教育理念，现在似乎都能在这个框架下找到一个可检验的支撑点。书中对于“情感在认知过程中的中介作用”的讨论，尤其触动了我。它强有力地论证了，一个充满压力、焦虑的环境，是如何直接阻碍了高级认知功能的发挥，无论教学内容设计得多么精妙。这迫使我反思自己过去对“刻苦”和“高效”的理解，似乎真正的效率来自于一个安全、积极的心理环境，而不是无休止的题海战术。这种从宏观理论到微观情绪影响的贯穿性分析，是许多只谈论方法论的书籍所无法比拟的深度所在。

评分☆☆☆☆☆

这本厚厚的书，封面设计得沉稳大气，一看就知道是下了大工夫的。我虽然不是教育领域的专业人士，但对教育改革的关注度一直很高，特别是那种强调科学基础、试图打通学科壁垒的探索。书里对传统教学模式的反思非常深刻，它没有停留在空泛的口号上，而是努力去探究学习行为背下的生物学机制。比如，它提到了不同年龄段大脑发育的特点如何影响知识的接受和巩固，这对我这个喜欢思考“为什么孩子学不好”的普通读者来说，简直是醍醐灌顶。我尤其欣赏作者在批判现有体系时所展现出的那种建设性的态度，不是一味地指责，而是提供了一个基于对人类认知系统更深理解的全新视角。读完引言部分，我就感觉仿佛被带进了一个全新的知识领域，那种对知识边界被拓宽的兴奋感是很难言喻的。这本书显然不是那种读完可以束之高阁的速成手册，它更像是一份长期的智力投资，需要反复咀嚼才能真正消化其中蕴含的深意。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，初次翻开这本书时，我对于如何将“神经科学”这样高深的学科语言与日常的“教育实践”有效对接，是抱持着一丝怀疑的。毕竟，很多理论性的著作往往在落地时显得苍白无力，或者说，它们提出的洞见过于抽象，以至于一线教师根本无从下手。然而，这本书的厉害之处就在于它似乎找到了那个平衡点。它没有回避复杂的科学概念，但每一次引入新的神经学原理时，都会立刻将其锚定在一个具体的教学场景或学习难题上。我特别留意了其中关于“错误处理机制”的那一章，书中解释了大脑如何通过负反馈来强化连接，这让我开始重新审视过去对“犯错”的看法——它不再是学习的绊脚石，而更像是一种必要的、高效的神经重塑过程。这种视角上的转变，极大地缓解了我对孩子学习进度的焦虑。它提供给读者的，是一种看待教育问题的全新“显微镜”，清晰且富有洞察力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和用词风格，给我一种非常严谨、甚至略带学术傲慢的感觉，但这恰恰是它价值的体现。它不是那种追求“爆款”的通俗读物，它要求读者必须投入心力去追随作者的逻辑链条。我发现自己经常需要停下来，在脑海中构建那些被描述的认知模型，甚至会查阅一些附带的术语。但只要坚持下去，那种豁然开朗的感觉是无可替代的。尤其是在探讨“专注力”和“执行功能”的部分，作者结合了大量的实验数据，而非仅仅是经验之谈，这使得论证的力量倍增。它挑战了我们对“天赋”的传统认知，暗示了许多被认为是固定不变的能力，实际上可以通过针对性的、基于科学原理的干预得到显著改善。对于希望提升自身认知效能的成年人，这本书的价值也同样不容小觑，它揭示了我们自身学习模式中的盲区。