基于脑科学进行认知能力训练
目前，人类处于一个信息快速更迭的时代，大脑需要处理的信息量越来越大。从脑科学的角度看，教育的实质是建构人的大脑，而大脑天然追求省力原则，学生学了很多知识，以为已经学到了东西，就不会去深入思考。如果教育过于关注学生知识的学习，他们反而不能适应如今的知识大爆炸时代。
人脑进行数学学习时，需要调用空间学习和语言学习两大学习系统。其中，基于空间的数学学习依靠简单、直接的视空间知觉，通过“心理数字线”来发展估算能力，进行数量处理，如人类早期借助手指、脚趾和后来使用结绳、刻板、筹码等方式进行计数；而基于语言的数学学习依赖成熟的语言系统，发展精确计算能力，储存复杂数学知识，如基于复杂的数学概念、数学公式的精细化计算。
要培养和提升儿童的数学能力，可以从空间、语言等方面来来入手：
注重空间能力的科学培养，同时提升语言能力
在空间能力的培养上，可以借助音乐训练来培养学前儿童的空间思维能力。音乐教育可以提高儿童的空间能力，并且在进行音乐学习和实践时大脑早期的可塑性更强。
因此，教育者可以挑选合适的音乐教学材料，以儿童喜欢的音乐形式进行数学教学，并借鉴“最近发展区”理论为儿童设定适当难度的目标，逐渐深化其对空间概念的理解，并提升其空间思维能力；也可以通过一些特殊的训练手段，提升儿童的空间学习能力，如球类游戏和操作性玩具游戏等会促进学前儿童的视觉空间技能。
在语言能力的提升上，由于数学这一精密学科经常涉及形形色色的专业术语，没有良好的语言能力支撑将很难探索深奥的数学知识，因此儿童的语言能力需要从小培养。
例如，引导孩子阅读数学启蒙绘本和智慧故事、鼓励孩子结合生活实际进行叙述等，以增强儿童对数学语言的理解和使用技能，从而更好地开发其逻辑思维，促进数学学习。
倡导基于数感的数学能力，促进儿童快乐学习
在我国，《全日制义务教育数学课程标准（实验稿）》和《义务教育数学课程标准（2011年版）》将“数感”作为儿童数学学习的核心概念提出。儿童计算能力的发展是以估算为主逐渐过渡到以精算为主，因此在儿童初次接触数学时需要给以正确的引导，只要儿童能够用自己的方法进行数数、比较大小或简单的计算，就不需要去背诵枯燥无聊的公式，也不要去制止儿童“数手指”的行为，大可任其发展，因为随着知识的增长，这类行为便会自动消失。过分地增加儿童的认知负荷，只会让其丧失学习兴趣或是僵化数学思维。
可以利用数字线或者数字棋盘游戏来培养儿童的数感。数字线游戏是给儿童呈现一个两端含有数字（如0～10）的线段，中间没有其它数字，儿童在数字线上定位给定的数字。
虽然国外研究发现这种游戏难度过大，只适用于一二年级学生而对学前儿童无效，但研究表明我国学前儿童数学能力已相当于英美国家小学一二年级水平，因此这种数字线任务对于我国学前儿童可能有效。数字棋盘游戏是数字线游戏的一种发展，形式更加丰富，但作用原理相同，都可以用作儿童数感的培养。
提供丰富适宜的学习环境，刺激儿童大脑发育
大脑发育在很大程度上会受到环境的影响。由于在现实情境中儿童是通过对物体的操作和接触来建构、理解数的关系，因此在儿童教育中教师应尽可能地为儿童提供真实的操作物，创设具体形象的操作环境并提供各种操作机会，让儿童在现实的情境中体验并主动构建空间思维。
教师在创设班级环境或区角环境时增加一些数学元素，如被分成相同大小块的食物图片、不同数量的两份大豆（或花生）比大小、不同形状的积木、数字识图等，将数概念以儿童容易理解的方式进行呈现；
教师播放节奏感不同的儿歌，让儿童跟着打拍子，借助音乐的音节让儿童感受数量的变化；
在课间休息或游戏时间，教师为儿童提供丰富多彩的游戏活动（如积木、棋牌、跳方格、折纸等）；
教师可以和儿童一起合作设计与数学有关的主题墙并进行交流展示，让儿童通过与教师的合作一方面获得数学学习方面的宝贵经验，另一方面提升对数学的兴趣。
值得注意的是，运动对儿童大脑功能区的发育也有积极作用。
例如，有规律的运动不仅能增加大脑前额皮层功能，提高儿童的注意力和自我控制能力，缓解紧张情绪，还能增大双侧海马体体积，增强记忆力；而精细运动能够使负责大脑视觉脑区和运动区的背侧通路得到充分发展，提高儿童的手眼协调能力。运动对儿童大脑白质结构有促进作用，并且对儿童的认知功能发展和学业成绩提高有重要帮助。因此，要特别关注丰富性刺激对儿童数学学习的影响，充分发挥环境对儿童脑发育的积极作用。
利用大脑360进行基于脑电胡僧物反馈的认知能力训练。
未来的教育一定是变革性的，我们需要帮助未来的教育工作者发现、分析并且纠正对脑智发育与学习规律的误解，引导未来的教育从业人员和研究者建立发现—分析—探索问题的意识和科学逻辑、方法，为变革型教育的研究与实践储备人才。
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