- 相关推荐
运用“信息加工理论” 指导科学教学
运用“信息加工理论” 指导科学教学
缙云实验中学 汤美华
[摘要]：把信息加工理论的复述策略、精加工策略、组织的策略运用于科学教学，对学生进行学法指导，有利于提高课堂教学效果，有利于发展学生的学习能力，对新形势下的教学改革有较好的指导意义。
[关键词]：信息加工 复述 精加工 组织
认知心理学认为学习就是一个信息加工的过程，其结果是使个体获得了知识并贮存在记忆中。信息加工的一般过程可用如下的模型表示：
元认知
复述
注意 知觉 反应
复述
环境中 感觉 工作 编码 长时
的刺激 记忆 记忆 检索 记忆
衰退 遗忘 遗忘
（消失） （消失） （可恢复）
该模型中的感觉记忆、工作记忆和长时记忆都是信息贮存库，用于保存信息，但其分工又有不同：外界环境中的各种刺激信息直接进入感觉记忆，被选择和注意的信息进入工作记忆，工作记忆中的信息经进一步加工后，才进入长时记忆，教学的目的就是把知识贮存到学生的长时记忆中去。
进入感觉记忆中的信息量很大，但保持时间短，教师应有意识地采取适当措施使学生保持对所教内容的注意，这少部分受到注意的信息便成为选择性知觉的对象，使信息进入工作记忆，工作记忆的特点是保持时间短、容量有限，如何对进入工作记忆中的信息进行加工，使之进入长时记忆中，这就是我们在课堂教学中，所要重点解决的问题。
认知心理学把知识分为陈述性知识和程序性知识，本文就科学课中陈述性知识的教学进行探讨。陈述性知识是关于“是什么”的知识，包括各种事实、概念、原则和理论等。如氧的元素符号是O，标准大气压的值是1.01×105Pa, 单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度，密度的计算方法是：密度等于质量除以体积等，对于陈述性知识的学习，一般采用三类策略，即复述策略、精加工策略、组织策略。
一、复述策略
复述是指在工作记忆中重现信息，也指为了保持信息而对信息进行多次重复的学习方法：如为了记住某些学习材料，反复一遍遍地诵读、抄写等。在信息加工心理学中，复述被认为是一种信息编码方法，是把新信息贮存到长时记忆中的方法之一，复述可以使信息在短时记忆中保持活跃状态，维持的时间更长一些，有助于把新信息贮存到长时记忆中去。在科学学习中，对于元素符号、金属活动顺序表、化学式、化学方程式、物理符号如：密度ρ、质量m、单位千克kg、g=9.8N/kg等，在课堂教学中要留出时间，让学生一遍遍地读、写、看来记住它们。一般来说，复述要取得好的效果，除了复述的次数增加外，还需注意以下两点：第一，复述要及时。这是因为适合采用复述策略的陈述性知识，通常是一些意义性不强的学习材料，复述只能原封不动地保持新新信息，而没有和已有知识建立任何联系，因此，也容易从长时记忆中遗忘，它们的遗忘遵循“先快后慢”的规律，如不及时复述，大部分内容会很快遗忘。在元素符号、分子式、方程式、实验现象、物质性质等内容的教学，一定要及时复习。新课教学时，反复读、抄写，本课结束时要复习，作业布置有复习，下一堂课上课前要复习，然后还要注意周复习、单元复习、月复习，通过这些形式的及时复习，可把信息牢固地贮存到长时记忆中。第二，复述时，多种感官并用。心理学研究表明，采用多种感官协同记忆，如读、写、看相结合，可以使信息通过多种通道来编码，有助于增强记忆效果。
二、精加工策略
精加工是指在工作记忆中完成的对新信息的精心制作或精细加工，是对要记住的新信息附加额外信息的过程。通过这个过程，使新信息更有意义，从而促进对新信息的理解，可以加深对学习材料的记忆，通常用的方法有：（1）对新信息进行联想；（2）产生关于新信息的视觉表象；（3）将新信息的字面意思进一步扩展；（4）把新信息同别的事物进行比较；（5）举出一个新信息的实例；（6）补充新信息的某些细节；（7）找出新信息的上位概念或下位概念；（8）对新信息进行合乎逻辑的推理等。在科学学习中，如何运用精加工策略？下面举几例进行说明。
1、对新信息进行联想。新信息进入工作记忆后，新信息本身处于激活状态，以新信息为线索，学习者展开有意的联想，贮存在学习者长时记忆中的一些与新信息有关的信息相继被激活，并进入工作记忆，与新信息建立起联系，从而完成具有学生个性特色的意义建构，加强了信息的记忆。如学习分子的概念时，其中有一点是要让学生理解分子之间有空隙，我就引导学生把分子想象成豆粒，物质就是由许许多多象豆粒一样的分子堆积而成，豆粒与豆粒之间有空隙，分子与分子之间也有空隙，然后让学生联想用什么方法向人们证明豆粒之间有空隙？很快有学生说：在豆粒中撒入芝麻，芝麻能进入豆粒中。也有学生说：倒入水，水能渗入，说明豆粒之间有空隙。然后再问：水由水分子构成，你能用什么方法证明水分子之间有空隙？学生经思考后想到，水能溶解食盐、蔗糖、酒精等，说明水分子间有空隙。然后演示水与酒精的混合，体积减少，说明是酒精与水相互进入分子间的空隙中去，取得了很好的教学效果。
在电解水的实验中，正极产生氧气，负极产生氢气，发现学生经常记混了。我引导学生对“负氢正氧”进行联想：“父亲头正痒”，学生一下子就记住了，而且不会出错。同样的例子还有金属活动顺序表，如何帮助学生快速正确记忆？我的方法是：先用谐音，然后展开联想：K（嫁）、Ca（给）、Na（那）、Mg（美）、Al（丽）、Zn、Fe、Sn（辛铁西）、Pb（嫌）、H（轻）、Cu（统）、Hg（共）、Ag（一）、Pt（百）、Au（斤），连起来的意思就是：（有一个姑娘要）嫁给那美丽的辛铁西，（嫁妆）嫌轻，统共一百斤。
2、产生关于新信息的视觉表象。认知心理学研究表明，运用多种感官协同记忆，既可增强记忆的效果，也有利于信息的提取。在提取知识时，只要回忆起当时的情景和现象，就有利于信息的再现。讲分子运动论时，分子的运动，学生看不到，如何让学生“看”到呢？我演示了两个实验：（1）取一支两端开口的玻璃管，一端放入浸过酚酞并风干后的长条形的滤纸，另一端放入浸润氨水的棉花，一会儿滤纸由内向外依次变成红色，说明氨气分子运动过来使酚酞变色，从而说明分子是运动的。（2）取两团棉花，分别浸在浓盐酸和浓氨水中，取出，用镊子夹出，保持一定的距离，过一会儿，可观察到在两团棉花的中间产生大量白烟，说明氯化氢分子和氨分子都是运动的，相遇后反应生成白烟（NH4Cl）。
摩擦力学生有体会，但如何让学生看到呢？我用一把油漆用的刷子，在桌面轻轻刷过，发现刷子的毛弯曲，是什么使它弯曲呢？是摩擦力。学生对摩擦力就有了感性认识。上述方法，都是通过实验，使学生形成知识的视觉表象，从而加深学生对知识的学习和记忆。
3、把新信息同别的事物进行比较。学生初学密度，密度单位千克/米3是一个复合单位，其意义很难理解，在应用及运算中，经常出错。我就采用类比的方法引导学生进行加工。先举一个例：10个苹果给5个人分，每人几个？“2个”学生都会算，然后列出一个式子：10个÷5人=2个/人，然后让学生说“个/人”什么意思？再问千克/米3什么意思？通过这种类比的方法，学生很快就理解了密度单位的意义。
在科学教学的过程中,象这样的例子还有很多。如在学习电阻时,电阻与电流、电压的关系是学习的难点,我让学生对电阻和密度进行比较：密度是物质的一种特性,由物质种类决定,密度不会随质量和体积的变化而变化。同样,电阻是导体的一种性质,由导体本身所决定,其大小与通过的电流或其两端的电压无关。
精加工的方法还有很多,本文就不一一细述。总之，精加工策略是为知识的建构提供更多的信息,为知识的提取提供更多的途径,来增强学习和记忆的效果。
三、组织的策略
认知心理学的研究认为，工作记忆的容量有限，在短时间内只能记住5±2个独立的信息单位，因此，它成了“信息加工的瓶颈”。而工作记忆在信息加工过程中有非常重要的作用，只有进入工作记忆中的信息，才能得到进一步的加工。为了增加工作记忆的信息容量，提高加工效率，可采用组织的策略，组织的实质是建立新知识间的联系，使之结合成一个整体，形成一个个知识的“组块”，减少了独立的信息数量，从而提高了总容量。
如在化合价的学习中,学生要记住很多物质的化合价，信息容量大，学生很难记住，我让学生对化合价进行归类,以口诀的形式进行记忆，即：一价钾、钠、银和氢，二价钙、镁、钡、铜、锌；二三铁、二四碳，负二元素硫和氧；三铝四硅五价磷，氟、氯、溴、碘为负壹。这样，一个复杂的表格、零散的知识，通过归类组合成六个知识单元，读起来琅琅上口，学生一下子记住了。
再如盐的溶解性，是判断复分解反应是否发生的重要依据，我也让学生将其归类成下面几句话：钾、钠、铵盐都可溶，硝酸盐遇水影无踪（可溶）；硫酸盐不溶硫酸钡，盐酸盐不溶氯化银；钾钙钠钡碱可溶（其它碱不溶），碳、磷酸盐常不溶。同样，通过组织的策略，把分散的、孤立的知识集合成一个个整体，由于减少了知识独立单位，建立了新知识间的联系，形成6个信息块，这样的信息量最容易进入长时记忆中，并且经过组织的信息也便于从长时记忆中提取（回忆）信息。
把信息加工理论的认知策略用于指导科学教学,既能提高教学的效果，又教给了学生认知的方法，还能发展学生的学习能力，对新形势下的教学改革有较好的指导意义。
参考文献：
庞维国《自主学习—学与教的原理和策略》 华东师大出版社 2005年5月
路海东《学校教育心理学》东北师大出版社 2004年10月
【运用“信息加工理论” 指导科学教学】相关文章：
化学教学应运用“指导学生讲课法”08-07
运用多元智慧理论指导汉语拼音教学08-17
材料作文“先与后”素材运用指导08-20
“以物喻人”写作手法运用指导08-18
运用等价变形题指导学生解题08-08
“做中学”科学教育理论在自然教学中的运用08-16
运用“聪明的办法”指导小学生作文08-20
运用多媒体指导学生写好作文08-17
科学运用多媒体，课堂教学更精彩08-16