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運用“信息加工理論” 指導(dǎo)科學(xué)教學(xué)
運用“信息加工理論” 指導(dǎo)科學(xué)教學(xué)
縉云實驗中學(xué) 湯美華
[摘要]：把信息加工理論的復(fù)述策略、精加工策略、組織的策略運用于科學(xué)教學(xué)，對學(xué)生進(jìn)行學(xué)法指導(dǎo)，有利于提高課堂教學(xué)效果，有利于發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，對新形勢下的教學(xué)改革有較好的指導(dǎo)意義。
[關(guān)鍵詞]：信息加工 復(fù)述 精加工 組織
認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為學(xué)習(xí)就是一個信息加工的過程，其結(jié)果是使個體獲得了知識并貯存在記憶中。信息加工的一般過程可用如下的模型表示：
元認(rèn)知
復(fù)述
注意 知覺 反應(yīng)
復(fù)述
環(huán)境中 感覺 工作 編碼 長時
的刺激 記憶 記憶 檢索 記憶
衰退 遺忘 遺忘
（消失） （消失） （可恢復(fù)）
該模型中的感覺記憶、工作記憶和長時記憶都是信息貯存庫，用于保存信息，但其分工又有不同：外界環(huán)境中的各種刺激信息直接進(jìn)入感覺記憶，被選擇和注意的信息進(jìn)入工作記憶，工作記憶中的信息經(jīng)進(jìn)一步加工后，才進(jìn)入長時記憶，教學(xué)的目的就是把知識貯存到學(xué)生的長時記憶中去。
進(jìn)入感覺記憶中的信息量很大，但保持時間短，教師應(yīng)有意識地采取適當(dāng)措施使學(xué)生保持對所教內(nèi)容的注意，這少部分受到注意的信息便成為選擇性知覺的對象，使信息進(jìn)入工作記憶，工作記憶的特點是保持時間短、容量有限，如何對進(jìn)入工作記憶中的信息進(jìn)行加工，使之進(jìn)入長時記憶中，這就是我們在課堂教學(xué)中，所要重點解決的問題。
認(rèn)知心理學(xué)把知識分為陳述性知識和程序性知識，本文就科學(xué)課中陳述性知識的教學(xué)進(jìn)行探討。陳述性知識是關(guān)于“是什么”的知識，包括各種事實、概念、原則和理論等。如氧的元素符號是O，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值是1.01×105Pa, 單位體積的某種物質(zhì)的質(zhì)量叫做這種物質(zhì)的密度，密度的計算方法是：密度等于質(zhì)量除以體積等，對于陳述性知識的學(xué)習(xí)，一般采用三類策略，即復(fù)述策略、精加工策略、組織策略。
一、復(fù)述策略
復(fù)述是指在工作記憶中重現(xiàn)信息，也指為了保持信息而對信息進(jìn)行多次重復(fù)的學(xué)習(xí)方法：如為了記住某些學(xué)習(xí)材料，反復(fù)一遍遍地誦讀、抄寫等。在信息加工心理學(xué)中，復(fù)述被認(rèn)為是一種信息編碼方法，是把新信息貯存到長時記憶中的方法之一，復(fù)述可以使信息在短時記憶中保持活躍狀態(tài)，維持的時間更長一些，有助于把新信息貯存到長時記憶中去。在科學(xué)學(xué)習(xí)中，對于元素符號、金屬活動順序表、化學(xué)式、化學(xué)方程式、物理符號如：密度ρ、質(zhì)量m、單位千克kg、g=9.8N/kg等，在課堂教學(xué)中要留出時間，讓學(xué)生一遍遍地讀、寫、看來記住它們。一般來說，復(fù)述要取得好的效果，除了復(fù)述的次數(shù)增加外，還需注意以下兩點：第一，復(fù)述要及時。這是因為適合采用復(fù)述策略的陳述性知識，通常是一些意義性不強的學(xué)習(xí)材料，復(fù)述只能原封不動地保持新新信息，而沒有和已有知識建立任何聯(lián)系，因此，也容易從長時記憶中遺忘，它們的遺忘遵循“先快后慢”的規(guī)律，如不及時復(fù)述，大部分內(nèi)容會很快遺忘。在元素符號、分子式、方程式、實驗現(xiàn)象、物質(zhì)性質(zhì)等內(nèi)容的教學(xué)，一定要及時復(fù)習(xí)。新課教學(xué)時，反復(fù)讀、抄寫，本課結(jié)束時要復(fù)習(xí)，作業(yè)布置有復(fù)習(xí)，下一堂課上課前要復(fù)習(xí)，然后還要注意周復(fù)習(xí)、單元復(fù)習(xí)、月復(fù)習(xí)，通過這些形式的及時復(fù)習(xí)，可把信息牢固地貯存到長時記憶中。第二，復(fù)述時，多種感官并用。心理學(xué)研究表明，采用多種感官協(xié)同記憶，如讀、寫、看相結(jié)合，可以使信息通過多種通道來編碼，有助于增強記憶效果。
二、精加工策略
精加工是指在工作記憶中完成的對新信息的精心制作或精細(xì)加工，是對要記住的新信息附加額外信息的過程。通過這個過程，使新信息更有意義，從而促進(jìn)對新信息的理解，可以加深對學(xué)習(xí)材料的記憶，通常用的方法有：（1）對新信息進(jìn)行聯(lián)想；（2）產(chǎn)生關(guān)于新信息的視覺表象；（3）將新信息的字面意思進(jìn)一步擴(kuò)展；（4）把新信息同別的事物進(jìn)行比較；（5）舉出一個新信息的實例；（6）補充新信息的某些細(xì)節(jié)；（7）找出新信息的上位概念或下位概念；（8）對新信息進(jìn)行合乎邏輯的推理等。在科學(xué)學(xué)習(xí)中，如何運用精加工策略？下面舉幾例進(jìn)行說明。
1、對新信息進(jìn)行聯(lián)想。新信息進(jìn)入工作記憶后，新信息本身處于激活狀態(tài)，以新信息為線索，學(xué)習(xí)者展開有意的聯(lián)想，貯存在學(xué)習(xí)者長時記憶中的一些與新信息有關(guān)的信息相繼被激活，并進(jìn)入工作記憶，與新信息建立起聯(lián)系，從而完成具有學(xué)生個性特色的意義建構(gòu)，加強了信息的記憶。如學(xué)習(xí)分子的概念時，其中有一點是要讓學(xué)生理解分子之間有空隙，我就引導(dǎo)學(xué)生把分子想象成豆粒，物質(zhì)就是由許許多多象豆粒一樣的分子堆積而成，豆粒與豆粒之間有空隙，分子與分子之間也有空隙，然后讓學(xué)生聯(lián)想用什么方法向人們證明豆粒之間有空隙？很快有學(xué)生說：在豆粒中撒入芝麻，芝麻能進(jìn)入豆粒中。也有學(xué)生說：倒入水，水能滲入，說明豆粒之間有空隙。然后再問：水由水分子構(gòu)成，你能用什么方法證明水分子之間有空隙？學(xué)生經(jīng)思考后想到，水能溶解食鹽、蔗糖、酒精等，說明水分子間有空隙。然后演示水與酒精的混合，體積減少，說明是酒精與水相互進(jìn)入分子間的空隙中去，取得了很好的教學(xué)效果。
在電解水的實驗中，正極產(chǎn)生氧氣，負(fù)極產(chǎn)生氫氣，發(fā)現(xiàn)學(xué)生經(jīng)常記混了。我引導(dǎo)學(xué)生對“負(fù)氫正氧”進(jìn)行聯(lián)想：“父親頭正癢”，學(xué)生一下子就記住了，而且不會出錯。同樣的例子還有金屬活動順序表，如何幫助學(xué)生快速正確記憶？我的方法是：先用諧音，然后展開聯(lián)想：K（嫁）、Ca（給）、Na（那）、Mg（美）、Al（麗）、Zn、Fe、Sn（辛鐵西）、Pb（嫌）、H（輕）、Cu（統(tǒng)）、Hg（共）、Ag（一）、Pt（百）、Au（斤），連起來的意思就是：（有一個姑娘要）嫁給那美麗的辛鐵西，（嫁妝）嫌輕，統(tǒng)共一百斤。
2、產(chǎn)生關(guān)于新信息的視覺表象。認(rèn)知心理學(xué)研究表明，運用多種感官協(xié)同記憶，既可增強記憶的效果，也有利于信息的提取。在提取知識時，只要回憶起當(dāng)時的情景和現(xiàn)象，就有利于信息的再現(xiàn)。講分子運動論時，分子的運動，學(xué)生看不到，如何讓學(xué)生“看”到呢？我演示了兩個實驗：（1）取一支兩端開口的玻璃管，一端放入浸過酚酞并風(fēng)干后的長條形的濾紙，另一端放入浸潤氨水的棉花，一會兒濾紙由內(nèi)向外依次變成紅色，說明氨氣分子運動過來使酚酞變色，從而說明分子是運動的。（2）取兩團(tuán)棉花，分別浸在濃鹽酸和濃氨水中，取出，用鑷子夾出，保持一定的距離，過一會兒，可觀察到在兩團(tuán)棉花的中間產(chǎn)生大量白煙，說明氯化氫分子和氨分子都是運動的，相遇后反應(yīng)生成白煙（NH4Cl）。
摩擦力學(xué)生有體會，但如何讓學(xué)生看到呢？我用一把油漆用的刷子，在桌面輕輕刷過，發(fā)現(xiàn)刷子的毛彎曲，是什么使它彎曲呢？是摩擦力。學(xué)生對摩擦力就有了感性認(rèn)識。上述方法，都是通過實驗，使學(xué)生形成知識的視覺表象，從而加深學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)和記憶。
3、把新信息同別的事物進(jìn)行比較。學(xué)生初學(xué)密度，密度單位千克/米3是一個復(fù)合單位，其意義很難理解，在應(yīng)用及運算中，經(jīng)常出錯。我就采用類比的方法引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行加工。先舉一個例：10個蘋果給5個人分，每人幾個？“2個”學(xué)生都會算，然后列出一個式子：10個÷5人=2個/人，然后讓學(xué)生說“個/人”什么意思？再問千克/米3什么意思？通過這種類比的方法，學(xué)生很快就理解了密度單位的意義。
在科學(xué)教學(xué)的過程中,象這樣的例子還有很多。如在學(xué)習(xí)電阻時,電阻與電流、電壓的關(guān)系是學(xué)習(xí)的難點,我讓學(xué)生對電阻和密度進(jìn)行比較：密度是物質(zhì)的一種特性,由物質(zhì)種類決定,密度不會隨質(zhì)量和體積的變化而變化。同樣,電阻是導(dǎo)體的一種性質(zhì),由導(dǎo)體本身所決定,其大小與通過的電流或其兩端的電壓無關(guān)。
精加工的方法還有很多,本文就不一一細(xì)述�？傊庸げ呗允菫橹R的建構(gòu)提供更多的信息,為知識的提取提供更多的途徑,來增強學(xué)習(xí)和記憶的效果。
三、組織的策略
認(rèn)知心理學(xué)的研究認(rèn)為，工作記憶的容量有限，在短時間內(nèi)只能記住5±2個獨立的信息單位，因此，它成了“信息加工的瓶頸”。而工作記憶在信息加工過程中有非常重要的作用，只有進(jìn)入工作記憶中的信息，才能得到進(jìn)一步的加工。為了增加工作記憶的信息容量，提高加工效率，可采用組織的策略，組織的實質(zhì)是建立新知識間的聯(lián)系，使之結(jié)合成一個整體，形成一個個知識的“組塊”，減少了獨立的信息數(shù)量，從而提高了總?cè)萘俊?br />如在化合價的學(xué)習(xí)中,學(xué)生要記住很多物質(zhì)的化合價，信息容量大，學(xué)生很難記住，我讓學(xué)生對化合價進(jìn)行歸類,以口訣的形式進(jìn)行記憶，即：一價鉀、鈉、銀和氫，二價鈣、鎂、鋇、銅、鋅；二三鐵、二四碳，負(fù)二元素硫和氧；三鋁四硅五價磷，氟、氯、溴、碘為負(fù)壹。這樣，一個復(fù)雜的表格、零散的知識，通過歸類組合成六個知識單元，讀起來瑯瑯上口，學(xué)生一下子記住了。
再如鹽的溶解性，是判斷復(fù)分解反應(yīng)是否發(fā)生的重要依據(jù)，我也讓學(xué)生將其歸類成下面幾句話：鉀、鈉、銨鹽都可溶，硝酸鹽遇水影無蹤（可溶）；硫酸鹽不溶硫酸鋇，鹽酸鹽不溶氯化銀；鉀鈣鈉鋇堿可溶（其它堿不溶），碳、磷酸鹽常不溶。同樣，通過組織的策略，把分散的、孤立的知識集合成一個個整體，由于減少了知識獨立單位，建立了新知識間的聯(lián)系，形成6個信息塊，這樣的信息量最容易進(jìn)入長時記憶中，并且經(jīng)過組織的信息也便于從長時記憶中提�。ɑ貞洠┬畔�。
把信息加工理論的認(rèn)知策略用于指導(dǎo)科學(xué)教學(xué),既能提高教學(xué)的效果，又教給了學(xué)生認(rèn)知的方法，還能發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，對新形勢下的教學(xué)改革有較好的指導(dǎo)意義。
參考文獻(xiàn)：
龐維國《自主學(xué)習(xí)—學(xué)與教的原理和策略》 華東師大出版社 2005年5月
路海東《學(xué)校教育心理學(xué)》東北師大出版社 2004年10月
【運用“信息加工理論” 指導(dǎo)科學(xué)教學(xué)】相關(guān)文章：
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