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運(yùn)用“信息加工理論” 指導(dǎo)科學(xué)教學(xué)
運(yùn)用“信息加工理論” 指導(dǎo)科學(xué)教學(xué)
縉云實(shí)驗(yàn)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(yùn)用于科學(xué)教學(xué)，對(duì)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(duì)新形勢(shì)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(gè)信息加工的過(guò)程，其結(jié)果是使個(gè)體獲得了知識(shí)并貯存在記憶中。信息加工的一般過(guò)程可用如下的模型表示：
元認(rèn)知
復(fù)述
注意 知覺(jué) 反應(yīng)
復(fù)述
環(huán)境中 感覺(jué) 工作 編碼 長(zhǎng)時(shí)
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(jué)記憶、工作記憶和長(zhǎng)時(shí)記憶都是信息貯存庫(kù)，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(jué)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(zhǎng)時(shí)記憶，教學(xué)的目的就是把知識(shí)貯存到學(xué)生的長(zhǎng)時(shí)記憶中去。
進(jìn)入感覺(jué)記憶中的信息量很大，但保持時(shí)間短，教師應(yīng)有意識(shí)地采取適當(dāng)措施使學(xué)生保持對(duì)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(jué)的對(duì)象，使信息進(jìn)入工作記憶，工作記憶的特點(diǎn)是保持時(shí)間短、容量有限，如何對(duì)進(jìn)入工作記憶中的信息進(jìn)行加工，使之進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)記憶中，這就是我們?cè)谡n堂教學(xué)中，所要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。
認(rèn)知心理學(xué)把知識(shí)分為陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)，本文就科學(xué)課中陳述性知識(shí)的教學(xué)進(jìn)行探討。陳述性知識(shí)是關(guān)于“是什么”的知識(shí)，包括各種事實(shí)、概念、原則和理論等。如氧的元素符號(hào)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(jì)算方法是：密度等于質(zhì)量除以體積等，對(duì)于陳述性知識(shí)的學(xué)習(xí)，一般采用三類(lèi)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(duì)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(xiě)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(zhǎng)時(shí)記憶中的方法之一，復(fù)述可以使信息在短時(shí)記憶中保持活躍狀態(tài)，維持的時(shí)間更長(zhǎng)一些，有助于把新信息貯存到長(zhǎng)時(shí)記憶中去。在科學(xué)學(xué)習(xí)中，對(duì)于元素符號(hào)、金屬活動(dòng)順序表、化學(xué)式、化學(xué)方程式、物理符號(hào)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(shí)間，讓學(xué)生一遍遍地讀、寫(xiě)、看來(lái)記住它們。一般來(lái)說(shuō)，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(diǎn)：第一，復(fù)述要及時(shí)。這是因?yàn)檫m合采用復(fù)述策略的陳述性知識(shí)，通常是一些意義性不強(qiáng)的學(xué)習(xí)材料，復(fù)述只能原封不動(dòng)地保持新新信息，而沒(méi)有和已有知識(shí)建立任何聯(lián)系，因此，也容易從長(zhǎng)時(shí)記憶中遺忘，它們的遺忘遵循“先快后慢”的規(guī)律，如不及時(shí)復(fù)述，大部分內(nèi)容會(huì)很快遺忘。在元素符號(hào)、分子式、方程式、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、物質(zhì)性質(zhì)等內(nèi)容的教學(xué)，一定要及時(shí)復(fù)習(xí)。新課教學(xué)時(shí)，反復(fù)讀、抄寫(xiě)，本課結(jié)束時(shí)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(guò)這些形式的及時(shí)復(fù)習(xí)，可把信息牢固地貯存到長(zhǎng)時(shí)記憶中。第二，復(fù)述時(shí)，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(xiě)、看相結(jié)合，可以使信息通過(guò)多種通道來(lái)編碼，有助于增強(qiáng)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(duì)新信息的精心制作或精細(xì)加工，是對(duì)要記住的新信息附加額外信息的過(guò)程。通過(guò)這個(gè)過(guò)程，使新信息更有意義，從而促進(jìn)對(duì)新信息的理解，可以加深對(duì)學(xué)習(xí)材料的記憶，通常用的方法有：（1）對(duì)新信息進(jìn)行聯(lián)想；（2）產(chǎn)生關(guān)于新信息的視覺(jué)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(gè)新信息的實(shí)例；（6）補(bǔ)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(duì)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(yùn)用精加工策略？下面舉幾例進(jìn)行說(shuō)明。
1、對(duì)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(kāi)有意的聯(lián)想，貯存在學(xué)習(xí)者長(zhǎng)時(shí)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(gè)性特色的意義建構(gòu)，加強(qiáng)了信息的記憶。如學(xué)習(xí)分子的概念時(shí)，其中有一點(diǎn)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(shuō)：在豆粒中撒入芝麻，芝麻能進(jìn)入豆粒中。也有學(xué)生說(shuō)：倒入水，水能滲入，說(shuō)明豆粒之間有空隙。然后再問(wèn)：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(shuō)明水分子間有空隙。然后演示水與酒精的混合，體積減少，說(shuō)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(shí)驗(yàn)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(duì)“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(huì)出錯(cuò)。同樣的例子還有金屬活動(dòng)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(kāi)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(lái)的意思就是：（有一個(gè)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(jué)表象。認(rèn)知心理學(xué)研究表明，運(yùn)用多種感官協(xié)同記憶，既可增強(qiáng)記憶的效果，也有利于信息的提取。在提取知識(shí)時(shí)，只要回憶起當(dāng)時(shí)的情景和現(xiàn)象，就有利于信息的再現(xiàn)。講分子運(yùn)動(dòng)論時(shí)，分子的運(yùn)動(dòng)，學(xué)生看不到，如何讓學(xué)生“看”到呢？我演示了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：（1）取一支兩端開(kāi)口的玻璃管，一端放入浸過(guò)酚酞并風(fēng)干后的長(zhǎng)條形的濾紙，另一端放入浸潤(rùn)氨水的棉花，一會(huì)兒濾紙由內(nèi)向外依次變成紅色，說(shuō)明氨氣分子運(yùn)動(dòng)過(guò)來(lái)使酚酞變色，從而說(shuō)明分子是運(yùn)動(dòng)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(guò)一會(huì)兒，可觀察到在兩團(tuán)棉花的中間產(chǎn)生大量白煙，說(shuō)明氯化氫分子和氨分子都是運(yùn)動(dòng)的，相遇后反應(yīng)生成白煙（NH4Cl）。
摩擦力學(xué)生有體會(huì)，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(guò)，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(duì)摩擦力就有了感性認(rèn)識(shí)。上述方法，都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生形成知識(shí)的視覺(jué)表象，從而加深學(xué)生對(duì)知識(shí)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(gè)復(fù)合單位，其意義很難理解，在應(yīng)用及運(yùn)算中，經(jīng)常出錯(cuò)。我就采用類(lèi)比的方法引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行加工。先舉一個(gè)例：10個(gè)蘋(píng)果給5個(gè)人分，每人幾個(gè)？“2個(gè)”學(xué)生都會(huì)算，然后列出一個(gè)式子：10個(gè)÷5人=2個(gè)/人，然后讓學(xué)生說(shuō)“個(gè)/人”什么意思？再問(wèn)千克/米3什么意思？通過(guò)這種類(lèi)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(guò)程中,象這樣的例子還有很多。如在學(xué)習(xí)電阻時(shí),電阻與電流、電壓的關(guān)系是學(xué)習(xí)的難點(diǎn),我讓學(xué)生對(duì)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(lèi)決定,密度不會(huì)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(guò)的電流或其兩端的電壓無(wú)關(guān)。
精加工的方法還有很多,本文就不一一細(xì)述。總之，精加工策略是為知識(shí)的建構(gòu)提供更多的信息,為知識(shí)的提取提供更多的途徑,來(lái)增強(qiáng)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(shí)間內(nèi)只能記住5±2個(gè)獨(dú)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(guò)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(shí)質(zhì)是建立新知識(shí)間的聯(lián)系，使之結(jié)合成一個(gè)整體，形成一個(gè)個(gè)知識(shí)的“組塊”，減少了獨(dú)立的信息數(shù)量，從而提高了總?cè)萘俊?br />如在化合價(jià)的學(xué)習(xí)中,學(xué)生要記住很多物質(zhì)的化合價(jià)，信息容量大，學(xué)生很難記住，我讓學(xué)生對(duì)化合價(jià)進(jìn)行歸類(lèi),以口訣的形式進(jìn)行記憶，即：一價(jià)鉀、鈉、銀和氫，二價(jià)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(jià)磷，氟、氯、溴、碘為負(fù)壹。這樣，一個(gè)復(fù)雜的表格、零散的知識(shí)，通過(guò)歸類(lèi)組合成六個(gè)知識(shí)單元，讀起來(lái)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(lèi)成下面幾句話：鉀、鈉、銨鹽都可溶，硝酸鹽遇水影無(wú)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(guò)組織的策略，把分散的、孤立的知識(shí)集合成一個(gè)個(gè)整體，由于減少了知識(shí)獨(dú)立單位，建立了新知識(shí)間的聯(lián)系，形成6個(gè)信息塊，這樣的信息量最容易進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)記憶中，并且經(jīng)過(guò)組織的信息也便于從長(zhǎng)時(shí)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(duì)新形勢(shì)下的教學(xué)改革有較好的指導(dǎo)意義。
參考文獻(xiàn)：
龐維國(guó)《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
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