認(rèn)知心理學(xué)的學(xué)習(xí)理論對(duì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的啟示

認(rèn)知心理學(xué)是以信息加工觀點(diǎn)為核心的心理學(xué)，它吸收了信息論、控制論、系統(tǒng)論、計(jì)算機(jī)科學(xué)，腦科學(xué)等當(dāng)代最新理論和科技成果的精華，用實(shí)驗(yàn)的方法和信息加工的觀點(diǎn)去研究心理過(guò)程。學(xué)習(xí)研究認(rèn)知心理學(xué)的信息加工理論，對(duì)研究學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，提高生物教學(xué)效率和質(zhì)量都有不少的啟示。

一、學(xué)習(xí)的信息加工論

1.學(xué)習(xí)的過(guò)程

加涅根據(jù)信息加工理論提出了學(xué)習(xí)過(guò)程的基本模式，認(rèn)為學(xué)習(xí)過(guò)程就是一個(gè)信息加工過(guò)程，即學(xué)習(xí)者對(duì)來(lái)自環(huán)境刺激的信息進(jìn)行內(nèi)在的認(rèn)知加工過(guò)程，并具體描述了典型的信息加工模式。如圖1所示。

圖1 信息加工模式

該模型用計(jì)算機(jī)的工作原理和術(shù)語(yǔ)來(lái)描述人的學(xué)習(xí)和記憶的過(guò)程，它包括三個(gè)主要的部分：第一部分，信息的存貯。這個(gè)過(guò)程只要用來(lái)貯存信息且根據(jù)貯存信息時(shí)間的長(zhǎng)短和功能的不同可以分為感覺(jué)記憶、短時(shí)記憶、和長(zhǎng)時(shí)記憶。第二部分，認(rèn)知過(guò)程。這個(gè)過(guò)程主要的職責(zé)是轉(zhuǎn)換信息，是信息從前一個(gè)階段進(jìn)入下一個(gè)階段，主要包括注意、感知、復(fù)述、編碼和提取。第三部分，元認(rèn)知。它的主要作用是監(jiān)控認(rèn)知過(guò)程的每一個(gè)環(huán)節(jié)，包括“期望”與“執(zhí)行控制”。前者是機(jī)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的影響，后者是已有經(jīng)驗(yàn)對(duì)現(xiàn)在學(xué)習(xí)過(guò)程的影響，主要起調(diào)節(jié)、控制作用。

2.學(xué)習(xí)的階段

根據(jù)信息的這種流程，把學(xué)習(xí)過(guò)程具體的劃分為八個(gè)階段：

動(dòng)機(jī)階段——激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)；

了解階段——注意和選擇性知覺(jué)；

獲得階段——所學(xué)的信息進(jìn)入短時(shí)記憶，并編碼和貯存；

保持階段——將已編碼的信息進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)記憶貯存；

回憶階段——即進(jìn)行信息的檢索；

概括階段——即實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的遷移；

操作階段——即反應(yīng)發(fā)生階段，學(xué)生通過(guò)作業(yè)表現(xiàn)其操作活動(dòng)；

反饋階段——即證實(shí)預(yù)期，獲得強(qiáng)化。

二、對(duì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的啟示

生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是中學(xué)生物教學(xué)重要的組成部分，是實(shí)現(xiàn)中學(xué)教學(xué)目標(biāo)的基本途徑和方法。自20世紀(jì)80年代中期開始，以美國(guó)和英國(guó)為代表，在全世界范圍內(nèi)掀起一場(chǎng)新理科課程改革運(yùn)動(dòng)。在這場(chǎng)運(yùn)動(dòng)中，科學(xué)探究被置于理科課程（包括生物課程）的核心地位，成為改革浪潮中一面最為鮮艷的旗幟。其中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是最重要的一個(gè)發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究能力和科學(xué)素養(yǎng)的途徑之一。因此，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是非常必要的。加涅的信息加工學(xué)習(xí)論可以給實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供很好的啟示，根據(jù)加涅的理論，教師要想影響學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，就要在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上注意以下幾個(gè)環(huán)節(jié)。

1．設(shè)計(jì)問(wèn)題——激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)

認(rèn)知心理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，好的問(wèn)題可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)同樣如此，無(wú)論是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，還是探究性實(shí)驗(yàn)，在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前，教師要精心設(shè)計(jì)具有啟發(fā)性和指導(dǎo)性的問(wèn)題，要激活頭腦中已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，為接受和加工新的信息做準(zhǔn)備。

2．強(qiáng)化注意——使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)有心理準(zhǔn)備

要使學(xué)習(xí)獲得所希望的結(jié)果，還必須使學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)具有接受刺激的傾向和準(zhǔn)備，教師可以運(yùn)用強(qiáng)化等手段來(lái)刺激和形成學(xué)生適當(dāng)?shù)淖⒁鈨A向和動(dòng)機(jī)。比如：在DNA粗提取和鑒定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以分發(fā)精致的透明瓶，讓學(xué)生將提取到的DNA，裝入這個(gè)瓶子作為獎(jiǎng)勵(lì)，從而強(qiáng)化學(xué)生對(duì)本實(shí)驗(yàn)的注意。

3．直接提出適當(dāng)?shù)拇碳お?/p>

教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)向?qū)W生直接提示要做的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)?zāi)康模蛘咭部梢杂眠m當(dāng)?shù)拇碳ぃ苯蛹て饘W(xué)生的學(xué)習(xí)行動(dòng)。特別是在做復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)時(shí)，目標(biāo)導(dǎo)向和指引非常重要，可以通過(guò)黑板或者課件直接呈現(xiàn)流程圖，讓學(xué)生明確要行動(dòng)的主要任務(wù)。帶著任務(wù)去解決問(wèn)題，去實(shí)驗(yàn)。比如，在觀察植物細(xì)胞的有絲分裂過(guò)程的實(shí)驗(yàn)中，教師可以用“選材→解離→染色→制作→臨時(shí)裝片→觀察”流程圖來(lái)呈現(xiàn)，但是如何取材，解離的時(shí)間，染色的時(shí)間等都留給學(xué)生去探究。

4．反饋的準(zhǔn)備

加涅認(rèn)為，“學(xué)習(xí)的每一個(gè)動(dòng)作，如果要完成，就需要反饋”。為了獲得反饋，教師必須盡可能準(zhǔn)確地把學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果告訴他們，教師的評(píng)價(jià)，打分，甚至點(diǎn)頭、微笑或者看一下某個(gè)學(xué)生，允許他繼續(xù)進(jìn)行下一項(xiàng)工作等，都可以達(dá)到強(qiáng)化學(xué)生行為的目的。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要不斷巡查，及時(shí)反饋。促進(jìn)學(xué)生反思，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。

(責(zé)任編輯 易志毅）