表象信息提取的有效性在科學教與學中的作用

摘 要： 影響學生知識的認識過程和提取過程的因素很多，其中表象活動在學習和認識活動中具有獨特的橋梁作用。不同的表象類型與學生學習知識的提取有效性有密切的相互關系。本文即對此作了調查，以便教師在科學教學中選擇更有效的表象類型活動教學，并能更深入地研究學生的學習過程，使學生在學習過程中更有效地提取表象信息。

關鍵詞： 表象類型 信息提取 科學教學

一、研究意義

表象是人的感覺、知覺對事物的反映，是留在人腦中的記憶信息，它可以反映客觀事物的普遍或部分信息。而表象活動則在學生的學習和認知活動中具有獨特的橋梁作用。在知識的形成與理解階段，感知覺活動的結果將最終以表象形式反映在學生頭腦中，形成感性認識，成為下一步思維操作及活動的具體內容和材料；在知識的回憶與應用階段，表象將成為某種激活態或催化劑，激活回憶，為知識的應用提供線索、范例及佐證^[2]。初中科學學科是一門綜合學科，它涵蓋物理、化學、生物和地理。在各個知識內容中學生對其表象信息的提取的方法有共同點也有不同之處，本文對不同學科的知識的表象類型與各層次學生的表象提取情況進行調查研究，以獲得兩者間的相互關系，以此提高科學教學的有效性，同時使學生在學習過程中更有效地提取表象信息。

二、相關概念

1.表象：是客觀對象不在主體面前呈現時，在觀念中所保持的客觀對象的形象和客體形象在觀念中復現的過程。表象不僅是一個人的映象，而且是一種操作，即心理操作可以以表象的形式進行，即形象思維活動。表象是外物的呈現方式，實際上表象就是在記憶分類中所講的形象記憶。^[1]

2.記憶：是過去經驗在頭腦中的反映。所謂過去的經驗是指過去對事物的感知，對問題的思考，對某個時間引起的情緒體驗，以及進行過的動作操作。這些經驗都可以以映像的形式存儲在大腦中，在一定條件下，這種映像又可以從大腦中提取出來，這個過程就是記憶。記憶不像感知覺那樣反映當前作用于感覺器官的事物，而是對過去經驗的反映。

3.表象類型：表象活動可根據與有關知識概念的對應關系分為直接表象（即當實物或具體過程、現象不存在時，學生仍可在頭腦中閃現出與這些名詞術語直接一一對應的具體畫面）、間接表象（與有關知識或事物本身不直接對應，可以是模型表象，也可以是符號表象）、轉移表象（即表象與有關概念知識之間既無名稱上的對應關系，又無內容上直接對應關系，學生需要對這些表象進行加工、改造、命名，才能將其轉化為某些概念知識的特征表象）、想象表象（指沒有親眼看見過的形象，自己想象、創造出來的表象）四類。^[2]

三、研究方法

調查科學中各學科部分知識內容的表象類型及改變表象類型后學生提取信息的成功率之間的相互關系，并對調查結果作出分析。

選擇生物、物理、化學、地理中各一個知識點，調查該知識點直接表象類型下的學生提取信息的成功率，以及改變其表象類型后的學生提取信息的成功率，分析不同表象類型的信息提取有效情況和改變表象類型學生表象信息的提取效率的提高情況。

在學生的選擇上，選擇總體成績位居年級上中下的班級，并在每班（40人以上）中選擇前十、中十、后十位的學生作為具體樣本。分析不同表象類型對于不同層次學生的作用情況。

四、研究過程

1.關于生物中（人體消化、循環系統主要器官名稱及一些主要功能）提取信息的成功率比較

樣本：初中九年級三個平行班編號為（a、b、c）。（每班前十、中十、后十位同學作為具體樣本分別計為a1、a2、a3，b1、b2、b3，c1、c2、c3）

說明：a1、a2、a3，b1、b2、b3，c1、c2、c3分別為10人，表格中數據為其中提取信息成功的學生人數。

分析說明：有關生物中該知識內容在新課講授完后，一般教師和學生會將該知識內容作為直接表象獲取，學生總是以割裂的形式記憶知識內容，較好的學生對于該表象信息獲取成功率較高，但中等及以下學生的獲取成功率較低，分析原因是知識記憶點過多導致混淆模糊。嘗試將該塊知識內容變換表象類型：采用將這幾個系統以人體模式圖的形式，在復習課上以畫圖的形式建立模型表象，找到這幾個系統之間的相互聯系點，不斷修改和改進，并輔以學生間的交流后發現，學生提取信息成功率均有提升尤其以中等學生提高顯著。該轉換適用于有較多相關聯系的記憶內容的知識點。

2.關于力學中（受力分析和力的相互性）提取信息的成功率比較

例題：如圖所示，某同學實驗時，在彈簧測力計的兩端沿水平方向各加6N的拉力，并使其保持靜止，此時彈簧測力計的示數為（ ）

A.0N B.3N C.6N D.12N

樣本：七年級二個平行班（a、b），每班41人，（每班各選擇前十中十后十位同學作為具體樣本分別計為a1、a2、a3，b1、b2、b3）

說明：a1、a2、a3，b1、b2、b3分別為10人，表格中數據為其中提取信息成功的學生數。

分析說明：有關物理中該知識內容應屬轉移表象類型，教師在新課教授后如果未對此類型題目進行講解，那么該題的提取信息成功率會非常低，而若對此題進行受力分析和力的相互性的講解后再研究該知識點內容信息提取成功率的情況，我們發現除程度較好的學生成功率略有提升，中等和后段學生的成功率變化不大。但如果將該知識內容的表象類型變換為直接表象類型，即將兩個彈簧秤（三個彈簧秤在學生的操作下容易出現較大誤差反而不有利于理解）帶入課堂請學生直接操作，我們發現各層次學生的提取成功率均大幅增加。該轉換適用于較抽象概念可用實驗直接表現的內容。因此教師在遇到該知識內容時應多將實驗帶入課堂或多帶學生進實驗室，分析與觀察相結合以達到更好的學習效果。

3.關于化學中（元素性質）提取信息的成功率比較

例題：航天員艙外服內含有與氫氧化鈉相似氫氧化鋰（LiOH），它不可能具有的化學性質是（ ）

A.與二氧化碳反應 B.與鹽酸反應

C.與氧化鐵反應 D.與氯化銅溶液反應

樣本：初中九年級三個平行班編號為（a、b、c）。（每班前十、中十、后十位同學作為具體樣本分別計為a1、a2、a3，b1、b2、b3，c1、c2、c3）

說明：a1、a2、a3，b1、b2、b3，c1、c2、c3分別為10人，表格中數據為其中提取信息成功的學生人數。

分析說明：有關化學中該知識內容應屬較簡單的想象表象類型，這部分內容對于較好的同學而言由于知識遷移能力較強，能較輕松地完成該問題，但是對于中等及偏下的同學而言氫氧化鋰是一個全新的名詞，無法從“與氫氧化鈉相似”這句話中獲取正確信息，因而無從下手。中學的化學教學無非是元素周期性的應用，但是很多教師因為中考中涉及該問題內容較少，而選擇少講甚至不講，然而我在教學中發現，如果建立起較明確的元素周期性的概念后，學生對該類表象的獲取成功率提高了不少，也尤其以中等學生的提高率較顯著。因此在化學的知識內容的教學中如果能在元素周期性下理解元素性質會更容易讓學生接受，也更容易完成知識的遷移。

4.關于地理中（日食、月食形成過程）提取信息的成功率比較

樣本：七年級二個平行班（a、b），每班41人，（每班各選擇前十中十后十位同學作為具體樣本分別計為a1、a2、a3，b1、b2、b3）

說明：a1、a2、a3，b1、b2、b3分別為10人，表格中數據為其中提取信息成功的學生數。

分析說明：有關地理中該知識內容屬直接表象，但這兩個知識點相似程度較大，記憶過程會出現混淆，可由未建立模型表象前的成功率可知。如果能利用手邊現成的物品，建立該內容的模型（用二個硬幣分別代表太陽和月球或地球），該模型的表象信息獲取成功率就會高很多，而且每個層次的學生都有較大幅度的提高。

五、研究結論

1.根據調查不同學科不同知識內容的學生的表象信息提取的成功率可知：學生表象信息提取的成功率取決于建立有效對應的表象類型，不同的表象類型學生提取的成功率不同，而如果將不同的表象類型進行組合或者建立一個知識內容對應多個表象類型，就會提高獲取信息的成功率。

2.在調查過程中還發現，轉換表象類型尤其對于中等學生的信息獲取的成功率影響最大。在教學過程中建立轉移和想象表象的同時再建立對應的直接表象和間接表象（模型表象）可以有助于學生在提取信息時形成既能一一對應具體事物，又能有理解性和抽象性的具有雙重編碼的支持的表象。因此在教學中，教師在教學過程中應留有充分的時間和空間關注展示和引導學生采用有效表象信息提取方式，以便對學生更有效地學習提供幫助，也應了解學生形成的表象究竟是怎樣的，才能在概念理解、知識應用、記憶保存、信息提取方面充分發揮表象的橋梁作用。同時有利于教師在教學中開發新的表象活動，幫助學生進行有效的知識學習和整理復習。

參考文獻：

[1]百度百科.

[2]王磊.化學教學心理學講義.北京師范大學，1997：47.