基于認(rèn)知負(fù)荷理論的高中生物學(xué)概念教學(xué)路徑的預(yù)設(shè)與實(shí)踐探析

摘要：認(rèn)知負(fù)荷理論對一節(jié)課的課程教學(xué)起到了十分關(guān)鍵的作用，它的有效實(shí)現(xiàn)直接影響生物課程教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生掌握生物概念知識能力的深度。同時，對新時代課程改革之下的生物教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)也有著很深遠(yuǎn)的影響。充分利用認(rèn)知負(fù)荷理論開展生物課程，對課程教學(xué)有強(qiáng)有力的推進(jìn)作用。文章以“高中生物”為研究對象，對“基于認(rèn)知負(fù)荷理論的高中生物學(xué)概念教學(xué)路徑的預(yù)設(shè)與實(shí)踐探析”進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：認(rèn)知負(fù)荷理論;高中生物;概念教學(xué);細(xì)胞器;分工合作

一、 引言

在現(xiàn)階段的高中教育體系當(dāng)中，認(rèn)知負(fù)荷理論主要指的是：學(xué)生在學(xué)習(xí)時產(chǎn)生的在認(rèn)知系統(tǒng)當(dāng)中的心理活動總量的統(tǒng)計(jì)。這套理論是關(guān)于認(rèn)知負(fù)荷的一套具體的理論體系。高中生物當(dāng)中的認(rèn)知負(fù)荷理論，以理論的容量有限及理論的圖示發(fā)展為體系基礎(chǔ)，從多個角度分析學(xué)生的認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)問題的解決程度。由此，文章對基于認(rèn)知負(fù)荷理論下，高中生物學(xué)概念教學(xué)路徑的預(yù)設(shè)與實(shí)踐路徑產(chǎn)生了以下見解。

二、 分析細(xì)胞器概念，協(xié)助學(xué)生理解細(xì)胞之間的分工合作

在現(xiàn)代化教育制度下，特色化課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)越來越成為各個高校的重點(diǎn)學(xué)習(xí)方向。在講解高中生物時，基于認(rèn)知負(fù)荷理論，教師可以采用藝術(shù)引進(jìn)法。在教學(xué)課程當(dāng)中，教師將細(xì)胞器概念首先引入《細(xì)胞器之間的分工合作》課程當(dāng)中，由教師帶領(lǐng)學(xué)生分析各個細(xì)胞器的概念，充分吸引學(xué)生對細(xì)胞器學(xué)習(xí)的興趣力，創(chuàng)建一個良好的、活躍度高的課堂氛圍，對生物課程的講解有著很重要的作用。

在講解課程內(nèi)容《細(xì)胞器之間的分工合作》這個知識當(dāng)中，可以引入寫生的概念。教師帶領(lǐng)學(xué)生共同描繪各個細(xì)胞器的具體形態(tài)，加深學(xué)生對各個細(xì)胞器的概念的理解。這一藝術(shù)課程當(dāng)中的寫生教學(xué)引入本次各個細(xì)胞器的概念的相關(guān)講解，充分利用課堂中有限的時間，幫助學(xué)生更加有效地學(xué)習(xí)細(xì)胞器的知識內(nèi)容。通過這種寫生的教學(xué)模式，幫助學(xué)生更好地理解各個細(xì)胞器之間的分工協(xié)作，讓學(xué)生能夠從其中感悟、體會，從而在導(dǎo)入新課的過程當(dāng)中，在學(xué)生的心里產(chǎn)生求知欲與對新知識的積極探索欲，激發(fā)學(xué)生對細(xì)胞器之間分工與協(xié)作內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣，利用特色化教學(xué)手段，讓課程充滿詩情畫意，充滿對知識的探索力，幫助教師構(gòu)建生物課程的有效化教學(xué)模式。傳統(tǒng)教學(xué)模式與改革之下的教學(xué)模式有著本質(zhì)上的不同，教師要注重新教材內(nèi)容的實(shí)踐性，盡可能地將理論知識落于實(shí)際應(yīng)用與學(xué)習(xí)當(dāng)中，不要讓學(xué)生對知識的吸收處于一個“虛空”的狀態(tài)。

在新教育制度背景下，理論知識內(nèi)容融入現(xiàn)代化的信息技術(shù)，能夠很好地幫助學(xué)生在生活中應(yīng)用生物課堂中所學(xué)習(xí)的生物概念知識，在具體的實(shí)例之下檢驗(yàn)自己所學(xué)到的知識的真實(shí)性、實(shí)踐性。教師帶領(lǐng)學(xué)生分析細(xì)胞器的概念，將概念內(nèi)容融入生活，教師可以在課程講解后，為學(xué)生布置相關(guān)知識內(nèi)容的習(xí)題，或者為學(xué)生布置生活當(dāng)中的具體實(shí)例，鼓勵學(xué)生自主進(jìn)行問題的探索，運(yùn)用實(shí)踐性更高的理論知識來解決生活當(dāng)中的問題，更深刻地將理論應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中，協(xié)助生物課堂寫生教學(xué)，幫助學(xué)生更加充分地理解細(xì)胞之間的分工合作。基于認(rèn)知負(fù)荷理論之下，教師引導(dǎo)學(xué)生深入課程探索，也可以促進(jìn)學(xué)生的相互合作與發(fā)展，更好地融入課程學(xué)習(xí)當(dāng)中。利用其他課程的特色知識點(diǎn)來快速吸引學(xué)生的興趣力，將學(xué)生快速帶入到生物的課程當(dāng)中。這種藝術(shù)法引入的效果會立竿見影，對學(xué)生對細(xì)胞器的分工與協(xié)作的理解產(chǎn)生的作用也會十分明顯，而且有效果。

三、 結(jié)合細(xì)胞器實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生了解不同細(xì)胞的工作職責(zé)

承前啟后的方法來教學(xué)，是現(xiàn)代化教學(xué)發(fā)展過程中的一個關(guān)鍵的方法，被運(yùn)用的次數(shù)也是十分多的。在高中生物課堂上，復(fù)習(xí)舊知識，是對以往所學(xué)習(xí)的知識的再一次鞏固，同時向?qū)W生提出有關(guān)于本節(jié)課程相關(guān)的思考的問題。在現(xiàn)階段的高中生物教學(xué)當(dāng)中，出現(xiàn)了教師對“生活即教育”缺乏關(guān)注度，對應(yīng)試教育的引導(dǎo)不到位，教師對應(yīng)試教育的理解出現(xiàn)偏差的狀況。應(yīng)試教育過分地強(qiáng)調(diào)了考試，專注于培養(yǎng)學(xué)生的背誦以及解題的相關(guān)能力。教師在開展生物課程的教學(xué)活動當(dāng)中，不能夠很好地引領(lǐng)應(yīng)試教育，就會使應(yīng)試教育理念的弊端逐步放大，對生物的教學(xué)造成嚴(yán)重的影響。因而，在現(xiàn)階段的生物教學(xué)當(dāng)中，將生物概念知識的教學(xué)與生活教育理念有機(jī)整合，成為弱化應(yīng)試教育弊端的一種全新化的選擇。在傳統(tǒng)課堂當(dāng)中，教師要為學(xué)生預(yù)設(shè)進(jìn)行實(shí)踐練習(xí)檢驗(yàn)的機(jī)會，增強(qiáng)課堂的互動性，增強(qiáng)實(shí)踐化教學(xué)的不斷發(fā)展，從而不斷地提高學(xué)生的全面發(fā)展的能力。

教師在開展《細(xì)胞器之間的分工合作》的課程時，可以運(yùn)用承前啟后的方法來教課。通過此種途徑，向?qū)W生傳達(dá)新知識內(nèi)容。在“細(xì)胞的增殖”內(nèi)容講解與導(dǎo)入當(dāng)中，可以采用生物課本當(dāng)中的“一個細(xì)胞增殖，裂變?yōu)槎嗌偌?xì)胞的數(shù)量”這一視頻實(shí)驗(yàn)來引入課程內(nèi)容。在講解《細(xì)胞器之間的分工合作》這一章節(jié)的內(nèi)容時，加入細(xì)胞器實(shí)驗(yàn)的指引方式，融入上節(jié)課程“走進(jìn)細(xì)胞”當(dāng)中的知識點(diǎn)。教師通過帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行各個細(xì)胞的解剖實(shí)驗(yàn)，將細(xì)胞產(chǎn)生的多樣性與細(xì)胞的具體結(jié)構(gòu)、功能相互聯(lián)系起來，既有利于學(xué)生對上一章課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，又有利于學(xué)生能夠快速地融入本節(jié)課堂當(dāng)中。由“走進(jìn)細(xì)胞”的知識作為兩者之間的橋梁，進(jìn)行承前啟后的作用。教師結(jié)合細(xì)胞器實(shí)驗(yàn)，帶領(lǐng)學(xué)生在學(xué)習(xí)細(xì)胞的組織與細(xì)胞器的聯(lián)系時，加強(qiáng)學(xué)生了解不同細(xì)胞的工作職責(zé)。這種理論化教學(xué)與實(shí)踐化教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，可以幫助學(xué)生更好地將兩部分的知識進(jìn)行梳理、分析、鏈接。利用有限的時間，幫助學(xué)生更好地掌握細(xì)胞器的知識，鞏固知識，形成高效率的高中生物教學(xué)課堂，為學(xué)生創(chuàng)建一個高質(zhì)量的教學(xué)課堂。基于認(rèn)知負(fù)荷理論之下，教師可以通過“數(shù)字實(shí)踐園”的教學(xué)形式，利用現(xiàn)代化信息技術(shù)的支撐，初步地形成生物概念教學(xué)校本課程的教學(xué)體系，探索出適合學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，不斷地發(fā)展自身能力的學(xué)習(xí)模式。

教師要注意通過利用“數(shù)字實(shí)踐園”，為課后實(shí)踐的教學(xué)提供一定的條件和依據(jù)。在課程講解生物的概念內(nèi)容當(dāng)中，要加入實(shí)踐性的教學(xué)，教師要充分利用教學(xué)資源的力量，為學(xué)生開展綜合性的實(shí)踐活動，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)空間。教師同時也要樹立開放式的教學(xué)觀念，讓學(xué)生不僅能夠在課堂當(dāng)中學(xué)習(xí)到生物的知識，同時也能夠在課堂當(dāng)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)化的教學(xué)，將理論知識基礎(chǔ)與實(shí)踐靈活度相結(jié)合，不斷地開闊學(xué)生的視野，開放學(xué)生的思維，為學(xué)生提供展示才華的新天地，進(jìn)而能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。教師通過在生物課堂當(dāng)中開展細(xì)胞器的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生做一些有關(guān)于葉綠體的光合反應(yīng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，線粒體呼吸反應(yīng)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生在實(shí)踐當(dāng)中理解不同細(xì)胞器之間的分工職責(zé)。另外，教師利用這種承前啟后的教學(xué)方法，將學(xué)生快速帶入生物課堂的學(xué)習(xí)當(dāng)中，形成有效性教學(xué)，充分利用課堂的時間，達(dá)到教學(xué)課程的高標(biāo)準(zhǔn)要求，成為現(xiàn)代化教育過程當(dāng)中的一大亮點(diǎn)。

四、 利用細(xì)胞器案例，解釋細(xì)胞之間分工合作的內(nèi)在含義

在新教育制度背景之下，越來越多的課堂融入了現(xiàn)代化信息教育技術(shù)進(jìn)行教學(xué)。多媒體作為主流的教學(xué)手段，已經(jīng)成為各大教學(xué)活動的主要成員。在高中生物的教學(xué)課程當(dāng)中，同樣也要注重互聯(lián)網(wǎng)、多媒體作為媒介實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)的作用。教師利用多媒體的抽象虛擬技術(shù)，在課程導(dǎo)入當(dāng)中利用三維結(jié)構(gòu)模型（細(xì)胞器模型），幫助學(xué)生快速認(rèn)識與理解教學(xué)課程當(dāng)中的相對抽象的內(nèi)容與知識。在對“細(xì)胞膜”“細(xì)胞器”“細(xì)胞核”的定義與其所對應(yīng)的功能之間的知識的講解之時，教師在課程引入時應(yīng)采取多媒體信息技術(shù)，首先利用細(xì)胞器的案例，開展《細(xì)胞器之間的分工合作》的課程教學(xué)。教師帶領(lǐng)著學(xué)生具體地分析本案例所涉及的各個細(xì)胞器，以及各個細(xì)胞器之間的聯(lián)系，構(gòu)建便于學(xué)生觀察的細(xì)胞器的三維結(jié)構(gòu)模型，讓學(xué)生從視覺方面能夠想象出各個細(xì)胞結(jié)構(gòu)的大致形狀，并將其與功能相互聯(lián)系起來，解釋細(xì)胞之間分工合作的內(nèi)在含義。

在現(xiàn)代化信息技術(shù)的支撐下，教師要為傳統(tǒng)的生物課程引入更加多樣性的教學(xué)手段優(yōu)化教學(xué)模式。在這個過程當(dāng)中，模擬數(shù)字實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的建設(shè)能夠?yàn)榻處熖峁└嗟慕虒W(xué)手段，不斷地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的生物掌握能力，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展。以信息技術(shù)為支撐的數(shù)字實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，不僅能夠保證學(xué)生更加直觀地感受各種生物概念，而且能夠讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)信息搜集了解相關(guān)科學(xué)知識，以此來輔助學(xué)生去進(jìn)行科學(xué)認(rèn)知。在《細(xì)胞器之間的分工合作》講解時，引入多媒體的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，利用生物的教學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量課堂教學(xué)，以先進(jìn)的信息技術(shù)帶動生物教學(xué)的進(jìn)步。在短視頻App課堂教學(xué)中，教師可以將細(xì)胞器的案例教學(xué)小視頻，以及軟件提前發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生對本次所講解的細(xì)胞器的分工與協(xié)作內(nèi)容進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，對學(xué)習(xí)當(dāng)中產(chǎn)生的問題先進(jìn)行自主思考與探究。在正式的課堂當(dāng)中，學(xué)生帶著問題和教師共同學(xué)習(xí)知識內(nèi)容，教師通過信息技術(shù)支撐的教學(xué)短視頻進(jìn)行有關(guān)于細(xì)胞器分工與協(xié)作的案例的具體分析與研究，帶領(lǐng)學(xué)生共同學(xué)習(xí)課程知識，理解細(xì)胞之間分工合作的內(nèi)在含義。

教師可以提前為學(xué)生布置好課程分組任務(wù)，根據(jù)學(xué)生自己的興趣，選擇參加有關(guān)于細(xì)胞器分工分析小組視頻階段的展示。教師通過為學(xué)生提供不同主題的學(xué)習(xí)內(nèi)容，鼓勵每一個小組進(jìn)行短視頻的自主搜索，自主總結(jié)，將與主題有關(guān)的短視頻高效地提煉，在課程當(dāng)中與其他的學(xué)生進(jìn)行知識的分享。運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)引入法導(dǎo)入課程內(nèi)容，構(gòu)建高質(zhì)量課堂，將教學(xué)內(nèi)容更加有效化處理，有利于學(xué)生之間進(jìn)行相互討論與研究，有利于教師對課程內(nèi)容的研究與深入理解，更好地向?qū)W生傳遞新的知識內(nèi)容。利用多媒體信息技術(shù)作為教學(xué)課程的引入方式依托，將課程的需求知識由抽象化轉(zhuǎn)為可視化、可感化，優(yōu)化高中生物課堂知識內(nèi)容的教學(xué)模式，節(jié)省知識內(nèi)容的導(dǎo)入時間，并產(chǎn)生很不錯的教學(xué)效果。在網(wǎng)絡(luò)的信息支撐之下，教師要做到物盡其用，充分利用現(xiàn)有資源進(jìn)行課程導(dǎo)入的現(xiàn)代化改革進(jìn)程，優(yōu)化生物知識內(nèi)容的導(dǎo)入環(huán)節(jié)。

五、 結(jié)語

生物知識概念的理解是生物學(xué)習(xí)十分關(guān)鍵的一步，也是最開始的一步，這一步關(guān)系著后續(xù)進(jìn)程的發(fā)展效果。因而，掌握關(guān)鍵且有效的高中生物概念教學(xué)方法是很有必要的。教師可以運(yùn)用認(rèn)知負(fù)荷理論優(yōu)化生物概念教學(xué)模式，將生物課程的知識點(diǎn)在課程教學(xué)當(dāng)中有效地引入，在有限的時間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)高效率、高質(zhì)量教學(xué)，保證生物課程概念內(nèi)容傳遞過程的實(shí)現(xiàn)。

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作者簡介：

周飛，浙江省杭州市，余杭第一中學(xué)。