張曉琴

【摘 要】在認(rèn)知負(fù)荷理論視角下，高中生物教師需幫助學(xué)生調(diào)整認(rèn)知結(jié)構(gòu)，優(yōu)化知識(shí)的呈現(xiàn)方式，降低學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，使學(xué)生建立系統(tǒng)、科學(xué)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

【關(guān)鍵詞】認(rèn)知負(fù)荷理論;生物教學(xué);高中

認(rèn)知負(fù)荷理論是指人們?cè)诶斫廨^為復(fù)雜和抽象的概念時(shí)會(huì)消耗認(rèn)知資源，形成一定的負(fù)荷，若認(rèn)知負(fù)荷超過(guò)認(rèn)知資源，則會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)與工作效率產(chǎn)生負(fù)面影響。認(rèn)知結(jié)構(gòu)的組成主要包括工作記憶與長(zhǎng)時(shí)記憶，工作記憶用于短期內(nèi)儲(chǔ)存與處理信息，其容量有限，若學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷過(guò)重，未能及時(shí)將工作記憶加工為長(zhǎng)時(shí)記憶，則容易遺忘，降低學(xué)習(xí)效率。生物學(xué)是系統(tǒng)性較強(qiáng)的學(xué)科，要求學(xué)生具有良好的邏輯思維能力，但學(xué)生的認(rèn)知資源有限，在學(xué)習(xí)和理解抽象概念時(shí)較為困難，易出現(xiàn)認(rèn)知偏差，且知識(shí)容量大，容易超過(guò)工作記憶負(fù)荷，導(dǎo)致記憶時(shí)間較短，容易遺忘知識(shí)點(diǎn)或無(wú)法提取知識(shí)進(jìn)行問(wèn)題解答。在認(rèn)知負(fù)荷理論視角下，教師應(yīng)積極采取措施幫助學(xué)生調(diào)整認(rèn)知結(jié)構(gòu)，使其正確、快速地理解知識(shí)點(diǎn)，促進(jìn)工作記憶的加工與轉(zhuǎn)化，提高課堂效果，使學(xué)生正確理解和記憶生物學(xué)知識(shí)和概念，并形成系統(tǒng)的、科學(xué)的生物學(xué)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

一、幫助學(xué)生調(diào)整認(rèn)知結(jié)構(gòu)

在高中生物教學(xué)中，學(xué)生生物基礎(chǔ)知識(shí)和思維能力方面的缺陷是產(chǎn)生認(rèn)知負(fù)荷的重要原因。在學(xué)習(xí)與處理問(wèn)題時(shí)，人類需要提取長(zhǎng)時(shí)記憶中的相關(guān)知識(shí)，并轉(zhuǎn)化為工作記憶進(jìn)行處理和完成，若知識(shí)與問(wèn)題過(guò)于復(fù)雜，且缺乏良好的整理和處理策略時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致工作記憶的容量過(guò)大，引起認(rèn)知負(fù)荷，降低效率。因此，教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)積極引導(dǎo)，幫助學(xué)生調(diào)整認(rèn)知結(jié)構(gòu)，可采用圖表的形式對(duì)知識(shí)進(jìn)行整合，簡(jiǎn)單明了地展現(xiàn)不同知識(shí)之間的相關(guān)性、交互性、差異性，將復(fù)雜、抽象的概念簡(jiǎn)單有序地表達(dá)出來(lái)，并印制成冊(cè)發(fā)放給學(xué)生，幫助學(xué)生梳理腦中雜亂的知識(shí)點(diǎn)，形成良好的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。也可將生物知識(shí)與實(shí)際生活相聯(lián)系，使學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)理解生物知識(shí)，并引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生物學(xué)與實(shí)際生活的聯(lián)系，提高其學(xué)習(xí)興趣。例如，在學(xué)習(xí)“細(xì)胞的生命歷程”時(shí)，教師可將課本知識(shí)與實(shí)際生活相結(jié)合進(jìn)行講解，向?qū)W生解釋細(xì)胞增殖、分化、衰老和凋亡在人類、動(dòng)物及植物中代表什么，與人類的生老病死有何關(guān)系，并通過(guò)動(dòng)畫向?qū)W生展示細(xì)胞的生命歷程與動(dòng)植物的生命歷程，使學(xué)生正確認(rèn)識(shí)細(xì)胞。

二、采用任務(wù)式教學(xué)

不同的學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握程度不同，其認(rèn)知資源也有所不同。對(duì)此，教師應(yīng)對(duì)學(xué)生的認(rèn)知情況加以評(píng)估，并采用任務(wù)式教學(xué)幫助學(xué)生理解和梳理知識(shí)，在完成概念講解后，依據(jù)學(xué)生不同的認(rèn)知能力合理布置學(xué)習(xí)任務(wù)。任務(wù)難度可稍高于學(xué)生的自身認(rèn)知，激發(fā)學(xué)生探索和學(xué)習(xí)的欲望，并使學(xué)生在實(shí)際操作和摸索過(guò)程中提升自身認(rèn)知，但需注意的是，任務(wù)難度不能過(guò)度高于學(xué)生認(rèn)知，否則會(huì)導(dǎo)致學(xué)生完全無(wú)法從自身認(rèn)知中獲得靈感，會(huì)影響任務(wù)完成效果，也會(huì)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心造成打擊。例如，在學(xué)習(xí)“減數(shù)分裂和受精作用”時(shí)，教師初步講解完知識(shí)概念后可為學(xué)生布置學(xué)習(xí)任務(wù)，如“簡(jiǎn)述減數(shù)分裂與有絲分裂之間的區(qū)別”“采用圖表形式對(duì)減數(shù)分裂過(guò)程進(jìn)行總結(jié)”等，通過(guò)任務(wù)提示與引導(dǎo)學(xué)生對(duì)舊知識(shí)進(jìn)行回顧，并將新舊知識(shí)相融合，梳理知識(shí)結(jié)構(gòu)，明確各知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)性與差異性，幫助學(xué)生掌握各知識(shí)內(nèi)容，同時(shí)使其學(xué)會(huì)知識(shí)的遷移，加深學(xué)生的記憶。

三、設(shè)計(jì)優(yōu)化概念呈現(xiàn)方式

在生物學(xué)知識(shí)中，部分概念較為復(fù)雜且抽象，對(duì)概念的理解給學(xué)生帶來(lái)了嚴(yán)重的認(rèn)知負(fù)荷。對(duì)此，教師可依據(jù)學(xué)生的知識(shí)水平，對(duì)概念的呈現(xiàn)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。對(duì)于復(fù)雜的概念，可從基礎(chǔ)概念開(kāi)始講解，循序漸進(jìn)地向復(fù)雜概念過(guò)渡，使學(xué)生在理解基礎(chǔ)概念的前提下學(xué)習(xí)復(fù)雜概念，搭建立體的概念結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行概念講解時(shí)，教師也應(yīng)充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)收集相關(guān)概念的圖解、動(dòng)畫、視頻等資料，利用多媒體設(shè)備向?qū)W生展示，將抽象的理論具象化，從視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)甚至觸覺(jué)等多方面給學(xué)生帶來(lái)刺激，使其大腦獲得足夠的信息反饋，這樣更便于學(xué)生理解和記憶。此外，教師也可借助掛圖、模型等物品進(jìn)行講解，掛圖中需整合關(guān)鍵文字信息，便于學(xué)生理解，保持圖片信息和文字信息接收的一致性，以免文字與圖片分離導(dǎo)致學(xué)生注意力分散，加重認(rèn)知負(fù)荷。也可通過(guò)實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐操作，將生物信息生動(dòng)、形象地展現(xiàn)出來(lái)，可通過(guò)顯微鏡觀察細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)和分裂情況，使學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)際情況相結(jié)合，提高記憶效果，提升學(xué)習(xí)趣味性，激發(fā)學(xué)生的探索激情。

四、采取漸進(jìn)式與情境式教學(xué)

生物學(xué)知識(shí)量大且科學(xué)性強(qiáng)，內(nèi)容復(fù)雜，枯燥、無(wú)趣的課堂講解方式會(huì)嚴(yán)重影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也會(huì)影響學(xué)生的積極性與自我監(jiān)控能力。而學(xué)習(xí)積極性與自我監(jiān)控能力卻是影響學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷的重要因素，學(xué)習(xí)興趣低、自我監(jiān)控能力差的學(xué)生通常知識(shí)基礎(chǔ)相對(duì)較差，其精神上的煩躁與壓力也會(huì)進(jìn)一步加大學(xué)習(xí)負(fù)荷。因此，在高中生物教學(xué)中，教師應(yīng)盡量避免枯燥的講解方式，若學(xué)生精神疲憊，積極性低，則需采取循序漸進(jìn)的教學(xué)方式，可先以內(nèi)容簡(jiǎn)單、趣味性強(qiáng)、與實(shí)際生活聯(lián)系緊密的知識(shí)開(kāi)始，可利用多媒體播放與生物學(xué)內(nèi)容相關(guān)的趣味短視頻、笑話段子等，減輕學(xué)生的疲憊感，將學(xué)生的注意力集中于課堂，并圍繞課堂內(nèi)容提出簡(jiǎn)單的問(wèn)題讓學(xué)生進(jìn)行思考。為提升課堂趣味性，教師還可采取情境教學(xué)的方式，以圖片、聲、光、道具等構(gòu)建與生活相關(guān)的課堂情境或小游戲，讓學(xué)生離開(kāi)課桌，參與到情境與游戲中，活躍其精神。例如，在學(xué)習(xí)血液遺傳的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，教師可讓學(xué)生選擇一個(gè)血型，將寫著血型的紙張貼在身上，由教師在黑板上提出問(wèn)題，如A型血與B型血結(jié)合的后代可形成哪些血型？屬于答案范圍的學(xué)生則迅速跑到一邊集合，如此反復(fù)數(shù)次，直至全體學(xué)生均能正確解答相關(guān)問(wèn)題，此舉在提高學(xué)生記憶能力的同時(shí)也可增強(qiáng)趣味性，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

五、給予學(xué)生信息支持

實(shí)踐是高中生物教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，教師需依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度與知識(shí)儲(chǔ)備量安排不同難度的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生可將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中，并在實(shí)踐中鞏固理論知識(shí)。此外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)更具趣味性，可活躍課堂氛圍，能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其發(fā)現(xiàn)生物學(xué)的樂(lè)趣。但生物學(xué)實(shí)驗(yàn)較為復(fù)雜，需要操作者具備良好的理論知識(shí)基礎(chǔ)與實(shí)驗(yàn)操作技巧，而高中生實(shí)踐機(jī)會(huì)較少，知識(shí)儲(chǔ)備量相對(duì)不足，實(shí)驗(yàn)所需的知識(shí)通常超出學(xué)生的認(rèn)知范圍，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)存在一定困難，也容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。因此，教師需明確學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，知曉學(xué)生已掌握和未掌握的知識(shí)，在不影響學(xué)生鞏固與復(fù)習(xí)舊知識(shí)的同時(shí)，給予學(xué)生信息方面與技術(shù)方面的支持，減輕學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷，使實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌瓿?。例如，進(jìn)行有絲分裂的觀察實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以洋蔥根尖為觀察對(duì)象，教師可為學(xué)生提供一定的信息支持，如洋蔥根尖的解剖結(jié)構(gòu)、洋蔥根尖培養(yǎng)步驟、洋蔥根尖各細(xì)胞組織顯微鏡圖等，使學(xué)生能對(duì)洋蔥根尖的組成有初步了解，以便于對(duì)細(xì)胞的有絲分裂過(guò)程進(jìn)行觀察，給予試驗(yàn)技術(shù)方面的指導(dǎo)則可幫助學(xué)生正確完成實(shí)驗(yàn)，減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的失誤。

六、結(jié)束語(yǔ)

在認(rèn)知負(fù)荷理論視野下，高中生物教學(xué)應(yīng)重視對(duì)學(xué)生認(rèn)知能力的評(píng)估，明確學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷情況，在復(fù)雜、深?yuàn)W的概念教學(xué)上需注意為學(xué)生提供適宜的理解和記憶方式，促進(jìn)學(xué)生的理解，減輕認(rèn)知負(fù)荷，并幫助學(xué)生調(diào)整認(rèn)知結(jié)構(gòu)，改變概念呈現(xiàn)方式，積極利用多媒體、計(jì)算機(jī)等設(shè)備進(jìn)行教學(xué)，使概念展現(xiàn)更具體、更清晰，使學(xué)生正確理解和記憶知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率，構(gòu)建良好的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]徐海燕.基于認(rèn)知負(fù)荷理論的高中生物微課教學(xué)實(shí)踐探索[J].文理導(dǎo)航，2017（10）：87

[2]陶忠華.基于認(rèn)知負(fù)荷理論的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)例析——以“觀察洋蔥根尖細(xì)胞的有絲分裂”為例[J].生物學(xué)教學(xué)，2016，41（8）：38-39

[3]陶忠華.認(rèn)知負(fù)荷理論視閾下的生物學(xué)錯(cuò)誤分析及教學(xué)啟示[J].中學(xué)生物學(xué)，2017，33（1）：17-20