摘 要：加涅的信息加工理論在認知派學習理論中影響深遠，它在理解教學過程、設(shè)置教學環(huán)節(jié)、指導教學實踐等方面有極大的參考價值。文章以加涅的信息加工理論為依據(jù)，以人民教育出版社版教材高中地理必修一“巖石圈的物質(zhì)循環(huán)”相關(guān)內(nèi)容為基礎(chǔ)，探究在信息加工理論指導下巖石圈的物質(zhì)循環(huán)的教學設(shè)計。

關(guān)鍵詞：信息加工理論;高中地理;巖石圈的物質(zhì)循環(huán);教學設(shè)計

作者簡介：楊健（1992—），女，江蘇省常州市武進區(qū)湟里高級中學。

我國依托北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)對珠穆朗瑪峰高度進行測量，秉持“綠水青山就是金山銀山”的理念對黃河流域進行保護與開發(fā)，在“11+5”個城市和地區(qū)推進“無廢城市”建設(shè)試點……這一系列舉措無不體現(xiàn)出生活處處有地理。時代是思想之母，高考命題與時政的結(jié)合愈加緊密，這就要求教師重視學生地理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，激發(fā)學生學習的興趣，增加學生的知識儲備，促進知識的遷移，最終達到指導學生學習和實踐的目的。下面，筆者以加涅的學習模式為理論基礎(chǔ)，對“巖石圈的物質(zhì)循環(huán)”進行教學設(shè)計分析。

一、加涅的信息加工理論概述及學習階段

羅伯特·加涅是著名的教育心理學家，他借助計算機的工作原理，結(jié)合人對信息加工的特點，提出信息加工學習理論。他認為學習是學生對所學知識進行的內(nèi)部加工，并描繪出一個典型的學習信息加工模式圖（如圖1）[1]。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代，加涅的信息加工理論迅速發(fā)展。加涅認為學習模式由兩個部分組成。第一個部分是信息流，指當學習者受到外界環(huán)境的刺激時，身體內(nèi)部的感受器就會發(fā)生作用，將所受到的刺激進行感覺登記。被登記的刺激被機體察覺、加工并儲存，很快進入短時記憶環(huán)節(jié)。由于短時記憶存儲的信息只能維持二三十秒，因此機體需要借助復述策略對信息進行編碼加工才能進入長時記憶。進入長時記憶后，機體便擁有了永久的信息儲存庫，待需要解決相應問題時，可隨時從記憶中提取關(guān)鍵信息[2]。第二個部分是預期事項和執(zhí)行控制，預期事項起定向作用，指人對信息進行深度加工的最終目標，可以簡單地理解為學習動機的產(chǎn)生;執(zhí)行控制起調(diào)節(jié)和控制作用，是指在信息加工的過程中運用相應的評價體系檢測學習效果并加以調(diào)控，確保目標的實現(xiàn)，可以理解為起評價的作用[3]。

二、加涅學習理論與教學設(shè)計

筆者根據(jù)加涅的學習理論所闡述的一個完整學習過程，以人民教育出版社版高中地理教材必修一“巖石圈的物質(zhì)循環(huán)”為例，探討加涅學習理論的具體應用。

（一）動機階段

由于巖石圈與人類的生產(chǎn)生活聯(lián)系密切，是繼大氣圈、水圈之后學生認識的又一個圈層結(jié)構(gòu)，并且在人民教育出版社版高中地理教材必修一第一章第四節(jié)“地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)”中也介紹過四大圈層及巖石圈的范圍，加上必修一第三章“水循環(huán)”的學習基礎(chǔ)，學生對“巖石圈”和“循環(huán)”等概念并不陌生。教師可以幫助學生回憶先前學習的知識，結(jié)合生活實際提出問題，引發(fā)學生學習的興趣。

師：同學們，之前我們在地殼內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)中已經(jīng)簡單介紹了四大圈層，掌握了巖石圈的含義和范圍，在第三章中我們又通過小實驗的方式學習了水循環(huán)含義、過程及其影響，相信大家記憶猶新。請同學們在腦海中回憶一下相關(guān)知識，回答以下兩個問題：（1）巖石圈的范圍包括什么？（2）在地下80～400米的軟流層是什么的發(fā)源地？

生：（1）巖石圈是地殼和上地幔頂部（軟流層以上的部分），由堅硬巖石組成。（2）巖漿的發(fā)源地是軟流層。

師：很好，那么巖漿是巖石圈中的物質(zhì)嗎？

生：是……不是……（部分學生認為巖漿的發(fā)源地在軟流層，而巖石圈是軟流層以上的部分，所以認為巖漿不是巖石圈中的物質(zhì)。）

師：那它到底是不是巖石圈的物質(zhì)呢？讓我們先觀看冰島火山噴發(fā)的小視頻。

接著教師展示兩幅圖片，一幅圖片表示巖漿從火山口噴發(fā)到地表以上，另一張圖片表示巖漿侵入地表以下。

師：看完小視頻和這兩幅圖，思考：（1）巖漿是不是巖石圈的物質(zhì)？（2）這兩張圖片有何不同？

生（仔細觀察圖片，思考后回答）：（1）巖漿是巖石圈中的物質(zhì)。（2）第一幅圖巖漿噴發(fā)出來了，第二幅圖巖漿沒有噴發(fā)出來。

師（總結(jié)）：很好，同學們回答的都正確。熔融巖漿從軟流層流出，或侵入地表以下，或從火山口噴發(fā)出來到地表以上，因此，它是巖石圈中的物質(zhì)。那么，接下來我們就一起學習巖漿是如何循環(huán)的。

在動機階段，教師通過小視頻和圖片展示，動靜結(jié)合，又以火山為切入點，利用學生對火山的好奇引入新知，激發(fā)學生學習興趣。

（二）領(lǐng)會階段

教師在PPT上展示幾個問題，分別是：（1）巖漿通過火山口噴發(fā)出來的物質(zhì)去哪里了？（2）這些物質(zhì)是如何又形成新巖漿的？（3）沒有噴發(fā)出來的物質(zhì)去哪里了？教師給學生播放巖石圈的物質(zhì)循環(huán)動態(tài)模式圖，讓學生自己觀察，并采用讀書指導法和小組分組討論法解決這三個問題。學生通過觀察和討論，可以解決前兩個問題。在動態(tài)圖上，可以看出從火山口噴發(fā)出來的物質(zhì)經(jīng)過一系列外力作用沉積下來，通過固結(jié)成巖作用形成沉積巖，后又經(jīng)過重融再升形成了新的巖漿。學生通過閱讀教材和小組討論得出，未噴發(fā)出來的物質(zhì)通過重融再生的作用形成新巖漿，而在巖漿的高溫高壓環(huán)境下，巖石發(fā)生變質(zhì)形成變質(zhì)巖，變質(zhì)巖可以和沉積巖相互轉(zhuǎn)化。

（三）習得階段

教師結(jié)合巖石圈的物質(zhì)循環(huán)動態(tài)圖，分階段講解，并在黑板上畫出流程圖，簡化巖石圈的物質(zhì)循環(huán)圖并適當補充、拓展知識點，教授復習策略，幫助學生理解記憶，實現(xiàn)學生信息增值。

（四）保持階段

教師教授學生記憶技巧，例如“三進一出”是巖漿，沉積巖和變質(zhì)巖之間可以相互轉(zhuǎn)化;沉積巖的代表類巖石除了石灰?guī)r，其余均是兩個字;而變質(zhì)巖的代表類巖石除了板巖，其余均是三個字。像這樣簡單的歸類，能夠幫助學生迅速記憶。教師可以讓學生自己結(jié)合巖石圈的物質(zhì)循環(huán)動態(tài)圖理解巖石圈的物質(zhì)循環(huán)過程，并自己獨立繪制三大類巖石的相互轉(zhuǎn)化圖。教師可采用知識競賽模式，將學生分組并派小組代表在黑板上作圖，內(nèi)容豐富、錯誤率最少的小組采用代幣獎勵法給予適當?shù)莫剟?，鼓勵學生及時在課堂上掌握課程內(nèi)容。在記憶保持階段，教師可以教授相關(guān)記憶技巧，將學生的短時記憶通過理解和背誦變成長時記憶，以便日后在回憶中提取應用。

（五）回憶階段

學生理解巖石圈的物質(zhì)循環(huán)內(nèi)容后需要學會運用，教師應趁熱打鐵，找?guī)椎谰毩曨}給學生練習，以鞏固所學知識。學生在遇到問題時，會自動檢索腦海中長時記憶內(nèi)容，提取相關(guān)信息后解決問題。長時記憶的內(nèi)容經(jīng)過提取會轉(zhuǎn)變?yōu)槎虝r記憶，作用于發(fā)生器，從而激活人體對外部環(huán)境作出相應的反應。提取信息的速度主要受到兩個方面的影響，一方面，長時記憶和檢索信息之間的距離越短，信息提取的速度就會越快，反之越慢;另一方面，學生的記憶痕跡越強，印象越深，信息提取的速度就會越快，反之越慢[4]。教師應盡可能創(chuàng)造問題情境，培養(yǎng)學生獨立快速提取線索的能力，幫助學生在已有的認知結(jié)構(gòu)和知識體系中不斷地重組和優(yōu)化，在變化的題型刺激下，建立更有效、合理的知識體系，從而形成新的認知體系。

（六）概括階段

知識點是固定的，但題目是變化的，教師應教授學習策略，提高學生學習遷移的能力，使學生在解不同的關(guān)于巖石圈的物質(zhì)循環(huán)模式的題目時能應對自如。例如，課堂上講授巖石圈的物質(zhì)循環(huán)圖時，教師曾教授學生“三進一出”是巖漿，而題目有時候會畫“三進二出”，這時就要求學生學會舉一反三，將巖漿巖拆成侵入巖和噴出巖。有時題目會故意省略某些箭頭，加大解題難度，但萬變不離其宗，原理是不變的。教師應指導學生掌握原理，使其學會自己推理分析，一步步找出正確答案。

例題：大自然的鬼斧神工可將巖石折疊如被，下面圖2為“某地地質(zhì)景觀圖”，圖3為“地殼物質(zhì)循環(huán)簡圖（甲→戊代表巖漿、三大類巖石和沉積物）”。問：構(gòu)成圖2景觀的巖石，其所屬類型對應于圖3中的（? ? ）。

A.甲? ? ?B.乙? ? ?C.丙? ? ?D.丁

在這題中，圖2中的巖石是有明顯層理構(gòu)造的，故可得出圖2是沉積巖，關(guān)鍵是在圖3中找出甲乙丙丁戊哪一個代表沉積巖。雖然題目中的循環(huán)圖與課堂上畫的完全不同，但是原理是不變的，需要學生自己去推理分析。部分學生根據(jù)“三進一出”確定乙是巖漿，丙是巖漿巖，那么甲、丁只能是沉積巖或者變質(zhì)巖;而沉積物不可能直接轉(zhuǎn)化成新巖漿，故進一步確定戊為沉積物，甲是沉積巖，丁是變質(zhì)巖。但是這樣分析真的正確嗎？其實分析中缺少了沉積巖和變質(zhì)巖間可以相互轉(zhuǎn)化的環(huán)節(jié)，因此可以判斷這樣的分析不正確。圖中可以相互轉(zhuǎn)化的只有丁、乙、丙，因此它們很可能是沉積物、沉積巖和變質(zhì)巖，那么戊只能是巖漿，甲是巖漿巖;進一步推出丁為變質(zhì)巖，乙為沉積物、丙為沉積巖，答案為C。這道高考題需要學生具有很強的推理能力，要求學生在掌握知識的基礎(chǔ)上靈活運用才能解出正確答案。因此，學生在推出答案后應反復檢驗，確定其符合巖石圈的物質(zhì)循環(huán)原理再做選擇。

（七）作業(yè)階段

課后作業(yè)是教學活動的延伸，是有效檢測學生學習成果的重要手段，教師應充分發(fā)揮作業(yè)的反饋作用，給學生提出具體要求，并要求學生在規(guī)定的時間內(nèi)完成作業(yè)。在“雙減”背景下，學生的作業(yè)設(shè)計要求逐步提高，要求在給學生減負的同時使學生掌握新的學習內(nèi)容，這就需要教師做好作業(yè)分層設(shè)計，秉持因材施教的教育理念，貼合“最近發(fā)展區(qū)”，尊重學生個性化成長的需要，認真把控作業(yè)總量和質(zhì)量。此外，教師布置的作業(yè)要盡可能做到形式多樣化，滿足不同學生的需求，例如，布置抄寫、背誦、習題練習、問題探究等形式多樣的作業(yè)，既能為學生減輕作業(yè)負擔，又能在一定程度上保證學生的學習質(zhì)量。

（八）反饋階段

學生通過作業(yè)的完成情況可以了解自身的不足和繼續(xù)努力的方向，因此教師應及時批改作業(yè)，發(fā)現(xiàn)問題后給學生反饋信息，并應給出相應的評語，指出學生在完成本次作業(yè)過程中的優(yōu)缺點，鼓勵學生揚長補短，提高學生完成作業(yè)的積極性。教師要對優(yōu)秀作業(yè)及時予以表揚，建立優(yōu)秀模范，促使全班學生向其學習，共同進步?？荚嚪答佉彩菣z查教學成果的重要手段，是最直接、最有效的反饋方式，每學期的月考或期中、期末考試，學生的成績一目了然，教師以此能詳細了解學生對每個知識點的掌握情況。教師應根據(jù)學生作業(yè)情況和考試成績進行教學反思：是否達到了預期的教學目標？有哪些環(huán)節(jié)還需要改進？哪些知識點需要再復習鞏固？

三、結(jié)論與展望

加涅的學習理論闡述了一個完整的學習過程，其由上述的八個階段構(gòu)成，而教師作為引導者、設(shè)計者、管理者、評定者，在每一個學習階段都應發(fā)揮作用，指導學生對所學信息進行加工，促使信息轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生能夠應用自如的形態(tài)。教師的教學過程必須遵循教育學、教育心理學規(guī)律，為學生創(chuàng)設(shè)有效的學習環(huán)境，促使學生有效學習，以實現(xiàn)教學的預期目標。

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