精加工策略在“神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能”教學(xué)中的應(yīng)用

胡志軍

摘 要 在浙科版教材內(nèi)容“神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能”教學(xué)中運(yùn)用類比、比較、先行組織者、擴(kuò)展與引申、圖示法、質(zhì)疑等類型的精加工策略，可以減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，促進(jìn)學(xué)生的有效學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞 精加工 高中生物 教學(xué)有效學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B

教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)，傳授有效的學(xué)習(xí)策略，已被當(dāng)前教育界視為提高學(xué)習(xí)效率的有效途徑，也是減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，大面積提高教學(xué)質(zhì)量的有效措施。精加工策略屬于非常重要且常用的有效學(xué)習(xí)策略之一。教師在高中生物教學(xué)中運(yùn)用精加工策略，可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和策略意識(shí)，提高其有效解決問題的能力；可以減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

1 精加工策略

精加工策略就是為了使人們更好地理解和記住新信息，而作的有意義的添加、構(gòu)建或者生發(fā)，使新知識(shí)與已有知識(shí)取得聯(lián)系，增進(jìn)對(duì)新知識(shí)的理解。即應(yīng)用已有的圖式和已有的知識(shí)使新信息合理化。經(jīng)精加工獲得的信息進(jìn)入已有知識(shí)網(wǎng)絡(luò)中，儲(chǔ)存在長時(shí)記憶中，以便以后檢索和提取時(shí)更容易，即使檢索和提取出現(xiàn)困難，也可以利用和其他信息的聯(lián)系尋找到提取的線索。

2 高中生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)的精加工策略

生物學(xué)教學(xué)中精加工策略有類比、比較、先行組織者、擴(kuò)展與引申、圖示法、質(zhì)疑等類型。下面以浙科版“神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能”一節(jié)的教學(xué)為例，闡述類比、比較、先行組織者、擴(kuò)展與引申、圖示法、質(zhì)疑等精加工策略在高中生物教學(xué)中的運(yùn)用。

2.1 質(zhì)疑

質(zhì)疑是以追問“為什么”，或用挑剔、批判的眼光來看待已有的事物，達(dá)到對(duì)事物的深層次理解。如運(yùn)用劉翔跨欄的起跑反應(yīng)的極限速度、內(nèi)陸太攀蛇、螳螂蝦、大齒猛蟻的反應(yīng)速度和準(zhǔn)確性的實(shí)例來引發(fā)學(xué)生質(zhì)疑：神經(jīng)調(diào)節(jié)為什么如此準(zhǔn)確、快速？神經(jīng)調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確是因?yàn)樯窠?jīng)調(diào)節(jié)的特定路徑——反射弧，而快速則涉及傳播形式。再如在學(xué)生理解一次動(dòng)作電位結(jié)束，膜電位已經(jīng)恢復(fù)靜息電位時(shí)，比較難理解離子分布狀態(tài)會(huì)和靜息電位時(shí)的區(qū)別。教師引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑：如何將鈉離子排出膜內(nèi)，鉀離子吸進(jìn)膜內(nèi)，從而進(jìn)一步明確鈉鉀泵的作用。

2.2 類比法

類比是根據(jù)兩類對(duì)象之間在某些屬性上的相同或相似所作的一種類推，是精加工的重要方法。運(yùn)用類比，可使抽象的內(nèi)容具體化、形象化，使陌生的東西轉(zhuǎn)化為熟悉的東西，使深?yuàn)W的道理簡單地揭示出來。如類比古代烽火傳信與興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)?！皵橙藖砹恕毕喈?dāng)于刺激，“燃起烽火”相當(dāng)于刺激位點(diǎn)產(chǎn)生興奮，“另一烽火臺(tái)守衛(wèi)看見前面的烽火并點(diǎn)燃烽火”相當(dāng)于局部電流形成和影響等，可以加深學(xué)生對(duì)通過局部電流的形式在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)速度快的特點(diǎn)的理解。

2.3 比較法

比較是對(duì)兩種或兩種以上易混淆的相關(guān)事物進(jìn)行對(duì)比分析的一種常用方式。常言道：有比較，才有鑒別。當(dāng)新學(xué)的知識(shí)與原有的知識(shí)存在某種聯(lián)系而又有區(qū)別時(shí)，往往容易混淆不清，對(duì)這種易混淆的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行比較，不僅能揭示新概念的關(guān)鍵特征，而且能更容易地掌握新概念的內(nèi)涵。因此比較也是一種常用的精加工方法。如動(dòng)作電位產(chǎn)生過程中膜內(nèi)外狀態(tài)變化情況建立表格進(jìn)行比較（表1），又如傳導(dǎo)和傳遞的比較（表2）。

2.4 圖示法

圖示法就是把要記憶的材料圖式化的方法。繪制示意圖的過程中必然要對(duì)材料進(jìn)行分析、理解，這對(duì)記憶效果的提高是有利的。如神經(jīng)元靜息時(shí)的電位和動(dòng)作電位的變化機(jī)制：靜息時(shí)，主要是鉀離子外流，導(dǎo)致膜外正內(nèi)負(fù)；當(dāng)神經(jīng)元受刺激后主要由于鈉離子內(nèi)流，導(dǎo)致外負(fù)內(nèi)正。最后鉀離子的外流使電位在極短的時(shí)間內(nèi)又恢復(fù)靜息狀態(tài)。然后教師要求學(xué)生用一種直觀的方法表現(xiàn)出這一變化過程，如圖1所示。

2.5 擴(kuò)展與引申

對(duì)新知識(shí)進(jìn)行擴(kuò)展與引申也是深化理解新知識(shí)的重要途徑，這是因?yàn)閿U(kuò)展、引申的過程就是思維的過程，思考程度增加，獲得的印象就更為深刻。此外，擴(kuò)展、引申后的知識(shí)比原知識(shí)具有更豐富的信息與外延、更易與有關(guān)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)連接起來。如將圖1與教科書上的22頁動(dòng)作電位傳導(dǎo)示意圖（圖2）進(jìn)行比較，使學(xué)生明確：圖1是神經(jīng)纖維上某一位點(diǎn)的電位隨時(shí)間的變化，圖2是神經(jīng)纖維上不同的位點(diǎn)（即不同位置）同一時(shí)刻的電位情況。這樣學(xué)生就不會(huì)把各個(gè)點(diǎn)的含義搞錯(cuò)。

教師還可以讓學(xué)生聯(lián)系物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式，對(duì)動(dòng)作電位不同狀態(tài)的離子進(jìn)出細(xì)胞的方式進(jìn)行判斷：極化狀態(tài)、去極化過程、反極化狀態(tài)、復(fù)極化過程都是易化擴(kuò)散，學(xué)生就能理解通過改變細(xì)胞外液中相應(yīng)離子的濃度和改變載體蛋白質(zhì)的活性會(huì)影響電位的大小。而復(fù)極化后恢復(fù)未受刺激前的離子分布狀態(tài)（即通過鈉鉀泵的作用）是主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。

2.6 先行組織者

先行組織者是美國著名心理學(xué)家奧蘇伯爾提出來的，是指一種先于學(xué)習(xí)內(nèi)容呈現(xiàn)的一種引導(dǎo)性材料，目的在于把新學(xué)的知識(shí)納入到已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)中，組織者一般放于學(xué)習(xí)材料之前，所以稱為先行組織者。它要比學(xué)習(xí)任務(wù)本身具有更高的抽象、概括和綜合水平，并能清晰地與認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有概念和新的學(xué)習(xí)任務(wù)關(guān)聯(lián)。教師通過呈現(xiàn)“組織者”，給學(xué)習(xí)者“已經(jīng)知道的”與“需要知道的”知識(shí)之間架設(shè)起橋梁。如呈現(xiàn)動(dòng)作電位發(fā)現(xiàn)的科學(xué)史，讓學(xué)生把所學(xué)神經(jīng)興奮的產(chǎn)生與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以及結(jié)果分析結(jié)合起來。教師在教學(xué)中出示一系列材料：醫(yī)生通過腦電圖來分析腦部疾病，學(xué)生可推測神經(jīng)興奮的傳導(dǎo)與電有關(guān)，再通過分析蛙坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本電刺激實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論：在神經(jīng)系統(tǒng)中，興奮以電信號(hào)的形式沿著神經(jīng)纖維傳導(dǎo)，這種電信號(hào)也叫神經(jīng)沖動(dòng)。教師結(jié)合物理知識(shí)要形成電流必須要有電位差，并出示槍烏賊的巨大神經(jīng)纖纖維和微電極技術(shù)用于測定細(xì)胞內(nèi)外的電位變化的技術(shù)手段和相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：將2個(gè)微電極都放在神經(jīng)細(xì)胞膜外時(shí)，在示波器上沒有記錄到電位差，說明神經(jīng)細(xì)胞膜外各處電位相等。當(dāng)將一個(gè)微電極的尖端刺穿細(xì)胞膜瞬間，便可通過示波器記錄到-70 mV的電位差，再繼續(xù)深插此電極，只要電極尖端還留在神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)，則此電位值便不再改變。此電位發(fā)生在靜息狀態(tài)的神經(jīng)細(xì)胞膜的兩側(cè)，故稱靜息電位。endprint

學(xué)生可運(yùn)用假說—演繹的思維方法、物質(zhì)出入細(xì)胞方式、物理的電場力等先行組織者來解釋靜息電位和動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制及影響因素。教師可給學(xué)生一些提示（或限定范圍）的材料：如請(qǐng)學(xué)生結(jié)合細(xì)胞膜內(nèi)K+濃度遠(yuǎn)高于膜外這一事實(shí)，讓學(xué)生形成假設(shè)：K+順濃度梯度由膜內(nèi)流向膜外，膜外陽離子增多，膜內(nèi)陽離子減少，從而導(dǎo)致膜外電位高于膜內(nèi)。教師并出示資料：給予神經(jīng)細(xì)胞膜電刺激，發(fā)現(xiàn)示波器上顯示的數(shù)值由-70 mV逐漸減小到0，并出現(xiàn)+35 mV的峰值，隨后又逐漸降至0，最后恢復(fù)為靜息時(shí)的-70 mV，這一電位變化稱作動(dòng)作電位。聯(lián)系到靜息時(shí)的外正內(nèi)負(fù)是K+外流引起的，學(xué)生容易提出假設(shè)：膜電位發(fā)生反轉(zhuǎn)是Na+內(nèi)流引起的。如果上述假設(shè)成立，教師引導(dǎo)學(xué)生分析：膜內(nèi)外的Na+濃度差是Na+內(nèi)流的化學(xué)驅(qū)動(dòng)力，增大神經(jīng)細(xì)胞細(xì)胞外液的Na+濃度，細(xì)胞內(nèi)外的Na+濃度差變大，動(dòng)作電位的峰值增大。教師補(bǔ)充：科學(xué)家做了這樣的實(shí)驗(yàn)，確實(shí)如此，從而驗(yàn)證了假設(shè)。

3 教學(xué)中教師應(yīng)注意的幾個(gè)問題

3.1 充分運(yùn)用學(xué)生原有的知識(shí)

精加工策略是在原有知識(shí)基礎(chǔ)上，使學(xué)生的新、舊知識(shí)產(chǎn)生有效聯(lián)系，加深對(duì)新信息的記憶和理解。教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)適當(dāng)?shù)那榫?，而且是學(xué)生感興趣的或貼近學(xué)生生活過的一些事例，把課堂話語權(quán)轉(zhuǎn)交給學(xué)生，如讓學(xué)生進(jìn)行資料分析、小組合作交流，充分激活學(xué)生原有的知識(shí)，才能使精加工收到良好的效果，最終促進(jìn)學(xué)生多元智能的發(fā)展。

3.2 反饋評(píng)價(jià)策略

教師在教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生因不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容選擇不同的精加工類型，促進(jìn)有效獲取新知識(shí)。為保證學(xué)生策略掌握的準(zhǔn)確，教師應(yīng)及時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行反饋、評(píng)價(jià)、幫助和糾正，并不斷提醒學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行反思、總結(jié)、監(jiān)控及自我調(diào)節(jié)，使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)管理自己的學(xué)習(xí)。

3.3 保證足夠的訓(xùn)練時(shí)間

教師在教學(xué)中應(yīng)針對(duì)不同的教材內(nèi)容，有計(jì)劃地突出相應(yīng)的策略，課堂上留出足夠的時(shí)間讓學(xué)生體會(huì)、使用策略。精加工是學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，教師不能代替，要給學(xué)生充分體驗(yàn)精加工策略的機(jī)會(huì)。如在假說—演繹設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生提出設(shè)計(jì)還應(yīng)該更加嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)增加設(shè)計(jì)其他離子濃度也發(fā)生改變的對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

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