基于認(rèn)知負(fù)荷理論的高中生物有效教學(xué)策略

沈露

[摘? ?要]高中生物教學(xué)的有效性是高中生物教師在新時(shí)期的重要研究課題，如今高中生物教師緊跟新課改的步伐，對(duì)自身的教學(xué)策略進(jìn)行了一定的優(yōu)化，也取得了一些教學(xué)效果。而認(rèn)知負(fù)荷理論的出現(xiàn)，為高中生物教師提供了新的教學(xué)思路。如何在認(rèn)知負(fù)荷理論的指導(dǎo)下開展有效的生物教學(xué)，是文章主要探討的內(nèi)容。

[關(guān)鍵詞]高中生物;認(rèn)知負(fù)荷;教學(xué)策略

[中圖分類號(hào)]? ? G633.91? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058（2019）21-0066-02

生物學(xué)科具有一定的復(fù)雜性及抽象性，其教學(xué)難度比較大，學(xué)生也面臨著一定的學(xué)習(xí)困難。而在認(rèn)知負(fù)荷被引入高中生物課堂教學(xué)中的當(dāng)下，要求教師能夠采取有效的教學(xué)策略，優(yōu)化教學(xué)過程，在降低學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷水平的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生建立起積極的學(xué)習(xí)態(tài)度，形成正確的情感價(jià)值觀，促進(jìn)學(xué)生的健康發(fā)展。

一、認(rèn)知負(fù)荷理論的基本概述

認(rèn)知負(fù)荷理論認(rèn)為人的認(rèn)知結(jié)構(gòu)能夠由工作記憶（短時(shí)記憶）和長(zhǎng)時(shí)記憶所組成，而在教學(xué)領(lǐng)域，認(rèn)知負(fù)荷理論最主要發(fā)揮的功能就是長(zhǎng)時(shí)記憶功能，即學(xué)生將知識(shí)以圖式的形式存儲(chǔ)在長(zhǎng)時(shí)記憶之中。其中的圖式會(huì)結(jié)合信息元素的實(shí)際使用方式來(lái)對(duì)信息進(jìn)行組織，在這個(gè)過程中，圖式可以提供合理的知識(shí)組織與存儲(chǔ)機(jī)制，有利于降低工作記憶負(fù)荷。而在真正構(gòu)建起圖式之后，在大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累之下，圖式可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。只要是熟悉的任務(wù)，都可以被準(zhǔn)確又流利地操作，提高任務(wù)完成效率。而不熟悉的任務(wù)，可以讓工作記憶空間獲得最大限度的發(fā)展，也可以提高任務(wù)完成效率。

而在高中生物教學(xué)中，要提高課堂教學(xué)的有效性，歸根結(jié)底是要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。在認(rèn)知負(fù)荷理論下，要提高學(xué)生對(duì)生物知識(shí)的學(xué)習(xí)效率，就需要讓學(xué)生構(gòu)建自動(dòng)化的圖式，讓學(xué)生能夠在圖式自動(dòng)化的作用下，讓新知識(shí)和舊知識(shí)都可以聯(lián)系起來(lái)。在降低學(xué)生工作記憶負(fù)荷的情況下，可以發(fā)揮長(zhǎng)時(shí)記憶的功能，幫助學(xué)生構(gòu)建完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高學(xué)生的知識(shí)信息處理能力、歸納能力、認(rèn)知能力，切實(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，保障生物課堂教學(xué)的質(zhì)量。

二、認(rèn)知負(fù)荷理論下的高中生物有效教學(xué)策略

如今教育改革與素質(zhì)教育正在深化發(fā)展，其主要陣地始終是課堂。高中生物教師在新課改的背景下，要樹立起全新的理念，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式及自身的教學(xué)行為等進(jìn)行優(yōu)化，建立起新的教學(xué)模式。而認(rèn)知負(fù)荷理論則為高中生物教師貫徹這一點(diǎn)提供了很好的思路，筆者主要基于認(rèn)知負(fù)荷理論提出以下教學(xué)策略，以提高生物課堂的教學(xué)效果。

1.利用微課的方式構(gòu)建起新的認(rèn)知系統(tǒng)

微課是以教學(xué)視頻為載體的微型課程，它是新時(shí)期的新型教學(xué)方式。在認(rèn)知負(fù)荷理論下開展高效的高中生物教學(xué)，教師可以充分利用微課來(lái)輔助教學(xué)，讓學(xué)生通過觀看教學(xué)小視頻，便捷又高效地梳理新課知識(shí)，建立起新的認(rèn)知系統(tǒng)，而且可以保證這一認(rèn)知系統(tǒng)的全面性、完整性。需要注意的是，教師所制定的微課中，其教學(xué)視頻呈現(xiàn)的內(nèi)容必須突出重點(diǎn)，讓學(xué)生可以主動(dòng)拓展自己的認(rèn)知面。

比如在高中生物《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)》一課的教學(xué)中，教師可將本課內(nèi)容分為若干個(gè)部分，融入相應(yīng)的小視頻之中。比如“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過程”可以歸納為一個(gè)小視頻，從能量的源頭到能量的流入方式，再到傳導(dǎo)渠道、流出途徑等，讓學(xué)生可以全面架構(gòu)起新的小型認(rèn)知系統(tǒng)。在這之后，“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)特點(diǎn)”“能量金字塔”等也可以分別融入各自的小視頻中，幫助學(xué)生建立起另外的小型認(rèn)知系統(tǒng)。這些認(rèn)知系統(tǒng)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，將這些小型認(rèn)知系統(tǒng)相互連接起來(lái)，形成一個(gè)整體的大型認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，可以有效提高學(xué)生的認(rèn)知能力。而且這些認(rèn)知內(nèi)容的信息量在各自的信息量限制范圍內(nèi)，不會(huì)超過學(xué)生的記憶負(fù)荷。

2.通過任務(wù)型教學(xué)的方式優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)

在認(rèn)知負(fù)荷理論下，高中生物教師要提高課堂教學(xué)的實(shí)效性，就要注意不可讓課堂上傳授給學(xué)生的知識(shí)量超過學(xué)生自身認(rèn)知范圍內(nèi)的信息量，避免提高學(xué)生的外在認(rèn)知負(fù)荷水平，限制學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)效果。因此，教師要注意優(yōu)化自身的教學(xué)設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生優(yōu)化其認(rèn)知結(jié)構(gòu)。而任務(wù)型教學(xué)方式則是可以達(dá)到這一目的的重要手段，它的原理就是讓學(xué)生在教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中，增加一定量的外部認(rèn)知，進(jìn)而提高自身的認(rèn)知能力。但是教師要注意把握好這個(gè)度，讓學(xué)生在這個(gè)過程中獲得良性的發(fā)展，避免出現(xiàn)學(xué)習(xí)興趣低下的情況。

比如在高中生物《能量之源──光與光合作用》這一課的教學(xué)中，教師就可以通過任務(wù)型教學(xué)方式，讓學(xué)生積極參與到教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中。教師可為此設(shè)計(jì)以下的教學(xué)任務(wù)：聯(lián)系生活中蔬菜大棚的實(shí)際情況，菜農(nóng)是如何保證大棚內(nèi)蔬菜的光合作用的？根據(jù)這一任務(wù)，學(xué)生可積極自主地搜集資料，甚至是實(shí)地考察，了解生活中人們是如何在蔬菜大棚設(shè)施中保證蔬菜可以接受光合作用的，從而深刻地了解能源之源——光，進(jìn)而更好地理解光合作用。在這個(gè)過程中，學(xué)生能夠建立起光與光合作用相關(guān)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，而且在這一實(shí)踐教學(xué)中充分發(fā)揮了主體性作用，對(duì)生物知識(shí)學(xué)習(xí)產(chǎn)生了更濃的興趣，在一定程度上擴(kuò)展了自身的外部認(rèn)知，達(dá)成認(rèn)知負(fù)荷理論下的生物教學(xué)目標(biāo)。

3.通過思維導(dǎo)圖的方式提高生物教學(xué)效率

在高中生物教學(xué)中，教師要在認(rèn)知負(fù)荷理論下保證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提高生物課的教學(xué)效率，可通過建立思維導(dǎo)圖的方式來(lái)達(dá)到這一目的。思維導(dǎo)圖是一種可以表達(dá)學(xué)生發(fā)散性思維的圖形思維工具，既簡(jiǎn)單又有效，其實(shí)用性非常明顯。尤其是學(xué)生在建立思維導(dǎo)圖的過程中，通過圖文并重的方式來(lái)表現(xiàn)各級(jí)主題的關(guān)系，可以幫助其建立起生物知識(shí)的有效記憶連接。

比如在高中生物《細(xì)胞的衰老和凋亡》一課的教學(xué)中，教師可讓學(xué)生圍繞著“細(xì)胞的衰亡”這一中心來(lái)構(gòu)建相應(yīng)的思維導(dǎo)圖。其思維分支可以包括個(gè)體衰老的特征、細(xì)胞衰老的特征、細(xì)胞凋亡的概念、細(xì)胞死亡的主要形式，等等。根據(jù)思維導(dǎo)圖，學(xué)生可以深入探究個(gè)體衰老和細(xì)胞衰老之間的關(guān)系、細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死之間的區(qū)別等等，有利于學(xué)生更好地理解這一課的知識(shí)。在提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率的同時(shí)，基于思維導(dǎo)圖的生物教學(xué)策略還促進(jìn)了學(xué)生的能力發(fā)展，包括高中生的思維能力、認(rèn)知能力、知識(shí)理解能力，等等。在認(rèn)知負(fù)荷理論下，這樣的教學(xué)效果是符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律與認(rèn)知需求的，高中生物教師可積極推廣運(yùn)用這一教學(xué)方式，提高生物教學(xué)的有效性。

總而言之，認(rèn)知負(fù)荷理論是新時(shí)期逐漸被推廣應(yīng)用在課堂教學(xué)中的重要教學(xué)理論，它能夠?yàn)樘岣邔W(xué)生的認(rèn)知能力、探尋符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的教學(xué)方式提供有效的指導(dǎo)與支持。因此，高中生物教師在認(rèn)知負(fù)荷理論下，可通過微課、任務(wù)型教學(xué)、思維導(dǎo)圖的方式來(lái)優(yōu)化當(dāng)前的教學(xué)，切實(shí)提高生物教學(xué)的實(shí)效性，提高學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力。

[? 參? ? 考? ? 文? ? 獻(xiàn)? ]

[1]? 宗?？? 基于認(rèn)知負(fù)荷理論的高中生物多媒體教學(xué)探索與實(shí)踐[J]. 文理導(dǎo)航， 2017（32）：92.

[2]? 高中生物微課教學(xué)實(shí)踐探索[D]. 濟(jì)南：山東師范大學(xué)， 2016.

[3]? 王佳. 三維模型及其動(dòng)畫在生物教學(xué)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 新課程（下）， 2017（11）：105-106.

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