加涅信息加工理論在高中地理教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：加涅的信息加工理論在認(rèn)知派學(xué)習(xí)理論中影響深遠(yuǎn)，它在理解教學(xué)過程、設(shè)置教學(xué)環(huán)節(jié)、指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐等方面有極大的參考價(jià)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(dǎo)下巖石圈的物質(zhì)循環(huán)的教學(xué)設(shè)計(jì)。

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(xué)設(shè)計(jì)

作者簡(jiǎn)介：楊?。?992—），女，江蘇省常州市武進(jìn)區(qū)湟里高級(jí)中學(xué)。

我國(guó)依托北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)珠穆朗瑪峰高度進(jìn)行測(cè)量，秉持“綠水青山就是金山銀山”的理念對(duì)黃河流域進(jìn)行保護(hù)與開發(fā)，在“11+5”個(gè)城市和地區(qū)推進(jìn)“無(wú)廢城市”建設(shè)試點(diǎn)……這一系列舉措無(wú)不體現(xiàn)出生活處處有地理。時(shí)代是思想之母，高考命題與時(shí)政的結(jié)合愈加緊密，這就要求教師重視學(xué)生地理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，增加學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備，促進(jìn)知識(shí)的遷移，最終達(dá)到指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)踐的目的。下面，筆者以加涅的學(xué)習(xí)模式為理論基礎(chǔ)，對(duì)“巖石圈的物質(zhì)循環(huán)”進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)分析。

一、加涅的信息加工理論概述及學(xué)習(xí)階段

羅伯特·加涅是著名的教育心理學(xué)家，他借助計(jì)算機(jī)的工作原理，結(jié)合人對(duì)信息加工的特點(diǎn)，提出信息加工學(xué)習(xí)理論。他認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行的內(nèi)部加工，并描繪出一個(gè)典型的學(xué)習(xí)信息加工模式圖（如圖1）[1]。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代，加涅的信息加工理論迅速發(fā)展。加涅認(rèn)為學(xué)習(xí)模式由兩個(gè)部分組成。第一個(gè)部分是信息流，指當(dāng)學(xué)習(xí)者受到外界環(huán)境的刺激時(shí)，身體內(nèi)部的感受器就會(huì)發(fā)生作用，將所受到的刺激進(jìn)行感覺登記。被登記的刺激被機(jī)體察覺、加工并儲(chǔ)存，很快進(jìn)入短時(shí)記憶環(huán)節(jié)。由于短時(shí)記憶存儲(chǔ)的信息只能維持二三十秒，因此機(jī)體需要借助復(fù)述策略對(duì)信息進(jìn)行編碼加工才能進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)記憶。進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)記憶后，機(jī)體便擁有了永久的信息儲(chǔ)存庫(kù)，待需要解決相應(yīng)問題時(shí)，可隨時(shí)從記憶中提取關(guān)鍵信息[2]。第二個(gè)部分是預(yù)期事項(xiàng)和執(zhí)行控制，預(yù)期事項(xiàng)起定向作用，指人對(duì)信息進(jìn)行深度加工的最終目標(biāo)，可以簡(jiǎn)單地理解為學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)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(yùn)用相應(yīng)的評(píng)價(jià)體系檢測(cè)學(xué)習(xí)效果并加以調(diào)控，確保目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，可以理解為起評(píng)價(jià)的作用[3]。

二、加涅學(xué)習(xí)理論與教學(xué)設(shè)計(jì)

筆者根據(jù)加涅的學(xué)習(xí)理論所闡述的一個(gè)完整學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)理論的具體應(yīng)用。

（一）動(dòng)機(jī)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(xué)生認(rèn)識(shí)的又一個(gè)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(xué)習(xí)基礎(chǔ)，學(xué)生對(duì)“巖石圈”和“循環(huán)”等概念并不陌生。教師可以幫助學(xué)生回憶先前學(xué)習(xí)的知識(shí)，結(jié)合生活實(shí)際提出問題，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

師：同學(xué)們，之前我們?cè)诘貧?nèi)部圈層結(jié)構(gòu)中已經(jīng)簡(jiǎn)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(shí)驗(yàn)的方式學(xué)習(xí)了水循環(huán)含義、過程及其影響，相信大家記憶猶新。請(qǐng)同學(xué)們?cè)谀X海中回憶一下相關(guān)知識(shí)，回答以下兩個(gè)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(jiān)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(xué)生認(rèn)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(rèn)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(xì)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(lái)了，第二幅圖巖漿沒有噴發(fā)出來(lái)。

師（總結(jié)）：很好，同學(xué)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(lái)到地表以上，因此，它是巖石圈中的物質(zhì)。那么，接下來(lái)我們就一起學(xué)習(xí)巖漿是如何循環(huán)的。

在動(dòng)機(jī)階段，教師通過小視頻和圖片展示，動(dòng)靜結(jié)合，又以火山為切入點(diǎn)，利用學(xué)生對(duì)火山的好奇引入新知，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

（二）領(lǐng)會(huì)階段

教師在PPT上展示幾個(gè)問題，分別是：（1）巖漿通過火山口噴發(fā)出來(lái)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(lái)的物質(zhì)去哪里了？教師給學(xué)生播放巖石圈的物質(zhì)循環(huán)動(dòng)態(tài)模式圖，讓學(xué)生自己觀察，并采用讀書指導(dǎo)法和小組分組討論法解決這三個(gè)問題。學(xué)生通過觀察和討論，可以解決前兩個(gè)問題。在動(dòng)態(tài)圖上，可以看出從火山口噴發(fā)出來(lái)的物質(zhì)經(jīng)過一系列外力作用沉積下來(lái)，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(xué)生通過閱讀教材和小組討論得出，未噴發(fā)出來(lái)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(xí)得階段

教師結(jié)合巖石圈的物質(zhì)循環(huán)動(dòng)態(tài)圖，分階段講解，并在黑板上畫出流程圖，簡(jiǎn)化巖石圈的物質(zhì)循環(huán)圖并適當(dāng)補(bǔ)充、拓展知識(shí)點(diǎn)，教授復(fù)習(xí)策略，幫助學(xué)生理解記憶，實(shí)現(xiàn)學(xué)生信息增值。

（四）保持階段

教師教授學(xué)生記憶技巧，例如“三進(jìn)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(gè)字;而變質(zhì)巖的代表類巖石除了板巖，其余均是三個(gè)字。像這樣簡(jiǎn)單的歸類，能夠幫助學(xué)生迅速記憶。教師可以讓學(xué)生自己結(jié)合巖石圈的物質(zhì)循環(huán)動(dòng)態(tài)圖理解巖石圈的物質(zhì)循環(huán)過程，并自己獨(dú)立繪制三大類巖石的相互轉(zhuǎn)化圖。教師可采用知識(shí)競(jìng)賽模式，將學(xué)生分組并派小組代表在黑板上作圖，內(nèi)容豐富、錯(cuò)誤率最少的小組采用代幣獎(jiǎng)勵(lì)法給予適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)，鼓勵(lì)學(xué)生及時(shí)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(xué)生的短時(shí)記憶通過理解和背誦變成長(zhǎng)時(shí)記憶，以便日后在回憶中提取應(yīng)用。

（五）回憶階段

學(xué)生理解巖石圈的物質(zhì)循環(huán)內(nèi)容后需要學(xué)會(huì)運(yùn)用，教師應(yīng)趁熱打鐵，找?guī)椎谰毩?xí)題給學(xué)生練習(xí)，以鞏固所學(xué)知識(shí)。學(xué)生在遇到問題時(shí)，會(huì)自動(dòng)檢索腦海中長(zhǎng)時(shí)記憶內(nèi)容，提取相關(guān)信息后解決問題。長(zhǎng)時(shí)記憶的內(nèi)容經(jīng)過提取會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槎虝r(shí)記憶，作用于發(fā)生器，從而激活人體對(duì)外部環(huán)境作出相應(yīng)的反應(yīng)。提取信息的速度主要受到兩個(gè)方面的影響，一方面，長(zhǎng)時(shí)記憶和檢索信息之間的距離越短，信息提取的速度就會(huì)越快，反之越慢;另一方面，學(xué)生的記憶痕跡越強(qiáng)，印象越深，信息提取的速度就會(huì)越快，反之越慢[4]。教師應(yīng)盡可能創(chuàng)造問題情境，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立快速提取線索的能力，幫助學(xué)生在已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和知識(shí)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(shí)體系，從而形成新的認(rèn)知體系。

（六）概括階段

知識(shí)點(diǎn)是固定的，但題目是變化的，教師應(yīng)教授學(xué)習(xí)策略，提高學(xué)生學(xué)習(xí)遷移的能力，使學(xué)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(shí)能應(yīng)對(duì)自如。例如，課堂上講授巖石圈的物質(zhì)循環(huán)圖時(shí)，教師曾教授學(xué)生“三進(jìn)一出”是巖漿，而題目有時(shí)候會(huì)畫“三進(jìn)二出”，這時(shí)就要求學(xué)生學(xué)會(huì)舉一反三，將巖漿巖拆成侵入巖和噴出巖。有時(shí)題目會(huì)故意省略某些箭頭，加大解題難度，但萬(wàn)變不離其宗，原理是不變的。教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生掌握原理，使其學(xué)會(huì)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(jiǎn)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(duì)應(yīng)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(gè)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(xué)生自己去推理分析。部分學(xué)生根據(jù)“三進(jìn)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(jìn)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(shí)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(jìn)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(xué)生具有很強(qiáng)的推理能力，要求學(xué)生在掌握知識(shí)的基礎(chǔ)上靈活運(yùn)用才能解出正確答案。因此，學(xué)生在推出答案后應(yīng)反復(fù)檢驗(yàn)，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(xué)活動(dòng)的延伸，是有效檢測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的重要手段，教師應(yīng)充分發(fā)揮作業(yè)的反饋?zhàn)饔茫o學(xué)生提出具體要求，并要求學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成作業(yè)。在“雙減”背景下，學(xué)生的作業(yè)設(shè)計(jì)要求逐步提高，要求在給學(xué)生減負(fù)的同時(shí)使學(xué)生掌握新的學(xué)習(xí)內(nèi)容，這就需要教師做好作業(yè)分層設(shè)計(jì)，秉持因材施教的教育理念，貼合“最近發(fā)展區(qū)”，尊重學(xué)生個(gè)性化成長(zhǎng)的需要，認(rèn)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(xué)生的需求，例如，布置抄寫、背誦、習(xí)題練習(xí)、問題探究等形式多樣的作業(yè)，既能為學(xué)生減輕作業(yè)負(fù)擔(dān)，又能在一定程度上保證學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

（八）反饋階段

學(xué)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(yīng)及時(shí)批改作業(yè)，發(fā)現(xiàn)問題后給學(xué)生反饋信息，并應(yīng)給出相應(yīng)的評(píng)語(yǔ)，指出學(xué)生在完成本次作業(yè)過程中的優(yōu)缺點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短，提高學(xué)生完成作業(yè)的積極性。教師要對(duì)優(yōu)秀作業(yè)及時(shí)予以表?yè)P(yáng)，建立優(yōu)秀模范，促使全班學(xué)生向其學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步。考試反饋也是檢查教學(xué)成果的重要手段，是最直接、最有效的反饋方式，每學(xué)期的月考或期中、期末考試，學(xué)生的成績(jī)一目了然，教師以此能詳細(xì)了解學(xué)生對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生作業(yè)情況和考試成績(jī)進(jìn)行教學(xué)反思：是否達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)？有哪些環(huán)節(jié)還需要改進(jìn)？哪些知識(shí)點(diǎn)需要再?gòu)?fù)習(xí)鞏固？

三、結(jié)論與展望

加涅的學(xué)習(xí)理論闡述了一個(gè)完整的學(xué)習(xí)過程，其由上述的八個(gè)階段構(gòu)成，而教師作為引導(dǎo)者、設(shè)計(jì)者、管理者、評(píng)定者，在每一個(gè)學(xué)習(xí)階段都應(yīng)發(fā)揮作用，指導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)信息進(jìn)行加工，促使信息轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生能夠應(yīng)用自如的形態(tài)。教師的教學(xué)過程必須遵循教育學(xué)、教育心理學(xué)規(guī)律，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)有效的學(xué)習(xí)環(huán)境，促使學(xué)生有效學(xué)習(xí)，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)的預(yù)期目標(biāo)。

[參考文獻(xiàn)]

田宗友.加涅的信息加工模式與教學(xué)設(shè)計(jì)[J].九江師專學(xué)報(bào)，1998（3）：75-80.

徐影.333教育綜合應(yīng)試解析[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2020.

張彥曉，梁彥慶.PBL模式在高中地理教學(xué)中的應(yīng)用[J].教學(xué)與管理，2015（9）：115-117.

盧萬(wàn)合，匡明.基于“加涅信息加工理論”的地理實(shí)踐教學(xué)策略[J].中學(xué)地理教學(xué)參考，2017（16）：7-8.