楊力

摘 ?要：新時期下，高中生物教學(xué)的目標(biāo)與要求都有所提高，因此生物教師不斷探究優(yōu)化生物教學(xué)的策略與理念，并取得了一定的成效。認(rèn)知負(fù)荷理論作為當(dāng)前熱門且新穎的教學(xué)理論，為生物教師指明了新的方向。合理運用認(rèn)知負(fù)荷理論，可以改善當(dāng)前生物教學(xué)中存在的不足，有效提升學(xué)生的生物學(xué)習(xí)效率。

關(guān)鍵詞：高中生物;認(rèn)知負(fù)荷理論;教學(xué)策略

生物學(xué)科較為復(fù)雜抽象，教學(xué)難度較大，學(xué)生學(xué)習(xí)起來十分吃力。在了解了認(rèn)知負(fù)荷理論之后，教師應(yīng)采取更為科學(xué)有效的生物教學(xué)策略，優(yōu)化生物教學(xué)的過程與內(nèi)容，在降低學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷水平的基礎(chǔ)上幫助學(xué)生養(yǎng)成積極的學(xué)習(xí)態(tài)度，促使其形成正確的情感價值觀念，從而有效提升學(xué)生的生物學(xué)習(xí)水平與效率，促使學(xué)生的健康全面發(fā)展。

一、認(rèn)知負(fù)荷理論概述

認(rèn)知負(fù)荷理論指的是人通過自身的認(rèn)知、能力與周圍的信息、條件進行交流的能力。一方面，人需要耗費自身精力來了解新事物，但人的精力有限，如果認(rèn)識新事物的難度很大，那么人所耗費的精力也會隨之上升;如果超出了精力上限，那么人就會進入負(fù)荷狀態(tài)，進而影響人的整個學(xué)習(xí)過程。另一方面，認(rèn)知負(fù)荷理論最為主要的觀點就是人的精力、記憶力是有限的，因此人在學(xué)習(xí)、了解新的未知事物時，必須了解自己精力、記憶力的“限度”，確保自己不會超過這個限度，這樣才能保持最佳的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

其一，在學(xué)習(xí)的過程中，如果學(xué)生遇到了較為復(fù)雜的知識點，就要花費更多的精力去攻克它，而這也會導(dǎo)致學(xué)生進入一種負(fù)荷狀態(tài)，拉低學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，最終影響學(xué)生的整體學(xué)習(xí)效果。學(xué)生在面對問題時自身處理問題的經(jīng)驗、能力以及所使用的方法也會影響他們的精力，在一定程度上決定著他們是否會進入負(fù)荷學(xué)習(xí)狀態(tài)。

其二，在認(rèn)知負(fù)荷理論下，想要有效提升學(xué)生生物學(xué)習(xí)的效率，教師可以讓學(xué)生主動將知識以圖示的形式儲存在腦海中，讓其在自動化圖示的幫助下將新知識與舊知識聯(lián)系起來，從而降低學(xué)生的記憶負(fù)荷，讓學(xué)生能夠更好地記憶知識，最終將知識整合成完善的知識結(jié)構(gòu)，并提高學(xué)生對信息的處理能力、認(rèn)知能力、歸納能力，從而提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，有效地保證了生物教學(xué)質(zhì)量。

二、高中生物教學(xué)現(xiàn)狀

一方面，隨著新課改的推進，互聯(lián)網(wǎng)開始在教學(xué)中嶄露頭角，甚至變成了不可或缺的重要教學(xué)資源。大量學(xué)校引進了多媒體技術(shù)，多媒體教學(xué)已經(jīng)逐漸成為課堂上最主要的教學(xué)方式，為課堂教學(xué)帶來了顯著的效果。開展多媒體教學(xué)能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，優(yōu)化課堂教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容，讓課堂高效而多彩。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，可以將多媒體呈現(xiàn)的內(nèi)容信息進行轉(zhuǎn)化，進而儲存在自己的腦海中，通過自己的認(rèn)知與學(xué)習(xí)能力加以處理與分析。

另一方面，在多媒體為課堂教學(xué)提供了極大便利的同時，也為教師的教學(xué)帶來了一定的限制。首先，一些教師過度使用多媒體，導(dǎo)致多媒體變成了課堂中的主導(dǎo)，教師變成了依附于多媒體的存在。在教學(xué)過程中，無論是學(xué)生還是教師都目不轉(zhuǎn)睛地盯著多媒體，雖然教師會配上講解，但講解的重難點不如多媒體呈現(xiàn)的直觀清晰。在教師講解時，很多學(xué)生的目光依然集中在多媒體上，甚至對教師的講解“充耳不聞”。而一些教師制作的教案與PPT過于精細(xì)，幾乎涵蓋了教學(xué)中的所有環(huán)節(jié)與內(nèi)容，因此教師必須一動不動地站在計算機旁控制教案與PPT，才能推進課堂的教學(xué)流程。這限制了教師的發(fā)揮與活動范圍，使師生之間產(chǎn)生距離，也容易使學(xué)生產(chǎn)生疲勞感，影響教學(xué)效果。其次，還有一部分生物教師并不重視認(rèn)知負(fù)荷理論，對該理論了解不足，不認(rèn)可認(rèn)知負(fù)荷理論在教學(xué)中的作用。例如在教授“細(xì)胞的分化”時，教師會詳細(xì)、反復(fù)地為學(xué)生講解整個細(xì)胞分化的過程，但是沒有考慮到認(rèn)知負(fù)荷理論帶來的影響，試圖在較短的時間內(nèi)，讓學(xué)生消化這一較為復(fù)雜、抽象且陌生的知識，加之學(xué)生個體的經(jīng)驗、認(rèn)知能力與范圍存在差異，導(dǎo)致學(xué)生在接受、理解這一新知識上耗費了大量的精力，卻無法保障理解及吸收效果。由于某些教師并未深入且全面地掌握認(rèn)知負(fù)荷理論，雖然在教學(xué)時有意運用認(rèn)知負(fù)荷理論，但應(yīng)用的方式不夠科學(xué)合理，因此難以保障教學(xué)效果。

三、認(rèn)知負(fù)荷理論下的高中生物課堂教學(xué)策略

（一）積極引導(dǎo)，減小學(xué)習(xí)阻力

在高中生物教學(xué)中，學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知負(fù)荷的重要原因，是自身生物基礎(chǔ)知識與思維能力存在不足與缺陷，因而給生物學(xué)習(xí)造成了一定的阻礙。如果要學(xué)習(xí)的生物知識或生物問題過于復(fù)雜困難，且學(xué)生缺乏高效整理知識、處理問題的策略，那么學(xué)生的記憶工作量就會過大，從而引起認(rèn)知負(fù)荷，最終降低學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。因此，在認(rèn)知負(fù)荷理論下，教師在生物教學(xué)時應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生，幫助學(xué)生調(diào)整自身的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，以便學(xué)生在需要某些知識時能夠快速地調(diào)用出來，從而減少學(xué)生的工作記憶量。具體而言，首先教師可以將一些生物知識的重難點繪制成圖表，以圖表的形式整合這些復(fù)雜零散的知識，簡明扼要地向?qū)W生展示這些知識之間的差異性、交互性與相關(guān)性，將抽象復(fù)雜的生物知識有序且清晰地表達(dá)出來。其次，教師可以將這些圖表作為教案或教學(xué)工具進行使用，也可以將其打印成冊發(fā)放給學(xué)生，幫助學(xué)生形成良好的知識網(wǎng)絡(luò)。最后，教師還可以積極與實際生活建立聯(lián)系，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時使學(xué)生的認(rèn)知量停留在合理的范圍內(nèi)。

例如，在教授“細(xì)胞的生命歷程”一課時，首先，教師在備課時可以準(zhǔn)備一些生活中動植物的生長凋零案例，用這些案例作為這一課的導(dǎo)入，這既能引起學(xué)生的興趣，又能讓生物課堂更加生動輕松。其次，教師可以運用這些案例向?qū)W生講解細(xì)胞的整個生命歷程，并將其與人的生老病死相聯(lián)系，讓學(xué)生了解細(xì)胞的生命歷程在人類、動物與植物中分別有怎樣具體的表現(xiàn)。最后，教師還可以為學(xué)生制作短視頻，以短視頻的形式向?qū)W生展示細(xì)胞與動植物的生命歷程。這樣既便于學(xué)生理解，又能幫助學(xué)生輕松記憶相關(guān)的知識，有效保障生物教學(xué)效果。

（二）因材施教，降低內(nèi)在負(fù)荷

上文提到，產(chǎn)生認(rèn)知負(fù)荷與個體經(jīng)驗、處理問題的能力以及處理問題所使用的的方法有關(guān)，將其套用到生物學(xué)習(xí)中，就是學(xué)生個體的生物知識基礎(chǔ)、生物學(xué)習(xí)能力會決定學(xué)生是否產(chǎn)生認(rèn)知負(fù)荷。簡單而言，生物知識基礎(chǔ)穩(wěn)固、學(xué)習(xí)能力較好的學(xué)生，更不容易產(chǎn)生認(rèn)知負(fù)荷，而生物基礎(chǔ)知識較差、學(xué)習(xí)能力較弱的學(xué)生更容易產(chǎn)生認(rèn)知負(fù)荷。這時教師再采取統(tǒng)一式的教學(xué)與管理方式顯然是不科學(xué)的，無法照顧到不同學(xué)生的生物學(xué)習(xí)需求。因此，教師必須因材施教，深入了解不同層次學(xué)生的生物知識基礎(chǔ)情況與學(xué)習(xí)能力，再采取不同的教學(xué)策略，制訂相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，這樣才能在尊重學(xué)生個體認(rèn)知能力、經(jīng)驗的前提下，滿足學(xué)生不同的生物學(xué)習(xí)需求。教師可以根據(jù)學(xué)生在生物基礎(chǔ)與生物能力上的不同表現(xiàn)對學(xué)生進行分層，將基礎(chǔ)知識穩(wěn)固、學(xué)習(xí)能力出眾的學(xué)生歸為A層，將與之相比基礎(chǔ)較差的學(xué)生分為C層，將處于中游階段的學(xué)生分為B層，然后為學(xué)生設(shè)計不同的教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)策略，進一步保障生物教學(xué)質(zhì)量。

例如，在教授“基因的本質(zhì)”一課時，C層學(xué)生的學(xué)習(xí)重點是掌握基礎(chǔ)知識，因此在理解概念、解答簡單例題時，教師可以多提問C層的學(xué)生，了解C層學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握情況，予以C層學(xué)生更多練習(xí)基礎(chǔ)問題的機會;B層學(xué)生的學(xué)習(xí)重點是掌握基礎(chǔ)知識并鍛煉自身的學(xué)習(xí)能力，因此教師可以多設(shè)計一些發(fā)散性的問題，讓B層學(xué)生畫圖、交流自己的解題思路;A層學(xué)生的學(xué)習(xí)重點是提升自身的學(xué)習(xí)能力，因此教師可以設(shè)計一些更深入、更復(fù)雜的問題，或者讓A層學(xué)生來解決B、C層學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的問題，進一步挖掘A層學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力，讓A層學(xué)生能夠不斷突破自身、積累更多的學(xué)習(xí)經(jīng)驗。可見，運用因材施教理念，幫助學(xué)生降低自身的內(nèi)在負(fù)荷，能夠讓不同層次的學(xué)生共同進步，在生物學(xué)習(xí)中體會到更多的滿足感與成就感，從而有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（三）構(gòu)建思維導(dǎo)圖，拓展思維能力

在認(rèn)知負(fù)荷理論下，教師要打造更高效的生物課堂，可以引入思維導(dǎo)圖這一高效的學(xué)習(xí)工具。這樣可以提升學(xué)生的生物學(xué)習(xí)效果，鍛煉學(xué)生的生物思維，幫助學(xué)生形成良好的生物學(xué)習(xí)習(xí)慣。學(xué)生可以將零散、抽象、復(fù)雜的生物知識整合成清晰明了的知識框架，更深入準(zhǔn)確地把握各知識點之間的關(guān)系。思維導(dǎo)圖實用性強，學(xué)生可以輕松地從圖文并重的圖形中把握各級主體之間的關(guān)系，將各生物知識有效連接在一起并記憶，從而有效地提升學(xué)生的生物學(xué)習(xí)效果。

例如，在教授“細(xì)胞的衰老與凋亡”一課時，教師可以讓學(xué)生先自主閱讀教材中的內(nèi)容，然后讓學(xué)生繪制以“細(xì)胞的衰亡”為中心的思維導(dǎo)圖。在學(xué)生繪制導(dǎo)圖前，教師可以準(zhǔn)備一些關(guān)于思維導(dǎo)圖分支的提示，如分支可以是個體衰老的特征、細(xì)胞衰老的特征等概念，這樣既可以讓學(xué)生更輕松地繪制出思維導(dǎo)圖，又可以讓學(xué)生更快地在腦海中構(gòu)建出關(guān)于細(xì)胞衰亡過程與特點的知識體系。在繪制思維導(dǎo)圖的過程中，各知識點之間的關(guān)系會愈發(fā)明顯，學(xué)生可以在知識點與其關(guān)系的引導(dǎo)下，更深入地思考各知識點之間的交互性與差異性，從而對所學(xué)的知識產(chǎn)生更多的感悟。這樣學(xué)生的生物思維得到了更多鍛煉和發(fā)散。除了讓學(xué)生在課堂中繪制思維導(dǎo)圖來整合、理解生物知識，教師還可以讓學(xué)生在課后用思維導(dǎo)圖來總結(jié)生物知識，如在一個單元、一個課題學(xué)習(xí)結(jié)束后，教師可以讓學(xué)生運用思維導(dǎo)圖來整理總結(jié)這段時間所學(xué)的知識，并將其與學(xué)習(xí)過的生物知識相互關(guān)聯(lián)，這讓原本零散的生物知識變得更系統(tǒng)化，幫助學(xué)生更好地理解、記憶。

可見，在認(rèn)知負(fù)荷理論下，運用思維導(dǎo)圖開展教學(xué)是符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律與需求的，教師可以在思維導(dǎo)圖工具的輔助下，幫助學(xué)生養(yǎng)成實用有效的生物學(xué)習(xí)習(xí)慣，促使學(xué)生在生物學(xué)習(xí)中獲得更多的滿足感與成就感。

（四）明確教學(xué)目標(biāo)，有的放矢教學(xué)

在認(rèn)知負(fù)荷理論下，要提升生物教學(xué)質(zhì)量，教師在教學(xué)時不能增加學(xué)生的外在認(rèn)知負(fù)荷，要保障向?qū)W生傳授的知識量在學(xué)生的認(rèn)知范圍以內(nèi)，從而促進學(xué)生的學(xué)習(xí)效率最大化，取得更理想的生物教學(xué)效果。

因此，教師一定要優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，明確教學(xué)目標(biāo)，讓生物教學(xué)有的放矢，這樣才能進一步提升生物教學(xué)效果。一方面，教師可以在教學(xué)過程中為學(xué)生準(zhǔn)備一些外部知識來拓寬學(xué)生的認(rèn)知范圍;另一方面，教師需掌握好“度”，讓學(xué)生能夠在外部認(rèn)知與教學(xué)目標(biāo)的引導(dǎo)下獲得良性發(fā)展，避免學(xué)生出現(xiàn)興趣不足和學(xué)習(xí)被動的情況。

例如，在教授“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”一課時，教師可以將教學(xué)內(nèi)容細(xì)分為若干個部分，為每一部分內(nèi)容制作一段小視頻，讓學(xué)生通過觀看視頻了解能量流入的方式、能量的源頭、流出的途徑以及傳遞的渠道等。隨后，教師可讓學(xué)生借助視頻總結(jié)相關(guān)知識點，幫助學(xué)生構(gòu)建認(rèn)知系統(tǒng)。通過一段段小視頻構(gòu)建起一個個小型認(rèn)知系統(tǒng)，不僅可以降低生物學(xué)習(xí)難度，還可以讓學(xué)生的思路更加清晰。這些小型的認(rèn)知系統(tǒng)更加穩(wěn)定，它們彼此相互連接就能構(gòu)成一個簡明的大型認(rèn)知系統(tǒng)，在這個過程中，學(xué)生的認(rèn)知能力會不斷提升。由于這個大型認(rèn)知系統(tǒng)的信息量不會超過限制范圍，因此學(xué)生不會產(chǎn)生額外的記憶負(fù)荷，能夠有效提升學(xué)生的生物學(xué)習(xí)效率。

四、結(jié)語

認(rèn)知負(fù)荷理論已經(jīng)逐漸成為新時期下重要的教學(xué)理論，開始被廣泛應(yīng)用于各科教學(xué)中。教師應(yīng)深入學(xué)習(xí)認(rèn)知負(fù)荷理論，結(jié)合教學(xué)的實際情況優(yōu)化教學(xué)設(shè)計、內(nèi)容與目標(biāo)，幫助學(xué)生最大限度地提高學(xué)習(xí)效率，更好地掌握所學(xué)知識。

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（責(zé)任編輯：莫唯然）