有效教學的生態信息流分析

郭宗明++毛延妮++董曉璇++程芳

摘 要：依據經濟學的效率定義以及教學活動的特殊性，理解有效教學的本質。從生態學理論出發，認識教學也是由生物因素和非生物因素相互作用而形成的教學生態系統。與教學生態系統中的物質循環、能量流動相比，信息流動具有重要的現實意義。課前的信息收集、分析與處理，課堂教學中的知識信息流以及課后的知識信息反饋是承載教學生態信息流的重要環節。認識教學生態系統中的生態信息流有助于促進有效教學的實現。

關鍵詞：有效教學 生態信息 生態系統 反饋

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0136-03

1 有效教學概念的理解

效率、效果和效益是企業的生命。效率作為經濟學的術語，其基本要義是用最少的投入得到最大的產出。效果是通過生產活動產生的合乎目的性結果，效益是生產活動產生的最終的實際效果和利益。教育是人類社會特有的有意識的培養人的活動，而教學工作是學校教育的中心工作。在知識經濟時代的現實背景下，知識、信息日新月異，科技發展迅速競爭日趨激烈，新技術、新工藝、新行業不斷呈現，職業崗位變化加劇。這些變化強烈地促使學校要加強教學改革，理性認識追求教學效率、教學效果和教學效益是當今教學活動的應然需求。

20世紀的西方教育科學化運動促進了有效教學概念的產生，盡管對有效教學概念的內涵的解釋卻沒有統一的界定[1-5]， 但基于企業發展經濟發展的理念出發，我們可以更好地理解“有效教學”概念。教學活動的特殊性在于它是培養人的活動，從教學活動的過程來看，有效教學活動的行為主體（教師、學生）投入了時間、精力和物力，而從教學活動的結果來看，教師和學生取得了教和學的效果。從教學活動的社會效益看，學生成為適應社會發展需要的人。簡言之，有效教學的內涵包括教學要講究教學效率，追求教學效果和教學效益。效率是指教學的投入與產出應符合一定的比率；有效果是指教學活動的結果要符合預期的教學目標；有效益是指教學目標是否符合特定的社會和個人的教育需求以及符合的程度[6]。理解有效教學的概念不僅要抓住有效教學中“效率”的本質，更要抓住有效教學“效果”和效益的本質。

2 有效教學的系統性和生態信息流

2.1 有效教學的系統性

生態學理論認為，自然生態系統是由生物和非生物諸因素之間相互聯系、相互作用構成的實現物質循環運動、能量流動和信息傳遞的復雜有機整體。教學是以教師和學生為生物因素，借助多種無機環境因素相互作用的復雜過程。因此，與自然生態系統相似，教學也具有系統性，也具有系統的重要特征：一是其整體性，構成教學系統中的諸多元素間相互聯系，相互作用和相互依存，成為一個不可分割的有機整體。二是其結構上存在著層次性，教學系統中的諸元素在空間、時間上有不同的分布格局，存在橫向和縱向上的內在聯系。三是其功能性，教學系統的整體性和結構層次性決定了教學系統的功能性，系統通過物質循環、能量流動和信息的輸入和輸出實現其功能性。有別于自然生態系統中的生物因素，教學生態系統中的生物因素（教師和學生）具有突出的社會屬性，通過人類社會文化的傳承和發展，主動和能動地適應和改造環境。而文化的傳承和發展正是教學生態系統的功能性的呈現。

2.2 有效教學的生態信息流

Shannon從統計學角度分析認為信息是用來消除隨機不確定的東西[7]。Wiener認為，信息是人與外界交流的內容和名稱[8]。陳國能在研究分析的基礎上，認為信息是自然界的物質、能量、知識（意識）對信息受體的映射[9]。與反映自然界物質和能量存在和變化的源信息相比，知識信息是由信息處理系統產生的“知識”轉化而成的[9]。審視教學活動的整個過程，可知教學中的文化傳承和發展是一個依托教學生態系統實現復雜信息傳遞的時空動態變化過程。而授課前的信息搜集、分析與處理，課堂教學中的知識信息傳遞以及授課后的教學信息反饋是構成教學信息時空動態過程的三個重要環節。每個環節的內在變化都蘊含著教學信息的交互傳遞過程。因此，相對于物質流動、能量流動而言，信息流動在教學生態系統中具有重要的現實意義。

2.2.1 授課前的信息收集、分析與處理

誠然，教師在進行授課前都要進行一番準備，一般稱之為備課。依據教學實踐的體會，可以認為備課是教師為完成教學目標而對多種信息加工處理的認知活動過程。這種認識能體現教師備課的主觀能動性，教師的思維創新性，認識和實踐的統一性。教師是多角色的扮演者和任務的承擔者。要出色地完成教學任務、實現教學目標，教師需要消耗一定時間、精力及物質，形成有特色、有創意的教學預想或教學設計過程。首先，教師是個決策者。教師需要調查了解學生的知識背景、思維和能力水平，了解所授課程的知識體系及與其他相關課程的有機聯系等。在獲得較為充分的信息后進行分析與處理、作出判斷，進而確立教學目標。其次，教師是編劇和策劃者。備課是個復雜的信息預處理過程，它不僅包括教師圍繞教學目標，研究教材、查閱參考書籍，確立和完善教學內容，研究設計預實驗；而且包括為實現課堂知識信息傳遞和思維能力開發而進行的教學方法選擇、教具等媒介的選擇及教學策略的運用等。離開了授課前對復雜信息進行搜集、分析與處理的認知活動，就不會形成有效的教學設計或預想，勢必導致教學出現平淡無奇甚至低效的局面。

基于上述的分析，在實踐教學中認真貫徹實施，收到非常明顯的教學效果。例如大學無機與分析化學中的<氫氧化鈉標準溶液的配制和標定>實驗課教學，在研究教學大綱和專業培養計劃和要求以及在了解學生實踐基礎等信息的基礎上，確立實驗課的目標：學會用基準物質標定氫氧化鈉的標準溶液的方法，掌握滴定法標定酸堿標準溶液的原理和操作技能，學會指示劑的選用和滴定終點的判斷。實驗的成敗取決于堿式滴定管的正確使用，因此堿式滴定管的使用是實驗的重點和難點。通過查閱資料及以往的實踐經驗和體會，抓住減少實驗誤差的因素：洗滌、潤洗、排除氣泡、讀數、滴定時手捏塑膠管的位置、接近滴定終點時半滴的操作以及溶液顏色的識別。采用重點講解、師生互動交流、演示和觀察、思考、操作練習等方法，學生主動投入實驗活動中，興趣高，不僅理解和掌握了原理，而且全面熟悉造成誤差的因素，掌握了減少實驗誤差的實驗操作技能，從實驗中獲得了真實體驗，也產生了成就感。實踐證明：對于滴定實驗，如果不對有關滴定實驗信息全面的獲取和預實踐，不全面考慮好影響誤差的因素及找到減少誤差的對策，實驗課難以獲得好的效果。俗話說，臺上一分鐘，臺下數時功。沒有經過授課前對知識信息進行搜集、分析與處理等認知活動，即使教學實現了“率”，也收不到“果”。endprint

2.2.2 教學中的知識信息流

課堂是一個復雜的環境，它具有具體的物質環境和社會環境兩個獨特的特征。在課堂這個環境中，教師、學生及各種無機物理因素之間彼此作用并相互影響 [10]。在教學生態系統中，除了物質運動和能量傳遞以外，教學生態系統中諸要素間相互作用的內在方式是知識信息的交互傳遞，進而形成教學中的知識信息流。因此，實現有效教學，更好地獲得教學效果，需要尤為重視教學生態系統中信息的傳遞過程。

2.2.2.1 創建有效的知識信息流

在生態系統中，信息流不像物質那樣循環，也不像能量單向流動，信息流是雙向的，有從輸入到輸出的信息流，也有從輸出到輸入的信息反饋流[11]。基于生態系統中信息傳遞的這一特點，我們可以來剖析課堂教學中的信息傳遞過程。教學中，教師是教學的主導者，教師通過語言、手勢、媒體等方式向學生傳遞知識信息，另一方面，學生是學習的行為主體，學生接收教師、媒體等傳遞的知識信息，并對信息進行編碼和儲存。學生對信息的接收、編碼的結果如何往往會通過表情、語言等方式發出反饋信息。學生眉目舒展，可見教師的信息被很好的接收、編碼和儲存，學生的臉上有了笑容和驚喜，反映出他們領會了其中的真諦或有創新性的發現。倘若學生眉頭緊鎖，反映出在信息接收、編碼過程中出現困難或障礙；抑或教師在傳遞知識信息的過程中，而學生注意力不集中，對教師的信息傳遞不呈現積極的反應。這些現象揭示出教師的信息傳遞沒有引起學生的共鳴，師生間的信息流出現障礙，影響教學的有效性。因此，教學中，教師、媒體向學生傳遞的知識信息是否有效，需要教師運用敏銳的感覺來捕捉學生的各種明顯或不明顯的信息呈現，及時調整教學策略，促進教學知識信息流的有效傳遞，從而保證教學目標實現的最優化。具體的措施：一是營造良好的環境氛圍。信息傳遞過程中往往受到不同程度的干擾，教學中教師首先要擔當道具、燈光音響師的職能。營造一個和諧的教學環境氛圍，避免物理環境因素對知識信息的傳遞、接收和編碼等過程的干擾。二是信息的駕馭與調控。教師要擔當導演、演員的角色。通過創設問題情境，激發興趣，調動學生的參與性，加深師生間的有效互動，加強師生間知識信息的交流。三是視覺信息的有效傳遞。心理學的研究表明，視覺具有獲得較多信息的優勢。教學中靈活有效地利用課件，可以達到事半功倍的信息傳遞效果。例如，在“細胞的跨膜物質轉運”的知識教學中，Na+-K+泵的結構及作用機制是復雜抽象的知識。通過教師創設問題情境，引起對細胞跨膜物質轉運機制的興趣和思維集中。教學中力求言語簡潔，層次明晰，結合結構模型，構建直觀，形成表象。然后由靜態到動態，適時結合動畫演示，學生輕松地理解和掌握了鈉-鉀泵的結構和生理作用機制。這與單純用繁多的語言描述或講述結合觀察靜態的圖形教學相比，簡潔講解與適時的動畫教學結合使教學效果顯著提升。

2.2.2.2 注重教學知識信息流的深化

大學教學的目標是培養人才，人才的質量不僅是擁有知識，更重要的是掌握實踐技能和具有廣泛的適應能力和思維創新能力。與發達國家相比，我國大學生基礎知識扎實、概念清晰、理解力較強，但在動手能力、適應能力，特別是創新能力方面普遍欠缺[12]。思維能力培養不僅關系到學生未來思維創造性的發展，而且關系到國家和民族在未來日益激烈的競爭中的成敗與否。因此，教學活動的開展應緊緊圍繞培養學生思維能力這個核心。

思維是應用感知的信息和貯存在大腦內的信息去解決問題的過程，解決問題是學習知識、形成概念、發現規律、做出決策等。思維過程是一個信息傳遞、接收和儲存加工的過程[13]。在教學中，引發思維的起點往往是由問題開始，并在解決問題的過程中得到發展。建構主義認為，若問題中呈現的信息沒有與學生原有的認知結構信息之間建立必然的聯系，致使問題過難或過易而不能引起學生的思維，問題屬于無效問題。因此，教學中教師要避免即問即答式之類等無效問題，追求問題的有效性，使給出問題中的信息能與學生頭腦中的靈犀建立聯系，產生問題得以解決的效應。

在教學實踐中，激發學生思維，提高思維能力的有效問題主要分為三種類型：一是構建“黑箱”問題。這類問題呈現的信息與學生頭腦中已有的知識信息之間無直接的聯系，但知識信息接近學生的“最近發展區”。通過適當的挑戰性知識信息的刺激，激發學生大腦中知識信息的有效碰撞，建立和存儲由點到線乃至面的知識信息結構，進而達到較好的思維訓練效果。二是組織討論非良構問題。認知心理學把問題分為良構問題和非良構問題。非良構問題是起始狀態和目標狀態皆不明確的問題[14]，非良構問題具有結構不確定性和答案多元性的特點，其解決方案和解決途徑也是多樣的[15]。非良構問題屬于開放性問題。教學中，運用大腦風暴法，引導和鼓勵學生積極思考，通過觀察、分析、比較、推理、判斷等過程探索不同的解決方案和解決途徑，使各種設想在相互碰撞中激起創新思維的火花。既可以活躍課堂氣氛又激發學生的發散思維，形成創新思維能力意識以及促進創新思維能力提高。三是實驗探究的問題。相對于書本知識信息的學習而言，實驗探究在激發學生創新思維方面有著獨特的優勢。實驗研究的對象本身具有很多奧秘能激發學生的好奇心，引發學生探究的欲望。探究性實驗問題可以培養學生自主探究的科學素養，激發思維創新的內驅力。例如在觀察植物根與側根結構，認識側根起源的實驗中，容易取得的實驗材料豆芽卻沒有側根，通過激勵法鼓勵學生積極思考探究，有的學生折斷部分主根，培養出側根，有的學生從影響側根發育的源頭探究，從控制豆芽生長素的濃度上深入探究側根的發育等等。教學實踐表明，學生在探究實驗中往往會呈現多元化的思路，有許多奇異的發現，也會遇到這樣那樣的疑難或困惑，而這些活生生的實踐探究正是增強學生創新意識和創造力的重要途徑。

2.2.3 教學后的知識信息反饋

時常存在這樣的現象：學生認真聽、也認真做筆記，但還是有相當多的人并沒有完全懂。表現在作業出現錯誤、測試中對某些知識沒有很好理解掌握、實驗探究中很少有創新意識甚至創新思維能力存在缺失等。學生的這些信息呈現給教師提供了最真實的信息反饋資源。這種情況下，教師就要及時抓住這些信息，對前面教學乃至后續教學進行反思，適時適當地調整教學計劃，采取務實可行的措施，真正地圍繞學生發展這一核心，提高有效教學效果。endprint

控制論反饋原理認為，反饋是控制系統利用從某行為活動產生的結果中獲得的信息反過來調整、校正某行為活動，使之趨向實現某種預定的目標。教學是微生態系統，教師和學生等諸要素間的信息流是雙向的。教學中知識信息的轉化過程要通過信息流來實現，學生的發展程度也依賴于學生呈現的信息反饋。而信息反饋常通過這些途徑來實現：學生的聽課評價，學生的作業質量評價，實驗、測試或考試質量評價、論文寫作等。教學后的信息反饋不僅是教學生態系統中知識信息傳遞不可缺少的環節，也是教師為實現良好教學效果而作出信息調整和校正的行為活動基礎。因此，教師應善于在教學中捕捉信息，尤其是挖掘來源于學生的信息反饋，認真深入地剖析，積極探索對策。這樣不僅有利于教學效果的提升，有利于學生的發展，也有利于教師自身的發展。

有效教學是現代教學的一種理念，有效教學不僅要追求教學效率，更要追求教學效果。教學是由教師、學生、各種物理媒體和知識信息載體等構成的教學生態系統。用生態思維的方式認識教學生態系統中的知識信息傳遞功能，有利于深入研究教學中知識信息流的創建和深化機制，有利于提高有效教學的認識水平和實踐效果。

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