精加工策略在“神經系統的結構和功能”教學中的應用

胡志軍

摘 要 在浙科版教材內容“神經系統的結構與功能”教學中運用類比、比較、先行組織者、擴展與引申、圖示法、質疑等類型的精加工策略，可以減輕學生的學習負擔，促進學生的有效學習。

關鍵詞 精加工 高中生物 教學有效學習

中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B

教會學生學習，傳授有效的學習策略，已被當前教育界視為提高學習效率的有效途徑，也是減輕學生負擔，大面積提高教學質量的有效措施。精加工策略屬于非常重要且常用的有效學習策略之一。教師在高中生物教學中運用精加工策略，可以增強學生的學習興趣和策略意識，提高其有效解決問題的能力；可以減輕學生的學習負擔，促進學生的全面發展。

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、構建或者生發，使新知識與已有知識取得聯系，增進對新知識的理解。即應用已有的圖式和已有的知識使新信息合理化。經精加工獲得的信息進入已有知識網絡中，儲存在長時記憶中，以便以后檢索和提取時更容易，即使檢索和提取出現困難，也可以利用和其他信息的聯系尋找到提取的線索。

2 高中生學習生物學知識的精加工策略

生物學教學中精加工策略有類比、比較、先行組織者、擴展與引申、圖示法、質疑等類型。下面以浙科版“神經系統的結構與功能”一節的教學為例，闡述類比、比較、先行組織者、擴展與引申、圖示法、質疑等精加工策略在高中生物教學中的運用。

2.1 質疑

質疑是以追問“為什么”，或用挑剔、批判的眼光來看待已有的事物，達到對事物的深層次理解。如運用劉翔跨欄的起跑反應的極限速度、內陸太攀蛇、螳螂蝦、大齒猛蟻的反應速度和準確性的實例來引發學生質疑：神經調節為什么如此準確、快速？神經調節的準確是因為神經調節的特定路徑——反射弧，而快速則涉及傳播形式。再如在學生理解一次動作電位結束，膜電位已經恢復靜息電位時，比較難理解離子分布狀態會和靜息電位時的區別。教師引導學生質疑：如何將鈉離子排出膜內，鉀離子吸進膜內，從而進一步明確鈉鉀泵的作用。

2.2 類比法

類比是根據兩類對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。運用類比，可使抽象的內容具體化、形象化，使陌生的東西轉化為熟悉的東西，使深奧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纖維上的傳導。“敵人來了”相當于刺激，“燃起烽火”相當于刺激位點產生興奮，“另一烽火臺守衛看見前面的烽火并點燃烽火”相當于局部電流形成和影響等，可以加深學生對通過局部電流的形式在神經纖維上的傳導速度快的特點的理解。

2.3 比較法

比較是對兩種或兩種以上易混淆的相關事物進行對比分析的一種常用方式。常言道：有比較，才有鑒別。當新學的知識與原有的知識存在某種聯系而又有區別時，往往容易混淆不清，對這種易混淆的相關知識進行比較，不僅能揭示新概念的關鍵特征，而且能更容易地掌握新概念的內涵。因此比較也是一種常用的精加工方法。如動作電位產生過程中膜內外狀態變化情況建立表格進行比較（表1），又如傳導和傳遞的比較（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材料進行分析、理解，這對記憶效果的提高是有利的。如神經元靜息時的電位和動作電位的變化機制：靜息時，主要是鉀離子外流，導致膜外正內負；當神經元受刺激后主要由于鈉離子內流，導致外負內正。最后鉀離子的外流使電位在極短的時間內又恢復靜息狀態。然后教師要求學生用一種直觀的方法表現出這一變化過程，如圖1所示。

2.5 擴展與引申

對新知識進行擴展與引申也是深化理解新知識的重要途徑，這是因為擴展、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，擴展、引申后的知識比原知識具有更豐富的信息與外延、更易與有關知識經驗連接起來。如將圖1與教科書上的22頁動作電位傳導示意圖（圖2）進行比較，使學生明確：圖1是神經纖維上某一位點的電位隨時間的變化，圖2是神經纖維上不同的位點（即不同位置）同一時刻的電位情況。這樣學生就不會把各個點的含義搞錯。

教師還可以讓學生聯系物質跨膜運輸方式，對動作電位不同狀態的離子進出細胞的方式進行判斷：極化狀態、去極化過程、反極化狀態、復極化過程都是易化擴散，學生就能理解通過改變細胞外液中相應離子的濃度和改變載體蛋白質的活性會影響電位的大小。而復極化后恢復未受刺激前的離子分布狀態（即通過鈉鉀泵的作用）是主動轉運。

2.6 先行組織者

先行組織者是美國著名心理學家奧蘇伯爾提出來的，是指一種先于學習內容呈現的一種引導性材料，目的在于把新學的知識納入到已有的知識結構中，組織者一般放于學習材料之前，所以稱為先行組織者。它要比學習任務本身具有更高的抽象、概括和綜合水平，并能清晰地與認知結構中原有概念和新的學習任務關聯。教師通過呈現“組織者”，給學習者“已經知道的”與“需要知道的”知識之間架設起橋梁。如呈現動作電位發現的科學史，讓學生把所學神經興奮的產生與實驗設計以及結果分析結合起來。教師在教學中出示一系列材料：醫生通過腦電圖來分析腦部疾病，學生可推測神經興奮的傳導與電有關，再通過分析蛙坐骨神經腓腸肌標本電刺激實驗的實驗結果得出結論：在神經系統中，興奮以電信號的形式沿著神經纖維傳導，這種電信號也叫神經沖動。教師結合物理知識要形成電流必須要有電位差，并出示槍烏賊的巨大神經纖纖維和微電極技術用于測定細胞內外的電位變化的技術手段和相關實驗結果：將2個微電極都放在神經細胞膜外時，在示波器上沒有記錄到電位差，說明神經細胞膜外各處電位相等。當將一個微電極的尖端刺穿細胞膜瞬間，便可通過示波器記錄到-70 mV的電位差，再繼續深插此電極，只要電極尖端還留在神經細胞內，則此電位值便不再改變。此電位發生在靜息狀態的神經細胞膜的兩側，故稱靜息電位。endprint

學生可運用假說—演繹的思維方法、物質出入細胞方式、物理的電場力等先行組織者來解釋靜息電位和動作電位的產生機制及影響因素。教師可給學生一些提示（或限定范圍）的材料：如請學生結合細胞膜內K+濃度遠高于膜外這一事實，讓學生形成假設：K+順濃度梯度由膜內流向膜外，膜外陽離子增多，膜內陽離子減少，從而導致膜外電位高于膜內。教師并出示資料：給予神經細胞膜電刺激，發現示波器上顯示的數值由-70 mV逐漸減小到0，并出現+35 mV的峰值，隨后又逐漸降至0，最后恢復為靜息時的-70 mV，這一電位變化稱作動作電位。聯系到靜息時的外正內負是K+外流引起的，學生容易提出假設：膜電位發生反轉是Na+內流引起的。如果上述假設成立，教師引導學生分析：膜內外的Na+濃度差是Na+內流的化學驅動力，增大神經細胞細胞外液的Na+濃度，細胞內外的Na+濃度差變大，動作電位的峰值增大。教師補充：科學家做了這樣的實驗，確實如此，從而驗證了假設。

3 教學中教師應注意的幾個問題

3.1 充分運用學生原有的知識

精加工策略是在原有知識基礎上，使學生的新、舊知識產生有效聯系，加深對新信息的記憶和理解。教師應創設適當的情景，而且是學生感興趣的或貼近學生生活過的一些事例，把課堂話語權轉交給學生，如讓學生進行資料分析、小組合作交流，充分激活學生原有的知識，才能使精加工收到良好的效果，最終促進學生多元智能的發展。

3.2 反饋評價策略

教師在教學中應引導學生因不同的學習內容選擇不同的精加工類型，促進有效獲取新知識。為保證學生策略掌握的準確，教師應及時對學生進行反饋、評價、幫助和糾正，并不斷提醒學生對自己的學習行為進行反思、總結、監控及自我調節，使學生學會學習，學會管理自己的學習。

3.3 保證足夠的訓練時間

教師在教學中應針對不同的教材內容，有計劃地突出相應的策略，課堂上留出足夠的時間讓學生體會、使用策略。精加工是學生的學習過程，教師不能代替，要給學生充分體驗精加工策略的機會。如在假說—演繹設計實驗過程中，學生提出設計還應該更加嚴謹，應增加設計其他離子濃度也發生改變的對照實驗。

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