基于認知負荷理論的高中生物實驗教學設計

姜小李

【摘 要】高中生物是一門很重要的學科，在學生的學習中有至關重要的作用，我國相關的教育結構應該對高中生物重視起來。高中生物實驗的開展有助于學生理解生物中的知識，所以教師應該重視起來，開發學生的拓展能力，使學生能夠更好地掌握生物知識。對認知負荷理論的研究能夠加強高中學生的記憶能力，充分考慮了高中生的認知特點。本文主要闡述了基于認知負荷理論的高中生物實驗教學設計，僅供教育同仁們作為參考。

【關鍵詞】認知負荷理論；高中生物實驗；教學設計

高中階段的生物實驗學習對于學生未來的學習是十分重要的，知識點比較多，這些實驗知識是高中生生物學習生涯中的基礎。如果學生打好了實驗方面的基礎，在未來的生物學習中就會十分順利；如果學生在實驗階段沒有打好堅實的基礎，就像房子沒有打好地基一樣，不能夠承受過多的重量，在高中的生物實驗階段少了實驗教學設計的參與，學生是不能夠深刻理解生物這門學科的。要想加深學生對生物知識的理解，教師應該在認知負荷理論的支持下加強對高中生物教學實驗的設計。

一、我國高中生物實驗課堂現狀

我國在現階段對高中生物實驗教學的重視程度不高，教師總認為生物實驗很浪費時間，不如讓高中生學習一些理論性的知識。有很多高中都是采用應試教育法，為了提高學生高考成績，讓學生以考試內容為中心進行學習，這樣的方式大大限制了學生的多方面發展。生物實驗能夠讓學生更好地理解生物知識，但卻被許多老師忽視了。學生學習難度大的另一部分原因是對實驗知識的理解不足，因為高中生的思維能力也不夠好，對生物實驗中的內容都不是很了解，而老師對生物實驗不夠重視，在做實驗之前講解的時候也不會特別用心，從而導致學生聽不明白，所以在做實驗的時候不會對生物實驗的原理有深刻的認識。學校的生物實驗課程設置的過少，學生在做完一次實驗之后，間隔很長時間才能夠做第二次實驗，當學生有疑問的時候也不能夠及時得到解決，這也是我國高中生物實驗課堂的不足之一。我國高中生對生物實驗的興趣比較低，俗話說：興趣是最好的老師。沒有了興趣，學生在生物實驗課堂中就不會用心，就會缺少一種鉆研的精神，這對于學生生物實驗的展開沒有好處。如果教師不能夠調動學生學習的積極性，就會對學生參與生物實驗課堂的開展造成很大的消極影響。生物實驗教學設計必須在學生掌握了一定程度的生物知識的基礎上，才能夠帶給學生深刻的理解，如果學生對于理論知識沒有基本的掌握，就會在實驗的過程中感到迷茫，更不用說掌握原理。學生只有在一開始就具備一定的理論基礎，保持仔細認真的態度進行實驗，才能夠發現新的知識并且鞏固學過的生物知識。

二、基于認知負荷理論的高中生物實驗教學方法

1.情境教學

情景教學在高中生物實驗課堂中的開展是十分重要的。在我國傳統的生物實驗教學中，教學過程比較枯燥，教師在講臺上講理論，學生自己做實驗，期間幾乎沒有互動，也沒有能夠吸引學生注意力的方法，這樣的課堂會使學生感到厭倦，從而導致學生在課堂上說悄悄話、看課外書等。教師在實驗之前對學生進行生物實驗教育時，不能夠死板的按照課程的標準進行，而是要充分研究高中學生的心理，了解他們更傾向于什么樣的情境教學，從而選擇最適合高中學生的教學方式。情景創設要與中學生的求學心理完全契合，高中生喜歡追求新穎的事物，喜歡展示自己的能力，教師要從這些方面入手，在教學的過程中為學生創設適當的教學情境，將學生引入到學習的氛圍中來，然后讓學生自己去了解問題，想出解決的辦法。在此期間，學生還可以相互討論，有利于集思廣益。學生在這樣的氛圍中能夠深入到高中生物實驗課堂中來，將自己幻想成故事中的主人公，用自己的能力來解決問題。情景創設的教學方式能夠從理論層次為學生貫徹高中生物實驗教育，可以使學生掌握解決問題的方法，對學生核心素養的提高有很大的好處。首先，教師應該摒棄自己傳統的教學思想，將學生作為課堂的主人公，讓學生在生物實驗課堂中充分的發揮主觀能動性，多在課堂上發言。教師可以在進行生物實驗之前，先讓學生講解一下自己的想法以及可能出現的實驗現象，這樣能夠使教師對學生的學習情況及思路有一定的了解，從而更好地確定自己對學生的引導方向，使學生能夠得到教師更加精確的指導，進而對生物實驗知識的理解也會更加深入，這就是情境教學法的好處。當學生在實驗的過程中出現問題時，教師應該鼓勵學生將自己的問題講出來，說明自己對問題的看法，教師應對其進行評價，多采取鼓勵政策，學生就會收獲很大的自信心。

例如：在做脂肪鑒定實驗時，教師可以為學生創設一個教學情境：“現在，很多女生都愛美，想要減掉身上的脂肪。那么，你知道該怎樣鑒定脂肪嗎？”這時候學生的學習興趣都被提起來了，教師再繼續講解：脂肪和蘇丹三染液混合在一起會形成橘黃色的小顆粒。學生會對此感到很神奇，教師在這個時候讓學生將自己當成主人公來做整個實驗，學生就會有濃厚的興趣。其次，教師還應該注重學生的認知負荷，遵循認知負荷理論來進行實驗教學。

2.通過游戲的方式激發學生的學習自信心

通過游戲的方式激發學生的學習自信心能夠提升高中生在生物實驗中的自信。游戲是孩子的天性，在高中階段也不例外，雖然高中階段的學生比較成熟，但是游戲的方式能夠讓高中生回歸本真，更好地發揮自身主觀能動性。游戲的方式能夠將學生引入到生物教學課堂中來，生物實驗課程本身就是一門偏于實踐的課程，所以只要教師稍加引導，學生就能夠體驗到游戲的樂趣。教師要想通過游戲激發學生對生物實驗學習的興趣，就需要進行一個好的設計。教師可以將班內的學生分為幾個小組，隨機分配小組成員，然后讓幾個小組之間互相競爭。高中生都是很要強的，這種競賽的形式能夠讓學生帶著全組的希望，更加努力進行實驗，認真觀察。例如在做一個實驗的時候，教師為學生講解基礎的操作步驟，讓每個小組中的學生自己進行操作，將實驗的結果記錄下來，然后猜測實驗的原理。在所有小組做完實驗以后，小組內成員共同討論，并寫一份總結報告交給老師，然后每個小組派一名成員上臺總結，教師根據小組內人員的表現進行評分，最后得分多的小組可以要求得分少的小組表演一個節目，這樣能夠大大激發學生的實驗興趣，促使其能夠認真進行思考。在高中生物實驗教學中，適當的競爭能夠激發并提高學生學習的動力，在正當的競爭環境中，能夠激發學生自身潛能，從而學習到更多的知識。在課堂的最后，教師應該為學生做出總結性的發言，根據學生自己的發言將學生的觀點總結到一起，明確學生還有哪些方面的不足，使學生能夠全面掌握生物知識。通過游戲的方式能夠增強學生的學習動力，使學生可以在快樂中學習，增加對生物實驗的興趣，更好地增強學習自信心。

三、總結

基于認知負荷理論的高中生物實驗教學設計，對學生學習生物知識有很大的幫助，好的教學設計是十分重要的，能夠讓學生在課堂上學習到更多的知識，所以教育人員應該對此重視起來，研究出更好的教學設計。

【參考文獻】

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[2]伏鳳林.基于認知負荷理論的高中生物實驗教學設計[J].黑龍江教育（理論與實踐），2016（23）：13-14