初中數學課堂教學中引入信息加工理論的策略探討

葉廣湖

摘 要 信息加工理論闡明了信息內部加工的經過，其理論表示人處理信息的過程與計算機信息加工的過程相類似，涵蓋了人腦如何關注、選取和接收外部信息，怎么對信息展開編碼、轉換及整合，怎么運用這些信息制定決策并引導自身的行為等。信息加工理論對初中數學教學發揮著重要的指導作用。本文通過分析信息加工的基本理論，結合初中數學知識，探討信息加工理論在教學過程中的實際應用。

關鍵詞 信息加工 數學教學 策略探討

中圖分類號：G633.6文獻標識碼：A

信息加工理論將人的大腦與計算機信息處理系統進行對比。計算機由輸入、輸出系統、存儲系統、CPU等結構組成。信息加工理論則將人體的眼鏡、耳朵、鼻子等感官視作輸入系統，將人腦作為CPU和存儲系統，而手和嘴等當做輸出系統。由此看來，人們在處理和加工信息的過程和計算機加工信息過程相似。將信息加工理論應用至初中數學教學中，能有效提升數學的教學質量，有助于加強學習的有效性，培養學生的創新意識和思維創造能力。

1信息加工的基本理論

1.1記憶理論

信息加工理論表示人腦的工作記憶類似于計算機寄存器，長時記憶類似于外部存儲器，以下為具體理念：人的感覺記憶是通過感官獲得的保持在一秒鐘之內的大量信息，信息保存時間不長，往往處于0.5至2秒間，若是信息獲得關注，則將被工作記憶進行加工，若未被關注，則會迅速消散。工作記憶是人腦用于暫時存儲和加工信息的記憶系統，存儲量有限，在短期內僅能記憶7？個信息單位，任何信息需要進入工作記憶后才能被加工處理。長時記憶是存儲大量信息的資料庫，其可容納的大小無論就記憶的種類或數量來說都是無限的，能儲存很長時間的信息。

1.2組塊理論

因為工作記憶的存儲容納數量受到限制，在處理的過程中，信息唯有進到工作記憶中，才會進行下一步的處理。若要擴大工作記憶的容納數量，增強處理效果，可靈活應用組織的方法。組織是搭建信息之間的關聯，使其整合為系統性的整體，轉變成每個信息“組塊”，降低個體的信息數，進而加大進入工作記憶信息的容量。

1.3提取理論

學生在處理難題時，需針對已掌握的基礎內容通過認知處理來解決難題，學生所掌握的知識保留在長時記憶里，可通過其記憶獲得原有知識，并將知識再返至工作記憶中，這就是信息經過提煉而獲取的過程。有調查表示，信息提煉、獲取的過程和其在長時記憶中的痕跡程度存在聯系，而記憶痕跡程度又和相關信息的加工處理深度有一定的聯系。

2信息加工理論對初中數學的應用策略

2.1知識的注意

學生通過感官所得到的信息先來到感覺記憶，但其維持在感覺記憶的時長很短暫，若不能獲取注意，將會遺失這塊信息，所以在數學教學時，教師所采用的教學形式需要有效地吸引學生注意力。學生在學習過程中，不同的感覺器官都將起到影響作用，教室中也存在各方面的信息，外部訊息將通過感官，來到感覺記憶中。依照過濾器理論：人的神經體系在某塊時間內只能處理特別指定的信息，且加工處理的容納數量是有限制的。這表明，神經體系在組織某塊信息的加工時有著過濾體系，這個過濾體系會有選擇地對從各類感覺通道而來的信息開展處理，使一些信息可以順利通過其中，并可以進入下一步的處理工作，而剩下的信息將被阻擋在過濾器外，無法繼續獲得加工。因此教師在教學過程中，需要靈活借助信息加工理論實施教學活動，以提高學生的學習質量。

一是，處理圖形信息。使用多種顏色的粉筆，在復雜的圖像中分隔出基礎圖形，為學生帶來視覺沖擊，以吸引學生的學習注意力，進而使知識信息通過過濾器，進行接下來的信息處理工作。

二是，應用復述措施。教師在數學教學過程中反復強調重點信息，即是復述措施，這是為了讓重要內容能夠順利經過過濾器，繼續獲得處理。

三是，利用數形聯合的方式。數形聯合能夠幫助學生的視覺和聽覺感官所接收的信息具有一致性，從而來自不同通道的信息也是統一的，即使是不同的通道信息通過，數學知識信息均能獲得加工。

2.2知識的組塊

基于信息加工理論，人的工作記憶容量大致是7個，若過了限制，新加入的信息將去除以往的信息。因此教師在組織初中數學教學時，為幫助學生加大進入工作記憶的信息數，需要引導學生將所學知識進行歸納，發掘數學學習的特征，通過特征進行聯想，學生有利于使學生增加信息的加工和處理數量。

例如，教師在講解平行四邊形的定理和判定時，可以基于信息加工理論進行規律總結：“4對，3+1”?！?對”表示圖形的幾個性質定理?！?+1”是指兩組對邊分別平行的四邊形是平行四邊形;兩組對邊分別相等的四邊形是平行四邊形;對角線互相平分的四邊形是平行四邊形;一組對邊平行且相等的四邊形是平行四邊形;兩組對角分別相等 的四邊形是平行四邊形。通過歸納總結，促進學生加強對圖形的性質定理和條件的印象。同時可使學生結合基礎知識點間的聯系，進行信息“組塊”，使進入工作記憶的信息數增多，進一步加強工作記憶的加工能力。三是在基礎知識進入到學生的工作記憶后，學生若需運用基礎知識，則不用再從長時記憶中進行尋找，這大大提高了學生提取知識信息的效率，進而建設提取知識的時長。

2.3知識結構

知識結構指學生對數學的認識構造，是通過學習者向外顯知識的認知、感受、理解、吸收，從而儲藏在長時記憶中相關聯的描述性知識、系統性知識和過程性知識所組成的結構。CPFS結構是能夠促進知識內容的保存和提取的結構，由概念域、概念系、命題域、命題系等組成。其中概念域是表示在一個概念中的不同表現方式的合成，概念系表示就是在個體頭腦中形成的概念網絡，其中概念間存在某種聯系。命題域表示一個等價命題網絡的圖式為典型命題A的命題域。命題系表示一個半等價命題網絡的圖式。? ? ? ? ? ? ? （下轉第184頁）（上接第182頁）

針對具體理論，教師在組織初中數學教學時，應當積極引導學生將數學的知識內容展開關聯，搭建成穩固的CPFS結構。

一是，在教學過程中，幫助學生了解和形成概念域和概念系。在概念化學習時應當從多維度、多層面、多方向去進行深刻的了解和掌握，進而促進概念域的形成。

例如，教師在講解平行四邊形的圖形概念時，運用以下方法進行定義，平行四邊形是在同一個二維平面內，由兩組平行線段組成的閉合圖形;具有兩對平行邊的簡單（非自相交）四邊形被稱為平行四邊形;平行四邊形的相對或相對的側面具有相同的長度，并且平行四邊形的相反的角度是相等的，如此便能幫助學生從不同方向去理解和形成平行四邊形的概念域。而平行四邊形概念系是表示其概念和其他概念間的關聯，例如和正方形、圓形之間的關聯，只有明確了相關的概念域和概念系，才能促進學生對平行四邊形概念形成較完整清楚的圖式。

二是，教師在進行初中數學課堂教學時，有針對性地引導學生形成命題域和命題系。學生在解決問題時需要在長時記憶中提取原有知識，將其返至工作記憶，這樣才能進行信息的加工和處理。但由于長時記憶的容量足夠，這對知識信息的尋找增加了難度，為了讓相關信息在運用時，在較短時間被檢索成功，則需要教師引導學生產生命題域和命題系，原因在于在學生需要某塊所學知識時，可以高效地搜索到所對應的內容，無需根據順序去進行檢索，這樣可有效縮短檢索的所用時長。

例如，三角形是等邊三角形在以下等價命題的圖式：等邊三角形每條邊上的中線、高線和角平分線互相重合;三個內角都相等的三角形為等邊三角形;兩個內角為60度的三角形為等邊三角形，這即是三角形為等邊三角形的命題域。另外，還需要幫助學生培養命題系的形成，教師在進行初中數學的教學過程中，將對應的命題組合在一起而實現命題系，方便展開查找。例如，以下命題形成命題系：判斷2個三角形全等，兩個三角形的三邊完全相等;兩個三角形的兩邊及其這兩邊的夾角完全相等;兩個三角形的兩角及其這兩角的夾邊完全相等;兩個三角形的兩角及其這兩角的鄰邊完全相等;兩個直角三角形的斜邊及其任意一邊完全相等。在這些命題系里的命題均和證明兩條線段相等相關。這些命題域和命題系，在人體的長時記憶里會進一步轉化為相關圖式，同時將相同類別的問題構建為組塊，在需要獲取集合組塊其中的信息時，將會激發命題域、命題系中的相關信息，進而將整體的命題域、命題系中的信息激發。

3結語

近幾年來，教師一直在追求高效的初中數學課堂教學.但對于高效的定義常常根據學習的結果來進行衡量，卻沒有重視學習的過程，教師應當轉變傳統的教學思想，堅持以學生為本，充分發揮學生的學習主動性，積極地在教學實踐中運用科學的理論指導，將信息加工理論和問題解決相結合，幫助學生進行有靈活性、系統性的學習方式，進而提升學習質量。

參考文獻

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