有效教学的生态信息流分析

2014-11-06郭宗明毛延妮董晓璇程芳

科技创新导报 2014年10期

郭宗明++毛延妮++董晓璇++程芳

摘要：依据经济学的效率定义以及教学活动的特殊性，理解有效教学的本质。从生态学理论出发，认识教学也是由生物因素和非生物因素相互作用而形成的教学生态系统。与教学生态系统中的物质循环、能量流动相比，信息流动具有重要的现实意义。课前的信息收集、分析与处理，课堂教学中的知识信息流以及课后的知识信息反馈是承载教学生态信息流的重要环节。认识教学生态系统中的生态信息流有助于促进有效教学的实现。

关键词：有效教学生态信息生态系统反馈

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0136-03

1 有效教学概念的理解

效率、效果和效益是企业的生命。效率作为经济学的术语，其基本要义是用最少的投入得到最大的产出。效果是通过生产活动产生的合乎目的性结果，效益是生产活动产生的最终的实际效果和利益。教育是人类社会特有的有意识的培养人的活动，而教学工作是学校教育的中心工作。在知识经济时代的现实背景下，知识、信息日新月异，科技发展迅速竞争日趋激烈，新技术、新工艺、新行业不断呈现，职业岗位变化加剧。这些变化强烈地促使学校要加强教学改革，理性认识追求教学效率、教学效果和教学效益是当今教学活动的应然需求。

20世纪的西方教育科学化运动促进了有效教学概念的产生，尽管对有效教学概念的内涵的解释却没有统一的界定[1-5]，但基于企业发展经济发展的理念出发，我们可以更好地理解“有效教学”概念。教学活动的特殊性在于它是培养人的活动，从教学活动的过程来看，有效教学活动的行为主体（教师、学生）投入了时间、精力和物力，而从教学活动的结果来看，教师和学生取得了教和学的效果。从教学活动的社会效益看，学生成为适应社会发展需要的人。简言之，有效教学的内涵包括教学要讲究教学效率，追求教学效果和教学效益。效率是指教学的投入与产出应符合一定的比率；有效果是指教学活动的结果要符合预期的教学目标；有效益是指教学目标是否符合特定的社会和个人的教育需求以及符合的程度[6]。理解有效教学的概念不仅要抓住有效教学中“效率”的本质，更要抓住有效教学“效果”和效益的本质。

2 有效教学的系统性和生态信息流

2.1 有效教学的系统性

生态学理论认为，自然生态系统是由生物和非生物诸因素之间相互联系、相互作用构成的实现物质循环运动、能量流动和信息传递的复杂有机整体。教学是以教师和学生为生物因素，借助多种无机环境因素相互作用的复杂过程。因此，与自然生态系统相似，教学也具有系统性，也具有系统的重要特征：一是其整体性，构成教学系统中的诸多元素间相互联系，相互作用和相互依存，成为一个不可分割的有机整体。二是其结构上存在着层次性，教学系统中的诸元素在空间、时间上有不同的分布格局，存在横向和纵向上的内在联系。三是其功能性，教学系统的整体性和结构层次性决定了教学系统的功能性，系统通过物质循环、能量流动和信息的输入和输出实现其功能性。有别于自然生态系统中的生物因素，教学生态系统中的生物因素（教师和学生）具有突出的社会属性，通过人类社会文化的传承和发展，主动和能动地适应和改造环境。而文化的传承和发展正是教学生态系统的功能性的呈现。

2.2 有效教学的生态信息流

Shannon从统计学角度分析认为信息是用来消除随机不确定的东西[7]。Wiener认为，信息是人与外界交流的内容和名称[8]。陈国能在研究分析的基础上，认为信息是自然界的物质、能量、知识（意识）对信息受体的映射[9]。与反映自然界物质和能量存在和变化的源信息相比，知识信息是由信息处理系统产生的“知识”转化而成的[9]。审视教学活动的整个过程，可知教学中的文化传承和发展是一个依托教学生态系统实现复杂信息传递的时空动态变化过程。而授课前的信息搜集、分析与处理，课堂教学中的知识信息传递以及授课后的教学信息反馈是构成教学信息时空动态过程的三个重要环节。每个环节的内在变化都蕴含着教学信息的交互传递过程。因此，相对于物质流动、能量流动而言，信息流动在教学生态系统中具有重要的现实意义。

2.2.1 授课前的信息收集、分析与处理

诚然，教师在进行授课前都要进行一番准备，一般称之为备课。依据教学实践的体会，可以认为备课是教师为完成教学目标而对多种信息加工处理的认知活动过程。这种认识能体现教师备课的主观能动性，教师的思维创新性，认识和实践的统一性。教师是多角色的扮演者和任务的承担者。要出色地完成教学任务、实现教学目标，教师需要消耗一定时间、精力及物质，形成有特色、有创意的教学预想或教学设计过程。首先，教师是个决策者。教师需要调查了解学生的知识背景、思维和能力水平，了解所授课程的知识体系及与其他相关课程的有机联系等。在获得较为充分的信息后进行分析与处理、作出判断，进而确立教学目标。其次，教师是编剧和策划者。备课是个复杂的信息预处理过程，它不仅包括教师围绕教学目标，研究教材、查阅参考书籍，确立和完善教学内容，研究设计预实验；而且包括为实现课堂知识信息传递和思维能力开发而进行的教学方法选择、教具等媒介的选择及教学策略的运用等。离开了授课前对复杂信息进行搜集、分析与处理的认知活动，就不会形成有效的教学设计或预想，势必导致教学出现平淡无奇甚至低效的局面。

基于上述的分析，在实践教学中认真贯彻实施，收到非常明显的教学效果。例如大学无机与分析化学中的<氢氧化钠标准溶液的配制和标定>实验课教学，在研究教学大纲和专业培养计划和要求以及在了解学生实践基础等信息的基础上，确立实验课的目标：学会用基准物质标定氢氧化钠的标准溶液的方法，掌握滴定法标定酸碱标准溶液的原理和操作技能，学会指示剂的选用和滴定终点的判断。实验的成败取决于碱式滴定管的正确使用，因此碱式滴定管的使用是实验的重点和难点。通过查阅资料及以往的实践经验和体会，抓住减少实验误差的因素：洗涤、润洗、排除气泡、读数、滴定时手捏塑胶管的位置、接近滴定终点时半滴的操作以及溶液颜色的识别。采用重点讲解、师生互动交流、演示和观察、思考、操作练习等方法，学生主动投入实验活动中，兴趣高，不仅理解和掌握了原理，而且全面熟悉造成误差的因素，掌握了减少实验误差的实验操作技能，从实验中获得了真实体验，也产生了成就感。实践证明：对于滴定实验，如果不对有关滴定实验信息全面的获取和预实践，不全面考虑好影响误差的因素及找到减少误差的对策，实验课难以获得好的效果。俗话说，台上一分钟，台下数时功。没有经过授课前对知识信息进行搜集、分析与处理等认知活动，即使教学实现了“率”，也收不到“果”。endprint

2.2.2 教学中的知识信息流

课堂是一个复杂的环境，它具有具体的物质环境和社会环境两个独特的特征。在课堂这个环境中，教师、学生及各种无机物理因素之间彼此作用并相互影响 [10]。在教学生态系统中，除了物质运动和能量传递以外，教学生态系统中诸要素间相互作用的内在方式是知识信息的交互传递，进而形成教学中的知识信息流。因此，实现有效教学，更好地获得教学效果，需要尤为重视教学生态系统中信息的传递过程。

2.2.2.1 创建有效的知识信息流

在生态系统中，信息流不像物质那样循环，也不像能量单向流动，信息流是双向的，有从输入到输出的信息流，也有从输出到输入的信息反馈流[11]。基于生态系统中信息传递的这一特点，我们可以来剖析课堂教学中的信息传递过程。教学中，教师是教学的主导者，教师通过语言、手势、媒体等方式向学生传递知识信息，另一方面，学生是学习的行为主体，学生接收教师、媒体等传递的知识信息，并对信息进行编码和储存。学生对信息的接收、编码的结果如何往往会通过表情、语言等方式发出反馈信息。学生眉目舒展，可见教师的信息被很好的接收、编码和储存，学生的脸上有了笑容和惊喜，反映出他们领会了其中的真谛或有创新性的发现。倘若学生眉头紧锁，反映出在信息接收、编码过程中出现困难或障碍；抑或教师在传递知识信息的过程中，而学生注意力不集中，对教师的信息传递不呈现积极的反应。这些现象揭示出教师的信息传递没有引起学生的共鸣，师生间的信息流出现障碍，影响教学的有效性。因此，教学中，教师、媒体向学生传递的知识信息是否有效，需要教师运用敏锐的感觉来捕捉学生的各种明显或不明显的信息呈现，及时调整教学策略，促进教学知识信息流的有效传递，从而保证教学目标实现的最优化。具体的措施：一是营造良好的环境氛围。信息传递过程中往往受到不同程度的干扰，教学中教师首先要担当道具、灯光音响师的职能。营造一个和谐的教学环境氛围，避免物理环境因素对知识信息的传递、接收和编码等过程的干扰。二是信息的驾驭与调控。教师要担当导演、演员的角色。通过创设问题情境，激发兴趣，调动学生的参与性，加深师生间的有效互动，加强师生间知识信息的交流。三是视觉信息的有效传递。心理学的研究表明，视觉具有获得较多信息的优势。教学中灵活有效地利用课件，可以达到事半功倍的信息传递效果。例如，在“细胞的跨膜物质转运”的知识教学中，Na+-K+泵的结构及作用机制是复杂抽象的知识。通过教师创设问题情境，引起对细胞跨膜物质转运机制的兴趣和思维集中。教学中力求言语简洁，层次明晰，结合结构模型，构建直观，形成表象。然后由静态到动态，适时结合动画演示，学生轻松地理解和掌握了钠-钾泵的结构和生理作用机制。这与单纯用繁多的语言描述或讲述结合观察静态的图形教学相比，简洁讲解与适时的动画教学结合使教学效果显著提升。

2.2.2.2 注重教学知识信息流的深化

大学教学的目标是培养人才，人才的质量不仅是拥有知识，更重要的是掌握实践技能和具有广泛的适应能力和思维创新能力。与发达国家相比，我国大学生基础知识扎实、概念清晰、理解力较强，但在动手能力、适应能力，特别是创新能力方面普遍欠缺[12]。思维能力培养不仅关系到学生未来思维创造性的发展，而且关系到国家和民族在未来日益激烈的竞争中的成败与否。因此，教学活动的开展应紧紧围绕培养学生思维能力这个核心。

思维是应用感知的信息和贮存在大脑内的信息去解决问题的过程，解决问题是学习知识、形成概念、发现规律、做出决策等。思维过程是一个信息传递、接收和储存加工的过程[13]。在教学中，引发思维的起点往往是由问题开始，并在解决问题的过程中得到发展。建构主义认为，若问题中呈现的信息没有与学生原有的认知结构信息之间建立必然的联系，致使问题过难或过易而不能引起学生的思维，问题属于无效问题。因此，教学中教师要避免即问即答式之类等无效问题，追求问题的有效性，使给出问题中的信息能与学生头脑中的灵犀建立联系，产生问题得以解决的效应。

在教学实践中，激发学生思维，提高思维能力的有效问题主要分为三种类型：一是构建“黑箱”问题。这类问题呈现的信息与学生头脑中已有的知识信息之间无直接的联系，但知识信息接近学生的“最近发展区”。通过适当的挑战性知识信息的刺激，激发学生大脑中知识信息的有效碰撞，建立和存储由点到线乃至面的知识信息结构，进而达到较好的思维训练效果。二是组织讨论非良构问题。认知心理学把问题分为良构问题和非良构问题。非良构问题是起始状态和目标状态皆不明确的问题[14]，非良构问题具有结构不确定性和答案多元性的特点，其解决方案和解决途径也是多样的[15]。非良构问题属于开放性问题。教学中，运用大脑风暴法，引导和鼓励学生积极思考，通过观察、分析、比较、推理、判断等过程探索不同的解决方案和解决途径，使各种设想在相互碰撞中激起创新思维的火花。既可以活跃课堂气氛又激发学生的发散思维，形成创新思维能力意识以及促进创新思维能力提高。三是实验探究的问题。相对于书本知识信息的学习而言，实验探究在激发学生创新思维方面有着独特的优势。实验研究的对象本身具有很多奥秘能激发学生的好奇心，引发学生探究的欲望。探究性实验问题可以培养学生自主探究的科学素养，激发思维创新的内驱力。例如在观察植物根与侧根结构，认识侧根起源的实验中，容易取得的实验材料豆芽却没有侧根，通过激励法鼓励学生积极思考探究，有的学生折断部分主根，培养出侧根，有的学生从影响侧根发育的源头探究，从控制豆芽生长素的浓度上深入探究侧根的发育等等。教学实践表明，学生在探究实验中往往会呈现多元化的思路，有许多奇异的发现，也会遇到这样那样的疑难或困惑，而这些活生生的实践探究正是增强学生创新意识和创造力的重要途径。

2.2.3 教学后的知识信息反馈

时常存在这样的现象：学生认真听、也认真做笔记，但还是有相当多的人并没有完全懂。表现在作业出现错误、测试中对某些知识没有很好理解掌握、实验探究中很少有创新意识甚至创新思维能力存在缺失等。学生的这些信息呈现给教师提供了最真实的信息反馈资源。这种情况下，教师就要及时抓住这些信息，对前面教学乃至后续教学进行反思，适时适当地调整教学计划，采取务实可行的措施，真正地围绕学生发展这一核心，提高有效教学效果。endprint

控制论反馈原理认为，反馈是控制系统利用从某行为活动产生的结果中获得的信息反过来调整、校正某行为活动，使之趋向实现某种预定的目标。教学是微生态系统，教师和学生等诸要素间的信息流是双向的。教学中知识信息的转化过程要通过信息流来实现，学生的发展程度也依赖于学生呈现的信息反馈。而信息反馈常通过这些途径来实现：学生的听课评价，学生的作业质量评价，实验、测试或考试质量评价、论文写作等。教学后的信息反馈不仅是教学生态系统中知识信息传递不可缺少的环节，也是教师为实现良好教学效果而作出信息调整和校正的行为活动基础。因此，教师应善于在教学中捕捉信息，尤其是挖掘来源于学生的信息反馈，认真深入地剖析，积极探索对策。这样不仅有利于教学效果的提升，有利于学生的发展，也有利于教师自身的发展。

有效教学是现代教学的一种理念，有效教学不仅要追求教学效率，更要追求教学效果。教学是由教师、学生、各种物理媒体和知识信息载体等构成的教学生态系统。用生态思维的方式认识教学生态系统中的知识信息传递功能，有利于深入研究教学中知识信息流的创建和深化机制，有利于提高有效教学的认识水平和实践效果。

参考文献

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