精加工策略在“神经系统的结构和功能”教学中的应用

胡志军

摘 要 在浙科版教材内容“神经系统的结构与功能”教学中运用类比、比较、先行组织者、扩展与引申、图示法、质疑等类型的精加工策略，可以减轻学生的学习负担，促进学生的有效学习。

关键词 精加工 高中生物 教学有效学习

中图分类号 G633.91 文献标识码 B

教会学生学习，传授有效的学习策略，已被当前教育界视为提高学习效率的有效途径，也是减轻学生负担，大面积提高教学质量的有效措施。精加工策略属于非常重要且常用的有效学习策略之一。教师在高中生物教学中运用精加工策略，可以增强学生的学习兴趣和策略意识，提高其有效解决问题的能力；可以减轻学生的学习负担，促进学生的全面发展。

1 精加工策略

精加工策略就是为了使人们更好地理解和记住新信息，而作的有意义的添加、构建或者生发，使新知识与已有知识取得联系，增进对新知识的理解。即应用已有的图式和已有的知识使新信息合理化。经精加工获得的信息进入已有知识网络中，储存在长时记忆中，以便以后检索和提取时更容易，即使检索和提取出现困难，也可以利用和其他信息的联系寻找到提取的线索。

2 高中生学习生物学知识的精加工策略

生物学教学中精加工策略有类比、比较、先行组织者、扩展与引申、图示法、质疑等类型。下面以浙科版“神经系统的结构与功能”一节的教学为例，阐述类比、比较、先行组织者、扩展与引申、图示法、质疑等精加工策略在高中生物教学中的运用。

2.1 质疑

质疑是以追问“为什么”，或用挑剔、批判的眼光来看待已有的事物，达到对事物的深层次理解。如运用刘翔跨栏的起跑反应的极限速度、内陆太攀蛇、螳螂虾、大齿猛蚁的反应速度和准确性的实例来引发学生质疑：神经调节为什么如此准确、快速？神经调节的准确是因为神经调节的特定路径——反射弧，而快速则涉及传播形式。再如在学生理解一次动作电位结束，膜电位已经恢复静息电位时，比较难理解离子分布状态会和静息电位时的区别。教师引导学生质疑：如何将钠离子排出膜内，钾离子吸进膜内，从而进一步明确钠钾泵的作用。

2.2 类比法

类比是根据两类对象之间在某些属性上的相同或相似所作的一种类推，是精加工的重要方法。运用类比，可使抽象的内容具体化、形象化，使陌生的东西转化为熟悉的东西，使深奥的道理简单地揭示出来。如类比古代烽火传信与兴奋在神经纤维上的传导。“敌人来了”相当于刺激，“燃起烽火”相当于刺激位点产生兴奋，“另一烽火台守卫看见前面的烽火并点燃烽火”相当于局部电流形成和影响等，可以加深学生对通过局部电流的形式在神经纤维上的传导速度快的特点的理解。

2.3 比较法

比较是对两种或两种以上易混淆的相关事物进行对比分析的一种常用方式。常言道：有比较，才有鉴别。当新学的知识与原有的知识存在某种联系而又有区别时，往往容易混淆不清，对这种易混淆的相关知识进行比较，不仅能揭示新概念的关键特征，而且能更容易地掌握新概念的内涵。因此比较也是一种常用的精加工方法。如动作电位产生过程中膜内外状态变化情况建立表格进行比较（表1），又如传导和传递的比较（表2）。

2.4 图示法

图示法就是把要记忆的材料图式化的方法。绘制示意图的过程中必然要对材料进行分析、理解，这对记忆效果的提高是有利的。如神经元静息时的电位和动作电位的变化机制：静息时，主要是钾离子外流，导致膜外正内负；当神经元受刺激后主要由于钠离子内流，导致外负内正。最后钾离子的外流使电位在极短的时间内又恢复静息状态。然后教师要求学生用一种直观的方法表现出这一变化过程，如图1所示。

2.5 扩展与引申

对新知识进行扩展与引申也是深化理解新知识的重要途径，这是因为扩展、引申的过程就是思维的过程，思考程度增加，获得的印象就更为深刻。此外，扩展、引申后的知识比原知识具有更丰富的信息与外延、更易与有关知识经验连接起来。如将图1与教科书上的22页动作电位传导示意图（图2）进行比较，使学生明确：图1是神经纤维上某一位点的电位随时间的变化，图2是神经纤维上不同的位点（即不同位置）同一时刻的电位情况。这样学生就不会把各个点的含义搞错。

教师还可以让学生联系物质跨膜运输方式，对动作电位不同状态的离子进出细胞的方式进行判断：极化状态、去极化过程、反极化状态、复极化过程都是易化扩散，学生就能理解通过改变细胞外液中相应离子的浓度和改变载体蛋白质的活性会影响电位的大小。而复极化后恢复未受刺激前的离子分布状态（即通过钠钾泵的作用）是主动转运。

2.6 先行组织者

先行组织者是美国著名心理学家奥苏伯尔提出来的，是指一种先于学习内容呈现的一种引导性材料，目的在于把新学的知识纳入到已有的知识结构中，组织者一般放于学习材料之前，所以称为先行组织者。它要比学习任务本身具有更高的抽象、概括和综合水平，并能清晰地与认知结构中原有概念和新的学习任务关联。教师通过呈现“组织者”，给学习者“已经知道的”与“需要知道的”知识之间架设起桥梁。如呈现动作电位发现的科学史，让学生把所学神经兴奋的产生与实验设计以及结果分析结合起来。教师在教学中出示一系列材料：医生通过脑电图来分析脑部疾病，学生可推测神经兴奋的传导与电有关，再通过分析蛙坐骨神经腓肠肌标本电刺激实验的实验结果得出结论：在神经系统中，兴奋以电信号的形式沿着神经纤维传导，这种电信号也叫神经冲动。教师结合物理知识要形成电流必须要有电位差，并出示枪乌贼的巨大神经纤纤维和微电极技术用于测定细胞内外的电位变化的技术手段和相关实验结果：将2个微电极都放在神经细胞膜外时，在示波器上没有记录到电位差，说明神经细胞膜外各处电位相等。当将一个微电极的尖端刺穿细胞膜瞬间，便可通过示波器记录到-70 mV的电位差，再继续深插此电极，只要电极尖端还留在神经细胞内，则此电位值便不再改变。此电位发生在静息状态的神经细胞膜的两侧，故称静息电位。endprint

学生可运用假说—演绎的思维方法、物质出入细胞方式、物理的电场力等先行组织者来解释静息电位和动作电位的产生机制及影响因素。教师可给学生一些提示（或限定范围）的材料：如请学生结合细胞膜内K+浓度远高于膜外这一事实，让学生形成假设：K+顺浓度梯度由膜内流向膜外，膜外阳离子增多，膜内阳离子减少，从而导致膜外电位高于膜内。教师并出示资料：给予神经细胞膜电刺激，发现示波器上显示的数值由-70 mV逐渐减小到0，并出现+35 mV的峰值，随后又逐渐降至0，最后恢复为静息时的-70 mV，这一电位变化称作动作电位。联系到静息时的外正内负是K+外流引起的，学生容易提出假设：膜电位发生反转是Na+内流引起的。如果上述假设成立，教师引导学生分析：膜内外的Na+浓度差是Na+内流的化学驱动力，增大神经细胞细胞外液的Na+浓度，细胞内外的Na+浓度差变大，动作电位的峰值增大。教师补充：科学家做了这样的实验，确实如此，从而验证了假设。

3 教学中教师应注意的几个问题

3.1 充分运用学生原有的知识

精加工策略是在原有知识基础上，使学生的新、旧知识产生有效联系，加深对新信息的记忆和理解。教师应创设适当的情景，而且是学生感兴趣的或贴近学生生活过的一些事例，把课堂话语权转交给学生，如让学生进行资料分析、小组合作交流，充分激活学生原有的知识，才能使精加工收到良好的效果，最终促进学生多元智能的发展。

3.2 反馈评价策略

教师在教学中应引导学生因不同的学习内容选择不同的精加工类型，促进有效获取新知识。为保证学生策略掌握的准确，教师应及时对学生进行反馈、评价、帮助和纠正，并不断提醒学生对自己的学习行为进行反思、总结、监控及自我调节，使学生学会学习，学会管理自己的学习。

3.3 保证足够的训练时间

教师在教学中应针对不同的教材内容，有计划地突出相应的策略，课堂上留出足够的时间让学生体会、使用策略。精加工是学生的学习过程，教师不能代替，要给学生充分体验精加工策略的机会。如在假说—演绎设计实验过程中，学生提出设计还应该更加严谨，应增加设计其他离子浓度也发生改变的对照实验。

参考文献：

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