基于认知负荷理论的高中生物学概念教学路径的预设与实践探析

摘要：认知负荷理论对一节课的课程教学起到了十分关键的作用，它的有效实现直接影响生物课程教学质量、学生掌握生物概念知识能力的深度。同时，对新时代课程改革之下的生物教学目标的实现也有着很深远的影响。充分利用认知负荷理论开展生物课程，对课程教学有强有力的推进作用。文章以“高中生物”为研究对象，对“基于认知负荷理论的高中生物学概念教学路径的预设与实践探析”进行探究。

关键词：认知负荷理论;高中生物;概念教学;细胞器;分工合作

一、 引言

在现阶段的高中教育体系当中，认知负荷理论主要指的是：学生在学习时产生的在认知系统当中的心理活动总量的统计。这套理论是关于认知负荷的一套具体的理论体系。高中生物当中的认知负荷理论，以理论的容量有限及理论的图示发展为体系基础，从多个角度分析学生的认知水平、学习问题的解决程度。由此，文章对基于认知负荷理论下，高中生物学概念教学路径的预设与实践路径产生了以下见解。

二、 分析细胞器概念，协助学生理解细胞之间的分工合作

在现代化教育制度下，特色化课程内容的学习越来越成为各个高校的重点学习方向。在讲解高中生物时，基于认知负荷理论，教师可以采用艺术引进法。在教学课程当中，教师将细胞器概念首先引入《细胞器之间的分工合作》课程当中，由教师带领学生分析各个细胞器的概念，充分吸引学生对细胞器学习的兴趣力，创建一个良好的、活跃度高的课堂氛围，对生物课程的讲解有着很重要的作用。

在讲解课程内容《细胞器之间的分工合作》这个知识当中，可以引入写生的概念。教师带领学生共同描绘各个细胞器的具体形态，加深学生对各个细胞器的概念的理解。这一艺术课程当中的写生教学引入本次各个细胞器的概念的相关讲解，充分利用课堂中有限的时间，帮助学生更加有效地学习细胞器的知识内容。通过这种写生的教学模式，帮助学生更好地理解各个细胞器之间的分工协作，让学生能够从其中感悟、体会，从而在导入新课的过程当中，在学生的心里产生求知欲与对新知识的积极探索欲，激发学生对细胞器之间分工与协作内容的学习兴趣，利用特色化教学手段，让课程充满诗情画意，充满对知识的探索力，帮助教师构建生物课程的有效化教学模式。传统教学模式与改革之下的教学模式有着本质上的不同，教师要注重新教材内容的实践性，尽可能地将理论知识落于实际应用与学习当中，不要让学生对知识的吸收处于一个“虚空”的状态。

在新教育制度背景下，理论知识内容融入现代化的信息技术，能够很好地帮助学生在生活中应用生物课堂中所学习的生物概念知识，在具体的实例之下检验自己所学到的知识的真实性、实践性。教师带领学生分析细胞器的概念，将概念内容融入生活，教师可以在课程讲解后，为学生布置相关知识内容的习题，或者为学生布置生活当中的具体实例，鼓励学生自主进行问题的探索，运用实践性更高的理论知识来解决生活当中的问题，更深刻地将理论应用到实际当中，协助生物课堂写生教学，帮助学生更加充分地理解细胞之间的分工合作。基于认知负荷理论之下，教师引导学生深入课程探索，也可以促进学生的相互合作与发展，更好地融入课程学习当中。利用其他课程的特色知识点来快速吸引学生的兴趣力，将学生快速带入到生物的课程当中。这种艺术法引入的效果会立竿见影，对学生对细胞器的分工与协作的理解产生的作用也会十分明显，而且有效果。

三、 结合细胞器实验，加强学生了解不同细胞的工作职责

承前启后的方法来教学，是现代化教学发展过程中的一个关键的方法，被运用的次数也是十分多的。在高中生物课堂上，复习旧知识，是对以往所学习的知识的再一次巩固，同时向学生提出有关于本节课程相关的思考的问题。在现阶段的高中生物教学当中，出现了教师对“生活即教育”缺乏关注度，对应试教育的引导不到位，教师对应试教育的理解出现偏差的状况。应试教育过分地强调了考试，专注于培养学生的背诵以及解题的相关能力。教师在开展生物课程的教学活动当中，不能够很好地引领应试教育，就会使应试教育理念的弊端逐步放大，对生物的教学造成严重的影响。因而，在现阶段的生物教学当中，将生物概念知识的教学与生活教育理念有机整合，成为弱化应试教育弊端的一种全新化的选择。在传统课堂当中，教师要为学生预设进行实践练习检验的机会，增强课堂的互动性，增强实践化教学的不断发展，从而不断地提高学生的全面发展的能力。

教师在开展《细胞器之间的分工合作》的课程时，可以运用承前启后的方法来教课。通过此种途径，向学生传达新知识内容。在“细胞的增殖”内容讲解与导入当中，可以采用生物课本当中的“一个细胞增殖，裂变为多少细胞的数量”这一视频实验来引入课程内容。在讲解《细胞器之间的分工合作》这一章节的内容时，加入细胞器实验的指引方式，融入上节课程“走进细胞”当中的知识点。教师通过带领学生进行各个细胞的解剖实验，将细胞产生的多样性与细胞的具体结构、功能相互联系起来，既有利于学生对上一章课程内容的学习，又有利于学生能够快速地融入本节课堂当中。由“走进细胞”的知识作为两者之间的桥梁，进行承前启后的作用。教师结合细胞器实验，带领学生在学习细胞的组织与细胞器的联系时，加强学生了解不同细胞的工作职责。这种理论化教学与实践化教学相结合的教学模式，可以帮助学生更好地将两部分的知识进行梳理、分析、链接。利用有限的时间，帮助学生更好地掌握细胞器的知识，巩固知识，形成高效率的高中生物教学课堂，为学生创建一个高质量的教学课堂。基于认知负荷理论之下，教师可以通过“数字实践园”的教学形式，利用现代化信息技术的支撑，初步地形成生物概念教学校本课程的教学体系，探索出适合学生进行自主学习，不断地发展自身能力的学习模式。

教师要注意通过利用“數字实践园”，为课后实践的教学提供一定的条件和依据。在课程讲解生物的概念内容当中，要加入实践性的教学，教师要充分利用教学资源的力量，为学生开展综合性的实践活动，拓展学生的学习空间。教师同时也要树立开放式的教学观念，让学生不仅能够在课堂当中学习到生物的知识，同时也能够在课堂当中进行实验化的教学，将理论知识基础与实践灵活度相结合，不断地开阔学生的视野，开放学生的思维，为学生提供展示才华的新天地，进而能够有效培养学生的核心素养。教师通过在生物课堂当中开展细胞器的实验教学，引导学生做一些有关于叶绿体的光合反应验证实验，线粒体呼吸反应的验证实验，帮助学生在实践当中理解不同细胞器之间的分工职责。另外，教师利用这种承前启后的教学方法，将学生快速带入生物课堂的学习当中，形成有效性教学，充分利用课堂的时间，达到教学课程的高标准要求，成为现代化教育过程当中的一大亮点。

四、 利用细胞器案例，解释细胞之间分工合作的内在含义

在新教育制度背景之下，越来越多的课堂融入了现代化信息教育技术进行教学。多媒体作为主流的教学手段，已经成为各大教学活动的主要成员。在高中生物的教学课程当中，同样也要注重互联网、多媒体作为媒介实现课程教学目标的作用。教师利用多媒体的抽象虚拟技术，在课程导入当中利用三维结构模型（细胞器模型），帮助学生快速认识与理解教学课程当中的相对抽象的内容与知识。在对“细胞膜”“细胞器”“细胞核”的定义与其所对应的功能之间的知识的讲解之时，教师在课程引入时应采取多媒体信息技术，首先利用细胞器的案例，开展《细胞器之间的分工合作》的课程教学。教师带领着学生具体地分析本案例所涉及的各个细胞器，以及各个细胞器之间的联系，构建便于学生观察的细胞器的三维结构模型，让学生从视觉方面能够想象出各个细胞结构的大致形状，并将其与功能相互联系起来，解释细胞之间分工合作的内在含义。

在现代化信息技术的支撑下，教师要为传统的生物课程引入更加多样性的教学手段优化教学模式。在这个过程当中，模拟数字实验教学模式的建设能够为教师提供更多的教学手段，不断地激发学生的学习兴趣，提高学生的生物掌握能力，促进学生核心素养发展。以信息技术为支撑的数字实验教学体系，不仅能够保证学生更加直观地感受各种生物概念，而且能够让学生通过网络信息搜集了解相关科学知识，以此来辅助学生去进行科学认知。在《细胞器之间的分工合作》讲解时，引入多媒体的网络教学，利用生物的教学软件实现高质量课堂教学，以先进的信息技术带动生物教学的进步。在短视频App课堂教学中，教师可以将细胞器的案例教学小视频，以及软件提前发给学生，让学生对本次所讲解的细胞器的分工与协作内容进行自主学习，对学习当中产生的问题先进行自主思考与探究。在正式的课堂当中，学生带着问题和教师共同学习知识内容，教师通过信息技术支撑的教学短视频进行有关于细胞器分工与协作的案例的具体分析与研究，带领学生共同学习课程知识，理解细胞之间分工合作的内在含义。

教師可以提前为学生布置好课程分组任务，根据学生自己的兴趣，选择参加有关于细胞器分工分析小组视频阶段的展示。教师通过为学生提供不同主题的学习内容，鼓励每一个小组进行短视频的自主搜索，自主总结，将与主题有关的短视频高效地提炼，在课程当中与其他的学生进行知识的分享。运用现代化教学引入法导入课程内容，构建高质量课堂，将教学内容更加有效化处理，有利于学生之间进行相互讨论与研究，有利于教师对课程内容的研究与深入理解，更好地向学生传递新的知识内容。利用多媒体信息技术作为教学课程的引入方式依托，将课程的需求知识由抽象化转为可视化、可感化，优化高中生物课堂知识内容的教学模式，节省知识内容的导入时间，并产生很不错的教学效果。在网络的信息支撑之下，教师要做到物尽其用，充分利用现有资源进行课程导入的现代化改革进程，优化生物知识内容的导入环节。

五、 结语

生物知识概念的理解是生物学习十分关键的一步，也是最开始的一步，这一步关系着后续进程的发展效果。因而，掌握关键且有效的高中生物概念教学方法是很有必要的。教师可以运用认知负荷理论优化生物概念教学模式，将生物课程的知识点在课程教学当中有效地引入，在有限的时间内，实现高效率、高质量教学，保证生物课程概念内容传递过程的实现。

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作者简介：

周飞，浙江省杭州市，余杭第一中学。