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基于信息加工理论的高中地理教学摘要：信息加工理论将人类学习者视为一个信息加工处理器,人类学习过程与计算机极为类似,是一个揭示信息获取、加工、存储和运用的过程.因此,信息加工理论认为学习就是习得和使用信息.由此出发,地理学习在很大程度上也可以看作是地理知识的习得和使用.那么从地理知识的习得和使用的角度,来了解学生在地理知识学习过程中的心理特征,将对教师的地理教学有很大的帮助.关键词：信息加工理论地理教学信息加工原本是心理学中最活跃的研究领域之一，其理论可以用来解释人类的许多思维过程，使得人类的高级心理过程不再那么神秘。将信息加工理论运用于地理教学过程中，有助于教师探究学生学习地理的内部过程，也有助于教师优化地理教学过程。。一、信息加工的基本理论1加涅的信息加工模式加涅的信息加工模式被称作是论述学习过程的典范.如图1.图1学习和记忆理论所假定的信息加工模式在该模式中，学习者受到外部环境的刺激激活了感受器，感受器将刺激转化成神经信息进入感觉登记器。感觉登记器中的一部分信息受到注意，并得到进一步的加工即选择性知觉进入短时记忆.短时记忆的容量有限，一般认为只有7±2个组块，超过这个限度，新进入的信息将赶走“旧的”信息。随后信息离开短时记忆进入长时记忆，通过编码将信息由最初的映像形式转化成抽象形式(如概念或命题)存储起来。而当信息需要提取时，有的直接从长时记忆通向反应发生器，有的则是从长时记忆回到短时记忆再次核实确认，合适的通向反应发生器，反之回到长时记忆中进行再次提取。反应发生器将信息转化为动作最后通过效应器作用于环境中。在整个过程中学习者对学习结果的预期会影响其学习动机，而执行控制也起着调节和控制学习者学习过程的作用。由此可知，编码和长时记忆在信息加工过程中有着很重要的作用。2编码编码伴随了信息加工的整个过程，不仅决定了信息的存储，也影响着信息的提取，是信息加工过程中最重要的部分。编码就是通过采取不同的手段将信息转化为有意义的组织形式以便学习者存储信息。它的基本形式可以分为复述和精加工。由于自然地理规律逻辑性强，抽象程度高，如果仅仅依靠机械的复述，地理知识是很难真正在长时记忆中储存起来的，而精加工则可以进行有意义和实质上的学习，所以精加工在地理的学习过程中尤为重要。例如,利用地理学习材料本身的特点，编造地理记忆口诀；或是对地理知识点列表；或是展示地理知识的发生发展过程。进行丰富的联想和想象等都是地理中常见的精加工方式。3长时记忆长时记忆不但容量无限，而且可以长期保存信息。因此，研究长时记忆一直是信息加工理论的热点。心理学家佩维奥就曾从双重编码的角度将长时记忆的类型分为表象和言语两个系统。表象系统是以事物的形象来储存关于具体客体的信息；言语系统则是以语义代码即命题的形式来储存信息。这两个系统相互独立又相互联系，在长时记忆中共同起作用。因此教师就可以抓住长时记忆的这两个系统的特征来进行地理知识的教学。例如，在自然地理教学中利用图文结合，引导学生关注自然地理的基本规律，将抽象的地理知识形象化，既形成言语记忆，又形成表象记忆，从而加深记忆痕迹。与表象系统相比，更多的心理学家则重视言语系统。他们认为信息的最终表征形式是言语，并且不同的信息，言语系统也有不同的记忆模式。如地理中的陈述性知识(即地理中的概念、规律等)的记忆，言语系统就有两种记忆模式:①命题网络模式;②层次网络模式。命题网络模式是通过两个或多个命题的共同成分，将若干个命题彼此联系起来。例如，“海洋中的海水，常年比较稳定地沿着一定方向做大规模的流动，叫做洋流”是三个命题:一是洋流是海洋中的海水;二是洋流常年稳定的流动；三是洋流是大规模的沿一定方向流动。那么通过他们的共同组成洋流,将其联系起来，就可以组成命题网络。如图2.图.2层次网络模式则是指人们表征知识时,按概念的从属关系相应地实行分级储存.如图3.天体系统层次图图3.天体系统层析图而对于动态的程序性知识则是通过“产生式”来形成言语记忆的.例如,判断某图中的某地是否出现极昼现象的产生式:如果某地太阳一天二十四小时都在地平线以上，那么该地就是出现了极昼现象。通过学习一套套产生式规则,将一串串产生式连接起来,就可以形成一连串动作,从而解决复杂的地理问题.如果碰到既有陈述性知识,又有程序性知识的综合知识单元时,就可以用“图式”来表征和记忆.图式是对事物的综合表征.加涅曾经概括了图式的三个特征:①图式含有变量.如描述一个地区的地理位置既可以从经纬度方面描述，也可以从海陆位置描述,这就是图式中的变量;②图式可以按层级组织起来,也可以嵌入另一图式之中.如计算某地的时间就是求解海水常年稳定流动洋流沿一定方向大规模流动总星系银河系河外星系太阳系其他恒星系地月系其他行星系时差、区时的子图式;③图式可以促进推论.如知道了北纬30度的昼长,就可以依此推出南纬30度的昼长。二、信息加工理论在地理教学中的应用为了提高地理课堂的教学效率,教师应该有意识的将信息加工的过程运用到教学中,以促进学生对知识的记忆和提取。1利用信息加工理论,合理地组织教学过程（1）教学过程的基本过程根据信息加工理论，可以构建如图4所示的教学过程。图4.地理教学过程信息加工理论非常适用于地理学习。教师如果按信息加工的过程来组织教学，可以帮助学生形成良好的认知结构和记忆结构。信息加工理论将人的学习过程分为选择性知觉,短时记忆，编码，长时记忆和信息提取。因此,教师在课堂教学中，也应遵循这几个步骤。（2）教学过程实施案例(以“太阳直射点的移动”教学为例)①创设情境，引发刺激A创设问题情境：通过上一节的学习，我们了解到地球有自转和公转的两种基本运动形式，地球公转时七月为远日点，一月为近日点。那么为什么在远日点时我们感觉到炎热，近日点时我们感觉到寒冷呢？(信息加工的心路历程起于环境中的刺激，刺激可能是人，也可能是物或事。创设问题情境刺激学生，激发学习兴趣和探究欲望。)B明确学习目标(让学生明白本节课的主要任务是探究黄赤交角和太阳直射点的移动。)②引导探究，选择性注意环境刺激指导学生观察地球运动的动画演示，描述在地球运动的过程中太阳在地球上的轨迹是如何变化的。(学生获得了观察现象，但记忆很短，若不及时处理该信息，就会遗忘，所以教师应引导学生及时用文字总结实验现象，使感官记忆上升为短时记忆。)③引导归纳本质，促进刺激编码多媒体展示太阳直射点在地球上的运动轨迹，归纳运动轨迹的特点。(在获得感性认识的基础上，引导学生由具体的地理现象转换为抽象的概念，这就是刺激的编码。经过编码，信息就能以概念或者有意义的形式贮存在长时记忆中。)④适当练习，知识的迁移应用结合不同的季节变化，说明太阳直射点的运动方向，完成课后相关练习(使学生在理解的基础上将该知识刻意保留，收录到长时记忆中。)2及时的总结，吸引学生注意力科学总结能够有效引起学生注意的教学特征。如果每段话的第一句是，有趣的内容、能够引发认知冲突的内容、看起来与众不同的内容，将成为吸引学生注意的有效手段。知觉是对于事物的整体认识与把握，其中选择性是知觉的重要属性。在学习过程中，学习者持有的知觉视角往往影响或制约着学习效果。教师应通过正确指导，使学生将更多的心理资源锁定于重要信息，提高学习效率。复述是最为常见的学习方法，包括两种不同的形式，即维持型复述与精致型复述。前者就是我们非常熟悉的死记硬背，是不好的学习方法。后者是被推崇信息加工过程环境刺激注意刺激刺激编码探究获得感性认识知识巩固应用，构建知识体系信息的贮存和提取引导归纳本质和规律获得理性认识教学过程创设情境引发认知冲突的方法，强调学习过程中新旧知识之间建立联系。举个例子，教师要求学生尽可能地记住这俄罗斯自西向东的三条大河分别为，鄂毕河、叶尼塞河、勒拿河。死记硬背的办法可以完成这一学习任务，但效果不好。尝试着取每条河流中的一个汉字，组合成较大的且有意义的单元后，精致型复述就发生了，“毕叶勒”，音同“毕业了”。另外一种加工的有效方法是组织。组织(organization)是指对要记忆的新信息，按照项目之间的相似性或项目之间的关系归类，并形成一定的结构模式的过程。针对不同的学习内容，选择不同的学习方法，信息加工给予我们很多有益的启示。提取(retrieval)是指积极地从长时记忆中检索信息，将信息激活并转换到工作记忆中使用的过程。激活的过程一般是指，在刺激情景提供的一个线索（以问题形式呈现）之后激活并激活扩张。具体步骤如下：1.问题的形式———进入工作记忆。2.转化为内部的命题表征。3.命题表征被激活，并扩展。4.使原有知识中的有关命题得以激活。5.若前4步骤实现，提取成功；若不实现，继续进行激活扩展。3依据遗忘规律，组织有效强化学习的方法不论信息加工的过程设计如何精细，加工手段如何巧妙，人类对于习得知识的遗忘却是从学习的进程中就开始了。这是一个让人既难过又不争的事实。如何克服或削弱遗忘的效果，从而保证记忆学习的成果是教育者关心的议题。心理学家艾宾浩斯研究发现，遗忘的进程是不均衡的，遗忘存在先快后慢的发展趋势。因此，及时复习有益学习效果提升是有心理学研究做基础的。遗忘(forgetting)是指记忆信息的消失或不能提取。针对遗忘的形成机制，有一些学说尝试解释。其中有代表性的是干扰说。所谓干扰(interference)是指在学习之前或之后学习的别的东西分散了对当前学习的注意力从而造成了信息丧失。研究者安排三个等量的学习材料（记忆材料），先后让实验者去记忆，当全部成功识记之后，对其进行测验。测验的结果表明，材料学习的顺序存在显著效应。回忆成绩是第一组材料与第三组材料的得分高，而中间组得分最低。干扰说的解释是：之所以第一组材料与第三组材料的得分高，是因为这两组仅仅受到第二组材料学习的影响；中间组得分最低，是因为它受到前后两组的影响所致。这样的研究结果给予我们的启示是，分散学习比集中学习更科学。4通过任务驱动来促进学生的注意教师要精心设计任务的难度、梯度和密度。Krashen(1982)认为,学习者是通过可理解性的语言输入逐步习得第二语言的。所谓“可理解的语言输入”是指语言输入既不能太难,也不能太容易,它应当稍高于学习者目前的语言水平。因为任务过易不易引起学生的兴趣,过难超出了学生的理解范围,无法让学生注意。教师在设计任务时,应关注学生的最近发展区,将任务难度设在最近发展区内才能引起学生的兴趣。学生对信息的接受、加工须循序渐进,由浅入深,这就要求任务的设计要有梯度。如在任务前,我们的注意集中在执行任务的语言和心理的准备上,为语言的流利性提供条件;在任务中,我们将注意集中在语义上,强调的是语言的流利性;在任务后,我们在巩固和反思的基础上,将注意集中在语言的规律分析和总结上,注重的是语言的准确性和综合性。注意的资源有限性决定了范围不能过大,因此设计子任务时,不要贪多,要合理分配,疏密相间。5合理及时评价，促进学生自我认识对每次学习进行评价,没有达到要求的要进行后续学习和练习,直至达标和熟练为止。过度学习虽然能够将知识储存到长时记忆中,但它没有经过加工,不能与已有的经验联结,这种知识往往是惰性的,如果没有以后的反思与联结,也是无用的。因此没有反思性的练习,效率往往是低下的。反思性学习和练习针对的是那些没有实现的目标。不达标,学习不停止,这种达标观决定了反思性学习的循环往复性。这种学习或练习不是机械的重复,而是有针对性的复习和练习,每次的学习任务减少、方法优化、速度加快、逐渐靠近目标。三、信息加工理论在地理学习中的应用1、掌握多种多样的编码方式,便于形成良好的记忆结构好的编码方式,不仅可以让学生真正记住信息,也可以有效的让学生利用信息解决问题.好的教师应该通过各种各样的编码方式来组织教学。例如:可以编制地理口诀,将其地理事物的本质提炼概括用简洁形象的语言表述。如在根据等温线弯曲方向判断地形时就可以编制口诀:“高凸为低，低凸为高”，同时这个口诀也可以用于等压线的判读。可以看到，短短几个字的口诀不仅使地理知识的本质一目了然,还可以将几个不同的概念,法则组成复杂的网络,便于记忆，便于提取，还可以建立图表。借助图表可以