摘 要：教学设计是教师进行的解决特定教学问题的认知活动，按照其立论依据，教学设计可分为哲学与经验取向的教学设计和科学心理学与实证研究取向的教学设计。尝试以科学心理学——加涅的学习与记忆的信息加工理论模型为基石，讨论“物理概念与规律”教学设计有效性的条件，以使教师摆脱过去仅凭经验和主观意愿教学的现状，从而提高“物理概念与规律”教学的效率。
关键词：教学设计；信息加工；物理概念与规律
一、教学设计的界定
教学设计是一门以学习心理学、教学理论和教学技术的研究
成果为依据，寻求解决教学问题、优化教学总体成效的应用学科。换而言之，教学设计是教师主动自觉地运用教学理论、学习心理学理论以及系统论等其他科学的理论，确定教学目标后，通过整合教材和其他信息资源，形成能够帮助学生习得学习结果的最优实施
方案的过程。它的核心特征是教师能够主动自觉地依据学习理论、教学理论等科学的理论，为一类教学问题提供有效的通用的解决
方案。从立论基础看，教学理论存在两种不同的取向，一种被称为哲学与经验取向的教学理论，另一种被称为科学心理学与实证研
究取向的教学理论，对具体的教学设计而言，基于哲学和经验的教学理论能够给予启示性的作用，但可操作性相对较弱。本文所讨论的观点是基于科学心理学——加涅的信息加工心理学。
二、加涅关于学习的信息加工理论
1.信息加工心理学的基本观点
信息加工心理学重点关注人们如何注意环境中的事件，对要
学习的信息如何编码，如何对信息进行加工、存储以及如何提取信息等等。信息加工心理学的基本观点是：将个体视为一个信息加工系统，学习是信息加工过程，学习者从学习环境中感知，识别信息，在工作记忆中加工成对个体而言的信息。
2.学习与记忆的信息加工模型
加涅在吸取信息加工心理学研究成果的基础上，提出了学习
与记忆的信息加工模型。这一模型包括三个系统：操作或加工、执行控制和预期。操作系统是学习者的信息加工过程，执行控制是跟学习有关的认知策略，预期是有目的地选择跟学习有关的信息。加涅认为，能被注意到的信息存储在人的工作记忆中，工作记忆中贮存的信息可以通过内部复述而得到保持，从而有助于信息编码进
入长时记忆，当学习者需要这些信息时又可以被提取出来回到工
作记忆中，从而与其他输入的信息整合在一起形成新的习得技能，表现出特定的外显行为。
在实验心理学研究成果的基础上，加涅认为学习者的工作记
忆容量有限，并且当呈现许多信息单元时，学习者无法从这些繁杂的信息中整合得出所有结论，只有先呈现一部分信息，学习者经过加工后才能获得一个相关结论，信息加工具有一定的序列性。这些均为物理概念与规律教学设计有效性的判断依据。
三、学习者的信息加工方式——逻辑推理
学生学习物理概念和规律的意义，就是通过学生自己的思维
活动形成这些概念间的本质或因果联系；在物理学科的学习中，学生通过运用特定的推理方式来建立概念间的联系。
物理学科中常用的逻辑推理主要有归纳推理、演绎推理、类比推理等，不同的概念和规律的获得需要选择不同的逻辑推理方式。以演绎推理为例，这种推理有两个前提，即大前提（概括性的一般原理，学习者已经掌握的原理）和小前提（对个别事物的判断），演绎推理的结构就是根据两个前提之间的关系做出新判断（推理），得出结论。例如，以教师运用演绎推理帮助学生习得“物体下落快慢与物体的质量无关”这一结论为例，教师做一个演示实验：将三张质量相同的纸从同一高度同时由静止释放（其中一张纸被揉成
团，一张纸被对折一次，还有一张纸被平展），实验现象是三张纸下落快慢不同，学生观察后得出一个判断“三张纸质量相同，下落快慢不同”，这是小前提；“如果物体下落快慢与质量有关，则质量相同的物体下落快慢相同”，这是学生经验中已有的原理，即大前提；学生能够通过大前提和小前提推理得出结论“物体下落快慢与物体的质量无关”。其推理结构示意图如下：
大前提P→q 实例：物体下落快慢与质量有关→质量相同下落快慢相同
不同的逻辑推理具有不同的逻辑结构，此处不再一一阐述。
四、“物理概念与规律”教学设计有效性的判断依据
1.有效教学的界定
有效教學的核心是教学的效益，即什么样的教学是有效的？因此“有效”成为关键点，它主要是指通过教师在一种先进教学理念指导下经过一段时间的教学之后，使学生获得具体的进步或发展。有效教学的“教学”，是指教师引起、维持和促进学生学习的所有行为和策略。因此，有效教学就是教师通过各种教学策略，让学生的学习效率得到大幅提升，使教学有效果、有效率、有效益。
2.有效的教学设计应符合的条件
基于加涅的学习与记忆的信息加工理论模型以及物理概念
与规律获得的信息加工机制，笔者认为判断“物理概念与规律”教学设计的有效性应符合以下要求：
（1）符合信息容量限制的要求
根据加涅的信息加工模型，学习者的工作记忆容量是有限的，因此教师在进行教学设计时要注意给学生呈现的信息量要保持在适度的容量限制范围内，更要减少无关干扰信息的呈现，以此减少学生不必要的记忆负担。
（2）符合序列加工的要求
加涅的信息加工模型给我们的启示：学生无法从教师给定杂
乱无章的大量信息中整合出所有结论，教师只有先呈现一部分信
息，学习者经过加工后才能获得一个相关结论，信息加工具有一定的序列性。这就要求教师合理地整合信息资源，明确教学目标，把教学目标分为若干子目标，依据若干子目标合理呈现一部分信息，以便学生有效轻松地获得相关结论。
（3）符合信息加工方式的要求
物理概念与规律的获得机制是逻辑推理，相应的逻辑推理具
有其特定的逻辑结构，因此，教师在帮助学生获得相关概念和规律时所选择的逻辑推理结构应符合特定结论获得的加工方式，从而
减轻学生的理解负担。
（4）控制加工的要求
教师要帮助学习者在所呈现的大量信息中，有目的地选择需
要加工的信息，在教学活动中教师要给予学生有目的的指导，从而减少学生识别信息的盲目性，提高教学的效率。
参考文献：
[1]陈刚.物理教学设计[M].上海：华东师范大学出版社，2009（3）.
[2]孙可平.现代教学设计纲要[M].陕西人民教育出版社，1998（1）.
[3]李伯黍.教育心理学[M].上海：华东师范大学出版社，1993：297.
（作者单位 上海华东师范大学物理系）
