短期记忆对计算能力的影响分析--对Mayer学习过程模型理论的思考_短时记忆论文

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      学生计算能力的高低直接影响着学习的质量和学习能力的提高.但是在计算教学中却经常出现学生不明道理，机械地套用运算公式；不顾运算目标进行盲目的推理演算；运算过程中缺乏选择合理、简洁的运算途径的意识，运算过程繁琐，错误率高.许多老师把原因归结于粗心、检查或做题不够等，其实学生数学计算能力不强还有一个更隐秘的原因——短时记忆力不强.

      这首先要从梅耶学习过程模型理论谈起.我们知道学习是教育的核心，所以“为学习而设计教学”是对教学设计的一种理性要求.教育的目的是为了促进学习，即促进学习者的认知改变.现代美国教育心理学家梅耶在1987年提出了一个十分深刻的学习过程模型，揭示了数学学习这一学习过程.

      一、梅耶的学习理论及学习模式简介

      梅耶的学习过程模型（如图1所示）始于学习者接受外界信息，通过注意（A）进入当前学习任务，并将有限的精力投入到与当前学习任务有关的外来信息，激活相关的原有知识（B），原有知识就是长时记忆.外来的新信息进入工作记忆（WM），工作记忆又被称为短时记忆（STM）.当新信息进入短时记忆后，学习者找出新信息各部分的内在联系（C），然后找出新信息与原有知识的联系及异同（D），最后新知识进入长时记忆（E）.

      

      如果把梅耶的学习过程模型进一步简化，则可以得到“S—O—R”，其中O代表注意、短时记忆、长时记忆的加工过程.所以梅耶的学习过程模型表明学习的实质是建立新旧知识的联系.在这个建立新旧知识联系的过程中，我们可以看出工作记忆（短时记忆）处于一个极为关键的位置.新信息被学习者注意后便进入短时记忆系统，这种记忆中的信息很活跃，但很容易消失（20～30秒）.而且短时记忆容量有限，一般为5～10个组块，对记忆材料的熟悉程度决定了组块的大小.故短时记忆在大脑中保留时间短，容量有限，在做题中对计算起着十分重要的作用.

      我们归纳一下，短时记忆在学习中的作用：首先，输入新信息，并放入短时记忆中保存；然后从长时记忆中提取信息放到短时记忆里；再从短时记忆中提取信息加以改变，又存入短时记忆；最后从短时记忆里提取信息固化到长时记忆里去.可以看出，学生在做题时，短时记忆就好像是完成思维工作的工作间.

      二、短时记忆在数学计算中的重要作用

      在数学教学中，我们常常可以发现学生在方程、方程组、不等式、整式的运算过程中思路紊乱，因此寻求背后的原因加以改善是改进我们教学的一件大事.

      以有理数加减为例.如，-9+10-36+（-27）-5-2，学生先读取信息-9存入短时记忆，接着读取第2个数（+10）存入短时记忆，再在长时记忆中提取出加法口诀，（-9+10）得1，再把结果存入短时记忆，然后与第三个数（-36）相加……这里所有的计算过程都与短时记忆有关.如果短时记忆发生故障，比如加数较大或步骤较多时，短时记忆无法承受，计算就进行不下去.

      这种情况在刚接触方程及方程组的七年级学生中尤为明显.当一个问题的计算需要进行多次变形、多个步骤时，部分学生因只能进行两三步的分析计算而陷入信息紊乱状态，忘记自己已经进行到了哪一步，这些都与短时记忆容量有限且保留时间短有密切联系.

      下面我们来看一个实例.

      解方程：

      解：去分母：3(2x-1)-2(2x+5)=1-6x-7.

      去括号：6x-3-4x-10=1-6x-7.

      移项：-6x-4x+6x=-1+7+3+10.

      合并：-4x=19.

      系数化为1：

      从解方程的过程中我们可以发现，学生犯了3个错误，一是漏乘了单独的常数项1，原因是这个步骤在抽取长时记忆回短时记忆时被替换成“去分母”，而1这项不含分母，所以漏乘了；二是最后一项

乘以6后没有加上括号，原因是在短时记忆里，分母6被约去了，故直接去掉；三是移项时变号错误，原因是移项时涉及的项较多，短时记忆信息“移项要变号”被强化了，没有移项也变了号.由此可以看出短时记忆对数学计算起着十分重要的影响.

      三、对数学计算教学设计的启示

      正是因为短时记忆力对数学计算的重要影响，改善短时记忆对数学学习是很有必要的.根据短时记忆的特点，我们可以通过扩大容量以及延长保留时间改善短时记忆.为此，我们在教学设计上要注意以下几点.

      1.设计教学时必须以学生为中心，先考虑学生是如何学习的，再考虑采取什么手段来促进教学

      

      2.化抽象为直观，使知识点直观化

      因为短时记忆模块在初中阶段很小，一般为5～7块，而每块的容量随着学习者对学习材料的熟悉程度增长而增大.因此，扩大短时记忆容量有效的方法是把问题转化成学生比较熟悉的问题.

      我们在讲解几何证题方法时，常用的办法是把这些基本知识包括定义、定理按照图形分别归类，使一些基本图形与定义、定理关联起来，引导学生结合图形记忆定义、定理，使信息巩固在长时记忆上.学习者能更深入地掌握定义、定理的特点，知道如何使用.

      我们在数学计算教学中也可以借鉴，比如可以把方程类计算题统一归类，找出它们的内在联系，如什么时候消元？什么时候降次？消元的方法有哪些？降次的方法有哪些？等等.把这些问题结合起来设计，对提高学生的短时记忆力大有帮助

      3.一定要强调感知和操作同步进行

      俗话说：“不动笔墨不读书.”在这里，笔墨起到了临时记忆储存器的作用，能有效地避免因短时记忆力不强而影响数学计算的效果.

      4.重视教学手段的使用

      教师可以运用教学技术从视觉、听觉等各个通道刺激学生，促进学生在脑海中对听到或看到的信息建立起对应的情景，再通过设计一些活动，让学生体验.学生在教学活动中，既有操作又有表述，既有理解、思考又有联系巩固，既有自主探索，又有教师的引导和点拨.整个教学活动变成了一个立体的、师生之间、生生之间的互动过程，无疑对提高学生的能力大有裨益.

      5.注重评价的多元化

      要注重计算教学课堂评价的多元化，注重评价的情感渗透.初中学生的学情决定了学生的短时记忆力有限，故绝大多数学生的计算能力不强.教师在课堂上要及时给予正面的、积极的评价.还可以采取自我评价、小组评价等方式调动学生学习的积极性和主动性，培养学生良好的学习习惯.

      总之，数学计算能力的提高是一个长期、复杂的过程，我们需要综合考虑学生的心理年龄发展特点和学习过程特点，有针对性地进行教学设计.教师要引导学生认识到计算的重要性，认识到影响计算能力的各方面因素，培养学生良好的计算习惯.只有这样，才能逐步提高学生的计算能力，进而提高初中数学教学的质量.

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