认知心理学是以信息加工观点为核心的心理学，它吸收了信息论、控制论、系统论、计算机科学，脑科学等当代最新理论和科技成果的精华，用实验的方法和信息加工的观点去研究心理过程。学习研究认知心理学的信息加工理论，对研究学生的学习过程，提高生物教学效率和质量都有不少的启示。
　　一、学习的信息加工论
　　1.学习的过程
　　加涅根据信息加工理论提出了学习过程的基本模式，认为学习过程就是一个信息加工过程，即学习者对来自环境刺激的信息进行内在的认知加工过程，并具体描述了典型的信息加工模式。如图1所示。
　　
　　图1 信息加工模式
　　该模型用计算机的工作原理和术语来描述人的学习和记忆的过程，它包括三个主要的部分：第一部分，信息的存贮。这个过程只要用来贮存信息且根据贮存信息时间的长短和功能的不同可以分为感觉记忆、短时记忆、和长时记忆。第二部分，认知过程。这个过程主要的职责是转换信息，是信息从前一个阶段进入下一个阶段，主要包括注意、感知、复述、编码和提取。第三部分，元认知。它的主要作用是监控认知过程的每一个环节，包括“期望”与“执行控制”。前者是机动系统对学习过程的影响，后者是已有经验对现在学习过程的影响，主要起调节、控制作用。
　　2.学习的阶段
　　根据信息的这种流程，把学习过程具体的划分为八个阶段：
　　动机阶段——激发学习者的学习动机；
　　了解阶段——注意和选择性知觉；
　　获得阶段——所学的信息进入短时记忆，并编码和贮存；
　　保持阶段——将已编码的信息进入长时记忆贮存；
　　回忆阶段——即进行信息的检索；
　　概括阶段——即实现学习的迁移；
　　操作阶段——即反应发生阶段，学生通过作业表现其操作活动；
　　反馈阶段——即证实预期，获得强化。
　　二、对生物学实验教学的启示
　　生物学实验教学是中学生物教学重要的组成部分，是实现中学教学目标的基本途径和方法。自20世纪80年代中期开始，以美国和英国为代表，在全世界范围内掀起一场新理科课程改革运动。在这场运动中，科学探究被置于理科课程（包括生物课程）的核心地位，成为改革浪潮中一面最为鲜艳的旗帜。其中生物学实验是最重要的一个发展学生科学探究能力和科学素养的途径之一。因此，加强实验教学是非常必要的。加涅的信息加工学习论可以给实验教学提供很好的启示，根据加涅的理论，教师要想影响学生的学习过程，就要在实验教学上注意以下几个环节。
　　1．设计问题——激发学生学习动机
　　认知心理学研究发现，好的问题可以激发学生的学习动机，实验教学同样如此，无论是验证性实验，还是探究性实验，在开展实验教学之前，教师要精心设计具有启发性和指导性的问题，要激活头脑中已有的知识经验，为接受和加工新的信息做准备。
　　2．强化注意——使学生对学习有心理准备
　　要使学习获得所希望的结果，还必须使学生在学习时具有接受刺激的倾向和准备，教师可以运用强化等手段来刺激和形成学生适当的注意倾向和动机。比如：在DNA粗提取和鉴定的实验教学中，可以分发精致的透明瓶，让学生将提取到的DNA，装入这个瓶子作为奖励，从而强化学生对本实验的注意。
　　3．直接提出适当的刺激
　　教师在实验过程中应向学生直接提示要做的实验内容和实验目的，或者也可以用适当的刺激，直接激起学生的学习行动。特别是在做复杂的实验时，目标导向和指引非常重要，可以通过黑板或者课件直接呈现流程图，让学生明确要行动的主要任务。带着任务去解决问题，去实验。比如，在观察植物细胞的有丝分裂过程的实验中，教师可以用“选材→解离→染色→制作→临时装片→观察”流程图来呈现，但是如何取材，解离的时间，染色的时间等都留给学生去探究。
　　4．反馈的准备
　　加涅认为，“学习的每一个动作，如果要完成，就需要反馈”。为了获得反馈，教师必须尽可能准确地把学生的实验结果告诉他们，教师的评价，打分，甚至点头、微笑或者看一下某个学生，允许他继续进行下一项工作等，都可以达到强化学生行为的目的。在实验教学中，教师要不断巡查，及时反馈。促进学生反思，加强实验教学对学生科学素养的培养。
　　(责任编辑 易志毅）