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            認(rèn)知結(jié)構(gòu)同化論在生物教學(xué)中的應(yīng)用

            時間:2023-02-21 19:20:33 生物論文 我要投稿

            認(rèn)知結(jié)構(gòu)同化論在生物教學(xué)中的應(yīng)用

            奧蘇伯爾(D.P.Ausubel)是當(dāng)代美國著名的認(rèn)知心理學(xué)家,他于1963年提出了認(rèn)知結(jié)構(gòu)同化論,用以闡明認(rèn)知結(jié)構(gòu)在學(xué)習(xí)中的作用。目前,這一理論已為廣大教育工作者熟悉并認(rèn)同。本文擬就這一理論在中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用談點認(rèn)識和體會。

            一、認(rèn)知結(jié)構(gòu)同化論的基本內(nèi)容

            認(rèn)知結(jié)構(gòu)同化論認(rèn)為,學(xué)生從事新的有意義的學(xué)習(xí)時,必須有適于新知識學(xué)習(xí)的原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu),學(xué)生學(xué)習(xí)就是一個同化和發(fā)展自身認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過程。同化的實質(zhì)是新舊知識的相互作用,它既是新知識習(xí)得的心理機制,也是新知識被保持的心理機制。

            奧蘇伯爾根據(jù)新知識與認(rèn)知結(jié)構(gòu)原有知識(觀念)的概括和包容水平不同,提出了三個不同的新舊知識相互作用模式。

            ①上位學(xué)習(xí)。

            認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有的觀念在概括和包容水平上低于要學(xué)習(xí)的新觀念。例如,根據(jù)已知的小麥、水稻、玉米等植物的特征,從中概括出單子葉植物的概念的學(xué)習(xí)。新舊觀念相互作用的結(jié)果是習(xí)得新的上位觀念。

            ②下位學(xué)習(xí)(又稱類屬學(xué)習(xí))。

            認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有觀念的概括和包容水平高于要學(xué)習(xí)的新觀念。例如,已知單子葉植物的概念,并已知水稻、玉米、小麥?zhǔn)菃巫尤~植物的實例,現(xiàn)在要進(jìn)行高粱是單子葉植物的新例證的學(xué)習(xí)。

            ③并列學(xué)習(xí)。

            要學(xué)習(xí)的新觀念與原有觀念無上位、下位關(guān)系,但在橫向上有彼此吻合的關(guān)系(圖1C)。例如,通過呼吸作用與已知的光合作用的關(guān)系的比較,知道光合作用與呼吸作用的聯(lián)系與區(qū)別的學(xué)習(xí)。新、舊知識相互作用的結(jié)果是產(chǎn)生一種新的聯(lián)合的意義。

            二、認(rèn)知結(jié)構(gòu)同化論在生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

            學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的過程,就是一個認(rèn)知結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換與建構(gòu)的過程,也是認(rèn)知結(jié)構(gòu)的同化過程。因此,教師必須根據(jù)學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計,幫助學(xué)生建構(gòu)良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

            1.根據(jù)原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行教學(xué)

            奧蘇伯爾有句名言:“如果我不得不把全部教育心理學(xué)還原為一條原理的話,我將會說,影響學(xué)習(xí)的唯一的最重要的因素是學(xué)習(xí)者已經(jīng)知道了什么!辈⑶抑赋觯案鶕(jù)學(xué)生原有知識進(jìn)行教學(xué)!笨梢哉f,這是運用同化理論指導(dǎo)生物學(xué)教學(xué)的最基本的原則。在教學(xué)中,了解學(xué)生、選擇教學(xué)方法、教學(xué)模式和教學(xué)策略都必須遵循這一條原則。

            (1)了解學(xué)生原有的認(rèn)知狀況。在上課前,教師要充分了解學(xué)生已有的知識情況,尤其是與新知識有密切關(guān)系的已有概念和原理掌握的情況,這是教學(xué)設(shè)計時選擇有效的教學(xué)策略和方法的依據(jù)。同時,由于學(xué)生的認(rèn)知方式、學(xué)習(xí)風(fēng)格、個性特征的差異,對同一事物的認(rèn)識、感受也不會完全相同,這就使學(xué)生建構(gòu)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)具有多樣性或特異性。因此,教學(xué)設(shè)計時還必須充分考慮到學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的個體差異性,采取靈活多樣的教學(xué)方法和教學(xué)策略,促使學(xué)生順利地實現(xiàn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的同化學(xué)習(xí)。在教學(xué)中,一般可以通過課前提問、診斷性測試等方式了解學(xué)生原有知識狀況,也可以通過日常觀察、心理問卷調(diào)查,了解學(xué)生的認(rèn)知方式和學(xué)習(xí)風(fēng)格。

            (2)注重新舊知識的聯(lián)系。教學(xué)中要善于從已有的知識過渡到新知識,講清新知識與已有知識的內(nèi)在聯(lián)系與區(qū)別,以利于學(xué)生進(jìn)行同化學(xué)習(xí)。

            首先,在設(shè)計引言時,不僅要考慮到能否引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還要注重新舊知識的銜接,采用溫故知新的方法引入。例如,學(xué)習(xí)呼吸作用時,可以設(shè)問,綠色植物通過光合作用把光能轉(zhuǎn)變成貯存在有機物中的化學(xué)能,而植物的生命活動無時無刻都離不開能量的供應(yīng)。那么,有機物中貯存的化學(xué)能又是怎樣被釋放出來,供給植物生命活動的呢?由此引入呼吸作用。這樣既總結(jié)了所學(xué)舊知識又引出新知識,承上啟下,易于學(xué)生理解光合作用與呼吸作用之間的聯(lián)系。

            其次,在教學(xué)過程中,要運用對比方法,充分揭示新舊知識的聯(lián)系與區(qū)別,以舊促新,以新帶舊,幫助學(xué)生掌握和理解知識,例如,高中生物“細(xì)胞”一節(jié)中描述了葉綠體與線粒體的結(jié)構(gòu)與功能,但較抽象籠統(tǒng),而在后繼的“綠色植物的新陳代謝”中則著重講述了與之相關(guān)的光合作用和呼吸作用。在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時,可以抓住新舊知識間的密切聯(lián)系,在前面的學(xué)習(xí)中讓學(xué)生重點掌握葉綠體和線粒體中酶和色素的分布和結(jié)構(gòu)特點,而后面學(xué)習(xí)光合作用和呼吸作用時,先用一定時間復(fù)習(xí)舊知識,從而使新舊知識兩相結(jié)合,使學(xué)生更易于掌握諸如光合作用中光反應(yīng)和暗反應(yīng)以及有氧呼吸的場所等知識,更易于理解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)這一生物學(xué)的基本原理。

            (3)選擇建構(gòu)化教學(xué)模式

            如果說學(xué)生的學(xué)習(xí)就是利用原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)同化新知識,建構(gòu)新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過程,那么教師的教學(xué)就應(yīng)該遵循認(rèn)知結(jié)構(gòu)建構(gòu)化教學(xué)模式。這一模式的基本思路是,在學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中找到同化新知識的原有的有關(guān)知識,經(jīng)過分析、推理等思維過程,使新知識與原有的知識建立聯(lián)系,進(jìn)而概括出新的規(guī)律性知識并重建新的認(rèn)知結(jié)構(gòu),然后通過運用新規(guī)律,進(jìn)一步檢驗、鞏固新知識,并實現(xiàn)知識的遷移。

            運用此模式的前提是學(xué)生必須具有大量相關(guān)的原有知識。另外,知識的內(nèi)化或認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建構(gòu)過程是一個復(fù)雜的思維活動,只有通過對知識的分析、綜合、推理、重組等思維加工過程,才能建立起新舊知識之間的聯(lián)系,使知識系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化,進(jìn)而通過知識的應(yīng)用實現(xiàn)知識的遷移。比如,學(xué)習(xí)基因的遺傳規(guī)律時,一旦學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中有了有關(guān)減數(shù)分裂、基因的分離規(guī)律等知識,就可以用于同化基因的自由組合規(guī)律和伴性遺傳等知識,學(xué)生再通過運用遺傳規(guī)律解遺傳習(xí)題,就可以進(jìn)一步促進(jìn)對知識的理解。

            (4)設(shè)計先行組織者

            先行組織者是奧蘇伯爾提出并倡導(dǎo)的一種教學(xué)策略。其核心是,在課堂教學(xué)中講授新知識之前,首先為學(xué)生設(shè)計一個能把握所授知識的本質(zhì),對新知識具有引導(dǎo)性、起同化作用的知識結(jié)構(gòu)——組織者,并將其內(nèi)化為學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。因為組織者必須在正式教授新知識之前呈現(xiàn)給學(xué)生,因此稱為“先行組織者”。

            其實,設(shè)計先行組織者,就是對學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的提煉概括、拓寬引伸。例如,在根吸收礦質(zhì)元素過程的教學(xué)中,通過分析植物細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)以及相關(guān)的物理、化學(xué)知識(學(xué)生已有的),引導(dǎo)學(xué)生得出如下“先行組織者”(學(xué)生原有)認(rèn)知結(jié)構(gòu):(1)植物細(xì)胞具有呼吸作用;(2)植物細(xì)胞膜帶有電荷,能吸附帶相反電荷的離子;(3)植物細(xì)胞膜上有運輸離子的載體,能將離子進(jìn)行跨膜運輸?shù)取R坏⿲W(xué)生建立起這一先行組織者,教學(xué)過程即可按上述(圖2)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)建構(gòu)化教學(xué)模式展開。

            2.建構(gòu)良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)

            所謂認(rèn)知結(jié)構(gòu),就是學(xué)生頭腦中內(nèi)化的知識的組織,也就是學(xué)生頭腦里內(nèi)化了的知識結(jié)構(gòu)。衡量學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的重要標(biāo)志就在于學(xué)生頭腦中是否建立了良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu),即學(xué)生到底掌握了多少知識,這些知識是否構(gòu)成了良好的組織結(jié)構(gòu)。因此,生物學(xué)教學(xué)的重要目標(biāo)之一就是幫助學(xué)生建立良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。那么,如何才能幫助學(xué)生建立良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)呢?

            (1)重視知識結(jié)構(gòu)與認(rèn)知結(jié)構(gòu)的匹配

            學(xué)生良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建立,取決于教學(xué)中是否能為學(xué)生呈示良好的知識結(jié)構(gòu)。因此,生物學(xué)教學(xué)必須重視知識結(jié)構(gòu)和認(rèn)知結(jié)構(gòu)的匹配。教學(xué)中要注意以下兩點:第一,堅持按知識結(jié)構(gòu)進(jìn)行教學(xué)的原則。

            進(jìn)行知識結(jié)構(gòu)教學(xué),是指教師在教學(xué)中,通過分析教科書,找出知識之間的聯(lián)系和內(nèi)在規(guī)律,把各章節(jié)的中心內(nèi)容及與之有聯(lián)系的知識串聯(lián)起來,按單元或章節(jié)的知識結(jié)構(gòu)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計、組織教材、板書提綱,使學(xué)生能提綱挈領(lǐng)地掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容,這樣,有利于學(xué)生掌握基本概念和原理,也有利于發(fā)展學(xué)生的智力。

            第二,科學(xué)地設(shè)計知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。

            要根據(jù)各單元知識的內(nèi)在聯(lián)系,首先確定核心知識點(最基本的概念和原理),在課堂教學(xué)中,時時都要圍繞這個核心知識點,通過知識的縱橫聯(lián)系,建立知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò),學(xué)生只有通過這種知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)與內(nèi)化,才可能構(gòu)建高層次的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

            (2)建構(gòu)良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的原則

            奧蘇伯爾認(rèn)為,新舊知識相互作用,必須遵循漸進(jìn)分化和綜合貫通原則,才能促進(jìn)知識的組織,從而促進(jìn)良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建構(gòu)。

            ①漸進(jìn)分化,建立深層次的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

            奧蘇伯爾指出:“個人在一特殊學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容的組織是由其頭腦中的一個層級構(gòu)成的。而在這個層級結(jié)構(gòu)中,最概括的概念占據(jù)了結(jié)構(gòu)的頂端位置,它們下面是較低概括水平的概念,比較高度分化的從屬概念和具體材料!笨梢,漸進(jìn)分化指認(rèn)知結(jié)構(gòu)上位、下位知識之間或一般與個別知識之間的組織。生物學(xué)教學(xué)中必須按照這一原則呈示教材,才能促使學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)由淺層向深層轉(zhuǎn)化。比如,在講述新陳代謝時,先講新陳代謝的一般概念,包括同化作用和異化作用;新陳代謝的工具——酶;新陳代謝與ATP等。再講植物的新陳代謝(水分代謝、礦質(zhì)代謝、光合作用、呼吸作用)和動物的新陳代謝(物質(zhì)代謝、能量代謝)等。這樣漸進(jìn)分化,使學(xué)生對新陳代謝的概念的認(rèn)知不斷深化。

            ②綜合貫通,建立整體化的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

            綜合貫通是指相互并列的知識之間的橫向組織,如概念與概念之間、原理與原理之間乃至章節(jié)之間的橫向聯(lián)系,亦即對知識的融會貫通。因此,綜合貫通一般出現(xiàn)在上位學(xué)習(xí)和并列學(xué)習(xí)中。

            在生物學(xué)教學(xué)特別是復(fù)習(xí)教學(xué)中,要通過抓住知識的中心與要領(lǐng),統(tǒng)攬全局,打破知識的章節(jié)界限和原來的知識結(jié)構(gòu),對所學(xué)的知識以新的方式重新組合,重建新的知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。比如,在復(fù)習(xí)減數(shù)分裂、DNA和基因等內(nèi)容時,按照染色體—DNA—基因這條主線,將相關(guān)的遺傳、變異等知識與這條線串起來,就形成了復(fù)雜的有關(guān)遺傳與變異的知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。通過這樣的重新組合、綜合貫通,使知識網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化、整體化,有利于學(xué)生建立整體化的高層次的認(rèn)知結(jié)構(gòu),從而進(jìn)一步發(fā)展了學(xué)生的智能。

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