認知結構同化論適用于生物教學

岳朝軍

摘 要：美國著名的認知心理學家奧蘇伯爾1963年提出的認知結構同化論，用以闡明認知結構在學習中的作用。這一理論被廣泛用于中學生物學教學中。

關鍵詞：中學生物；認識結構

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2014）19-008-01

美國著名的認知心理學家奧蘇伯爾1963年提出的認知結構同化論，用以闡明認知結構在學習中的作用。這一理論被廣泛用于中學生物學教學中。

一、認知結構同化論的基本內容

奧蘇伯爾根據新知識與認知結構原有知識（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、上位學習。認知結構中原有的觀念在概括和包容水平上低于要學習的新觀念。

2、下位學習（又稱類屬學習）。認知結構中原有觀念的概括和包容水平高于要學習的新觀念。

3、并列學習。要學習的新觀念與原有觀念無上位、下位關系，但在橫向上有彼此吻合的關系（圖1C）。

二、認知結構同化論適用與生物學教學

學生學習生物學的過程，就是一個認知結構的轉換與建構的過程，也是認知結構的同化過程。因此，認知結構同化論適用與生物學教學。

1、根據原有的認知結構進行教學

（1）了解學生原有的認知狀況。在上課前，教師要充分了解學生已有的知識情況，尤其是與新知識有密切關系的已有概念和原理掌握的情況。同時，由于學生的認知方式、學習風格、個性特征的差異，對同一事物的認識、感受也不會完全相同。因此，教學設計時還必須充分考慮到學生認知結構的個體差異性，采取靈活多樣的教學方法和教學策略，促使學生順利地實現認知結構的同化學習。在教學中，一般可以通過課前提問、診斷性測試等方式了解學生原有知識狀況，也可以通過日常觀察、心理問卷調查，了解學生的認知方式和學習風格。（2）注重新舊知識的聯系。教學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在聯系與區別，以利于學生進行同化學習。

首先，在設計引言時，不僅要考慮到能否引發學生的學習興趣，還要注重新舊知識的銜接，采用溫故知新 的方法引入。例如，學習呼吸作用時，可以設問，綠色植物通過光合作用把光能轉變成貯存在有機物中的化學能，而植物的生命活動無時無刻都離不開能量的供應。那么，有機物中貯存的化學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。其次，在教學過程中，要運用對比方法，充分揭示新舊知識的聯系與區別，幫助學生掌握和理解知識。例如，高中生物“細胞”一節中描述了葉綠體與線粒體的結構與功能，但較抽象籠統，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的光合作用和呼吸作用。在進行教學設計時，可以抓住新舊知識間的密切聯系。使學生更易于掌握諸如光合作用中光反應和暗反應以及有氧呼吸的場所等知識，更易于理解結構與功能相適應這一生物學的基本原理。

（3）選擇建構化教學模式

如果說學生的學習就是利用原有的認知結構同化新知識，建構新的認知結構的過程，那么教師的教學就應該遵循認知結構建構化教學模式。這一模式的基本思路是，在學生的認知結構中找到同化新知識的原有的有關知識，經過分析、推理等思維過程，使新知識與原有的知識建立聯系，進而概括出新的規律性知識并重建新的認知結構，然后通過運用新規律，進一步檢驗、鞏固新知識，并實現知識的遷移。

（4）設計先行組織者

先行組織者是奧蘇伯爾提出并倡導的一種教學策略。其核心是，在課堂教學中講授新知識之前，首先為學生設計一個能把握所授知識的本質，對新知識具有引導性、起同化作用的知識結構——組織者，并將其內化為 學生的認知結構。因為組織者必須在正式教授新知識之前呈現給學生，因此稱為“先行組織者”。

其實，設計先行組織者，就是對學生原有的認知結構的提煉概括、拓寬引伸。例如，在根吸收礦質元素過程的教學中，通過分析植物細胞膜的結構以及相關的物理、化學知識（學生已有的），引導學生得出如下“先行組織者”（學生原有）認知結構：（1）植物細胞具有呼吸作用；（2）植物細胞膜帶有電荷，能吸附帶相反電荷 的離子；（3）植物細胞膜上有運輸離子的載體，能將離子進行跨膜運輸等

2、建構良好的認知結構

所謂認知結構，就是學生頭腦中內化的知識的組織，也就是學生頭腦里內化了的知識結構。

重視知識結構與認知結構的匹配，學生良好的認知結構的建立，取決于教學中是否能為學生呈示良好的知識結構。因此，生物學教學必須重視知識結構和認知結構的匹配。教學中要注意以下兩點：第一，堅持按知識結構進行教學的原則。進行知識結構教學，是指教師在教學中，通過分析教科書，找出知識之間的聯系和內在規律，把各章節的中心內容及與之有聯系的知識串聯起來，按單元或章節的知識結構進行教學設計、組織教材、板書提綱，使學 生能提綱挈領地掌握學習內容，這樣，有利于學生掌握基本概念和原理，也有利于發展學生的智力。

第二，科學地設計知識結構網絡。要根據各單元知識的內在聯系，首先確定核心知識點（最基本的概念和原理），在課堂教學中，時時都要 圍繞這個核心知識點，通過知識的縱橫聯系，建立知識結構網絡，學生只有通過這種知識結構網絡的學習與內 化，才可能構建高層次的認知結構。

（2）建構良好的認知結構的原則

奧蘇伯爾認為，新舊知識相互作用，必須遵循漸進分化和綜合貫通原則，才能促進知識的組織，從而促進良好的認知結構的建構。

①漸進分化，建立深層次的認知結構。奧蘇伯爾指出：“個人在一特殊學科的教學內容的組織是由其頭腦中的一個層級構成的。而在這個層級結 構中，最概括的概念占據了結構的頂端位置，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。”可見，漸進分化指認知結構上位、下位知識之間或一般與個別知識之間的組織。生物學教學中必須按照這一原則呈示教材，才能促使學生的認知結構由淺層向深層轉化。②綜合貫通，建立整體化的認知結構。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之間的橫向 聯系，亦即對知識的融會貫通。

岳朝軍

摘 要：美國著名的認知心理學家奧蘇伯爾1963年提出的認知結構同化論，用以闡明認知結構在學習中的作用。這一理論被廣泛用于中學生物學教學中。

關鍵詞：中學生物；認識結構

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2014）19-008-01

美國著名的認知心理學家奧蘇伯爾1963年提出的認知結構同化論，用以闡明認知結構在學習中的作用。這一理論被廣泛用于中學生物學教學中。

一、認知結構同化論的基本內容

奧蘇伯爾根據新知識與認知結構原有知識（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、上位學習。認知結構中原有的觀念在概括和包容水平上低于要學習的新觀念。

2、下位學習（又稱類屬學習）。認知結構中原有觀念的概括和包容水平高于要學習的新觀念。

3、并列學習。要學習的新觀念與原有觀念無上位、下位關系，但在橫向上有彼此吻合的關系（圖1C）。

二、認知結構同化論適用與生物學教學

學生學習生物學的過程，就是一個認知結構的轉換與建構的過程，也是認知結構的同化過程。因此，認知結構同化論適用與生物學教學。

1、根據原有的認知結構進行教學

（1）了解學生原有的認知狀況。在上課前，教師要充分了解學生已有的知識情況，尤其是與新知識有密切關系的已有概念和原理掌握的情況。同時，由于學生的認知方式、學習風格、個性特征的差異，對同一事物的認識、感受也不會完全相同。因此，教學設計時還必須充分考慮到學生認知結構的個體差異性，采取靈活多樣的教學方法和教學策略，促使學生順利地實現認知結構的同化學習。在教學中，一般可以通過課前提問、診斷性測試等方式了解學生原有知識狀況，也可以通過日常觀察、心理問卷調查，了解學生的認知方式和學習風格。

（2）注重新舊知識的聯系。教學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在聯系與區別，以利于學生進行同化學習。

首先，在設計引言時，不僅要考慮到能否引發學生的學習興趣，還要注重新舊知識的銜接，采用溫故知新 的方法引入。例如，學習呼吸作用時，可以設問，綠色植物通過光合作用把光能轉變成貯存在有機物中的化學能，而植物的生命活動無時無刻都離不開能量的供應。那么，有機物中貯存的化學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。

其次，在教學過程中，要運用對比方法，充分揭示新舊知識的聯系與區別，幫助學生掌握和理解知識。例如，高中生物“細胞”一節中描述了葉綠體與線粒體的結構與功能，但較抽象籠統，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的光合作用和呼吸作用。在進行教學設計時，可以抓住新舊知識間的密切聯系。使學生更易于掌握諸如光合作用中光反應和暗反應以及有氧呼吸的場所等知識，更易于理解結構與功能相適應這一生物學的基本原理。

（3）選擇建構化教學模式

如果說學生的學習就是利用原有的認知結構同化新知識，建構新的認知結構的過程，那么教師的教學就應該遵循認知結構建構化教學模式。這一模式的基本思路是，在學生的認知結構中找到同化新知識的原有的有關知識，經過分析、推理等思維過程，使新知識與原有的知識建立聯系，進而概括出新的規律性知識并重建新的認知結構，然后通過運用新規律，進一步檢驗、鞏固新知識，并實現知識的遷移。

（4）設計先行組織者

先行組織者是奧蘇伯爾提出并倡導的一種教學策略。其核心是，在課堂教學中講授新知識之前，首先為學生設計一個能把握所授知識的本質，對新知識具有引導性、起同化作用的知識結構——組織者，并將其內化為 學生的認知結構。因為組織者必須在正式教授新知識之前呈現給學生，因此稱為“先行組織者”。

其實，設計先行組織者，就是對學生原有的認知結構的提煉概括、拓寬引伸。例如，在根吸收礦質元素過程的教學中，通過分析植物細胞膜的結構以及相關的物理、化學知識（學生已有的），引導學生得出如下“先行組織者”（學生原有）認知結構：（1）植物細胞具有呼吸作用；（2）植物細胞膜帶有電荷，能吸附帶相反電荷 的離子；（3）植物細胞膜上有運輸離子的載體，能將離子進行跨膜運輸等

2、建構良好的認知結構

所謂認知結構，就是學生頭腦中內化的知識的組織，也就是學生頭腦里內化了的知識結構。

重視知識結構與認知結構的匹配，學生良好的認知結構的建立，取決于教學中是否能為學生呈示良好的知識結構。因此，生物學教學必須重視知識結構和認知結構的匹配。教學中要注意以下兩點：

第一，堅持按知識結構進行教學的原則。

進行知識結構教學，是指教師在教學中，通過分析教科書，找出知識之間的聯系和內在規律，把各章節的中心內容及與之有聯系的知識串聯起來，按單元或章節的知識結構進行教學設計、組織教材、板書提綱，使學 生能提綱挈領地掌握學習內容，這樣，有利于學生掌握基本概念和原理，也有利于發展學生的智力。

第二，科學地設計知識結構網絡。

要根據各單元知識的內在聯系，首先確定核心知識點（最基本的概念和原理），在課堂教學中，時時都要 圍繞這個核心知識點，通過知識的縱橫聯系，建立知識結構網絡，學生只有通過這種知識結構網絡的學習與內 化，才可能構建高層次的認知結構。

（2）建構良好的認知結構的原則

奧蘇伯爾認為，新舊知識相互作用，必須遵循漸進分化和綜合貫通原則，才能促進知識的組織，從而促進良好的認知結構的建構。

①漸進分化，建立深層次的認知結構。

奧蘇伯爾指出：“個人在一特殊學科的教學內容的組織是由其頭腦中的一個層級構成的。而在這個層級結 構中，最概括的概念占據了結構的頂端位置，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。”可見，漸進分化指認知結構上位、下位知識之間或一般與個別知識之間的組織。生物學教學中必須按照這一原則呈示教材，才能促使學生的認知結構由淺層向深層轉化。

②綜合貫通，建立整體化的認知結構。

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之間的橫向 聯系，亦即對知識的融會貫通。因此，綜合貫通一般出現在上位學習和并列學習中。