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【摘要】遵循概念教学的基本规律是搞好生物教学的基础,针对不同学科概念的教学,采用不同的方法,是提高教学质量的关键。本文以认知结构迁移理论为指导,对有关生物概念的教学进行探讨。
【关键词】认知结构迁移理论生物教学概念
【中图分类号】G632【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)3-0147-01
认知结构迁移理论是奥苏贝尔(D.P.Ausubel)根据他的有意义言语学习理论(即同化论)发展而来的。该理论认为,迁移是学习中的普遍现象,并且学生的迁移水平主要受学生原有认知结构和教师的教学两个方面的影响。在认知结构方面,主要受到学生原有认知结构的巩固性、可利用性和可辨别性三个变量(特征)的影响;在教师的教学方面,主要与教师对教学内容的组织、教材的呈现顺序、教学方法的选择、学生情感的培养及课堂气氛的驾驭等密切相关。在实验和实践性很强的生物学教学中,应运用认知结构迁移理论作指导,通过改变学生的原有认知结构变量以及提高教师自身的教学能力,促进学生的学习迁移,巩固和发展学生的生物学认知结构。
掌握知识的目的在于应用,因此,学生能否将学到的新知识运用到新的情境中去解决相应的问题,这是至关重要的。在知识运用阶段的迁移,主要是指一般性的知识原理向具体问题情境的迁移,是一种下位迁移。在知识运用的过程中,知识的迁移就表现为对当前新课题的类化,即顺利地辨别出当前具体的问题情境隶属于先前学习的哪一种概括性的规则或原理,从而能应用先前学习的该规则或原理去解决当前的新课题。可以说,知识迁移是知识运用的关键或实质。为了促进学生对所学新知识的迁移与运用,在生物学概念教学过程中应注重以下教学策略:
一、引发认知冲突与顺应,扬弃前科学概念。
学生在学习生物学课程之前,头脑里并非是一片空白。学生通过日常生活体验和各种媒体,对客观世界中的各种生物学现象已经形成了自己的看法,这种在接受正规的科学教育之前所形成的概念一般称之为前科学概念或前概念,这些前概念隐藏在人们的头脑深处,有时是很顽固的,与将要建立的概念相抵触。这时,直接讲授新概念往往不能奏效。因为学生对其前概念深信不疑,并已习惯于用原有的概念框架去理解事物,建构意义。当他带着自己的概念框架来听教师的讲授时,往往只接纳了那些与其原结构相协调的内容,而相矛盾的内容往往无法引起注意。或因无法理解,即使勉强记住了一些概念的结论,也无法融会贯通而只能将新学到的结论与原来的概念分别搁置,遇到实际问题时,仍按原来的概念框架进行思维。例如:把植物的地下部分都叫做根,把茎一概视为地上部分,这种在日常生活中的形成的前概念对学生认识形形色色的变态茎和变态根,正确理解茎和根的概念都会造成困难。目前有关光合作用的前概念主要有:①植物白天进行光合作用,吸收二氧化碳,放出氧气;晚上进行呼吸作用,吸收氧气,放出二氧化碳,所以植物白天不会吸收氧气;②植物的气孔白天关闭,晚上开放,因为植物白天需要吸收二氧化碳,晚上则不需要;③因为土壤中养分不足,所以植物才需要进行光合作用;④植物进行光合作用时除了吸收太阳的光外,还吸收太阳的热;⑤用塑料袋套住植物,袋内会产生雾气,这些雾气是二氧化碳;⑥用塑料袋套住植物,就不能进行光合作用,因为前者夺走了阳光。为了克服这种先入为主、凭直觉印象形成的前科学概念对建立科学概念产生的负迁移的影响,在教学中可以采用三个步骤来实现概念的彻底转化:第一,揭示学生的前科学概念,诱导学生暴露其原有概念框架,这是实现概念转变的前提。使学生暴露观点的方法很多,例如:可以通过师生谈话法;预测——实验——解释法;也可用精心设计的诊断性测试,事先了解学生的前概念框架。要注意运用延迟评价的原则,即待所有学生观点都充分暴露后,再提出矛盾,以免问题暴露不完全,解决不彻底。第二,组织讨论,乃至争论,揭示新知识新现象与学生原有认知结构中的前概念的矛盾,从而动摇其对前概念的确认,引发认知冲突,这是实现概念转变的动力。第三,引导学生接受新的概念框架,鼓励学生的认知顺应,这是实现概念转变的关键。现存概念被看作是不正确、不完整或是没用的,进而通过前概念与科学概念的反复对比,揭示前概念的局限性、表面性,逐步形成科学概念,新的科学概念既能有助于解决问题或回答问题,也能顺利地被学生整合到已有的知识体系中。例如:有些同学认为绿色植物白天只进行光合作用,晚上才进行呼吸作用。为了消除这一错误概念,我们可以通过实验来转变,将适量的绿色叶片放入锥形瓶中,瓶内注水并用弯管与盛有溴代麝香草酚蓝试剂的试管相连接。通过观察学生发现,瓶内产生的气体进入溴代麝香草酚蓝试剂内,试剂由蓝色变成红黄色,这是绿叶呼吸作用产生的二氧化碳进入试剂的结果。从而使学生认识到绿色植物白天也能进行呼吸。在这里,实验发挥的作用是:一是通过学生的实验观察,引发认知冲突,使学生陷入认知失衡状态。二是通过实验观察,进一步确认了科学概念,并修改或转变了原有的错误概念。
二、呈现先行组织者,吸收同化新概念。
“先行组织者”策略是奥苏贝尔对知识教学的独特贡献。根据“逐渐分化”和“整合协调”的原则,教材内容的最好的编排方式是:每门学科的各个单元应按包摄性程度由大到小的顺序排列,这样前面的单元可以与后面的单元构成上位对下位的关系。每个单元内的知识点之间也最好是按逐渐分化的方式编排,使学生能通过最简单的下位学习来理解新知识,使知识结构不断分化、丰富。利用这一理论,在生物学概念教学中,我们可以遵循这样的教学过程:首先了解新概念与学生原有概念的关系,在原有概念中寻找新概念的固着点,并揭示两者之间的关系,如上位关系、下位关系、并列关系,引导学生将新概念纳入原有的认知结构中,建立新的概念。例如“群落”这一概念是在“种群”这一概念的基础上通过延伸、扩展形成的,其教学过程是:展示一幅生物群落图,从中找出各种生物,进而复习“种群”的概念,然后分析各种群之间的关系,如竞争、捕食、共生、寄生及一些间接关系,引伸出“群落”的概念。明确群落是由多个种群构成的,各种群之间必须具有直接或间接的关系,种群受时间和空间的限制,因此群落也必须是指一定的时间和一定的自然区域内多种生物的总和。两者间是一种从属关系,由此将群落纳入到种群的认知结构中,使之形成联系。同理,在“群落”的基础上可以引伸出“生态系统”、“生物圈”等概念。然后将个体——种群——群落——生态系统——生物圈联系起来进行比较,揭示其内在联系。
参考文献
1 皮连生.智育心理学.北京:人民教育出版社,1996
2 顾 援.迁移与课堂教学.教育理论与实践,2000(10):39～46
3 张文华.迁移理论指导下生物学概念教学.华东师范大学学报,2006
【关键词】认知结构迁移理论生物教学概念
【中图分类号】G632【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)3-0147-01
认知结构迁移理论是奥苏贝尔(D.P.Ausubel)根据他的有意义言语学习理论(即同化论)发展而来的。该理论认为,迁移是学习中的普遍现象,并且学生的迁移水平主要受学生原有认知结构和教师的教学两个方面的影响。在认知结构方面,主要受到学生原有认知结构的巩固性、可利用性和可辨别性三个变量(特征)的影响;在教师的教学方面,主要与教师对教学内容的组织、教材的呈现顺序、教学方法的选择、学生情感的培养及课堂气氛的驾驭等密切相关。在实验和实践性很强的生物学教学中,应运用认知结构迁移理论作指导,通过改变学生的原有认知结构变量以及提高教师自身的教学能力,促进学生的学习迁移,巩固和发展学生的生物学认知结构。
掌握知识的目的在于应用,因此,学生能否将学到的新知识运用到新的情境中去解决相应的问题,这是至关重要的。在知识运用阶段的迁移,主要是指一般性的知识原理向具体问题情境的迁移,是一种下位迁移。在知识运用的过程中,知识的迁移就表现为对当前新课题的类化,即顺利地辨别出当前具体的问题情境隶属于先前学习的哪一种概括性的规则或原理,从而能应用先前学习的该规则或原理去解决当前的新课题。可以说,知识迁移是知识运用的关键或实质。为了促进学生对所学新知识的迁移与运用,在生物学概念教学过程中应注重以下教学策略:
一、引发认知冲突与顺应,扬弃前科学概念。
学生在学习生物学课程之前,头脑里并非是一片空白。学生通过日常生活体验和各种媒体,对客观世界中的各种生物学现象已经形成了自己的看法,这种在接受正规的科学教育之前所形成的概念一般称之为前科学概念或前概念,这些前概念隐藏在人们的头脑深处,有时是很顽固的,与将要建立的概念相抵触。这时,直接讲授新概念往往不能奏效。因为学生对其前概念深信不疑,并已习惯于用原有的概念框架去理解事物,建构意义。当他带着自己的概念框架来听教师的讲授时,往往只接纳了那些与其原结构相协调的内容,而相矛盾的内容往往无法引起注意。或因无法理解,即使勉强记住了一些概念的结论,也无法融会贯通而只能将新学到的结论与原来的概念分别搁置,遇到实际问题时,仍按原来的概念框架进行思维。例如:把植物的地下部分都叫做根,把茎一概视为地上部分,这种在日常生活中的形成的前概念对学生认识形形色色的变态茎和变态根,正确理解茎和根的概念都会造成困难。目前有关光合作用的前概念主要有:①植物白天进行光合作用,吸收二氧化碳,放出氧气;晚上进行呼吸作用,吸收氧气,放出二氧化碳,所以植物白天不会吸收氧气;②植物的气孔白天关闭,晚上开放,因为植物白天需要吸收二氧化碳,晚上则不需要;③因为土壤中养分不足,所以植物才需要进行光合作用;④植物进行光合作用时除了吸收太阳的光外,还吸收太阳的热;⑤用塑料袋套住植物,袋内会产生雾气,这些雾气是二氧化碳;⑥用塑料袋套住植物,就不能进行光合作用,因为前者夺走了阳光。为了克服这种先入为主、凭直觉印象形成的前科学概念对建立科学概念产生的负迁移的影响,在教学中可以采用三个步骤来实现概念的彻底转化:第一,揭示学生的前科学概念,诱导学生暴露其原有概念框架,这是实现概念转变的前提。使学生暴露观点的方法很多,例如:可以通过师生谈话法;预测——实验——解释法;也可用精心设计的诊断性测试,事先了解学生的前概念框架。要注意运用延迟评价的原则,即待所有学生观点都充分暴露后,再提出矛盾,以免问题暴露不完全,解决不彻底。第二,组织讨论,乃至争论,揭示新知识新现象与学生原有认知结构中的前概念的矛盾,从而动摇其对前概念的确认,引发认知冲突,这是实现概念转变的动力。第三,引导学生接受新的概念框架,鼓励学生的认知顺应,这是实现概念转变的关键。现存概念被看作是不正确、不完整或是没用的,进而通过前概念与科学概念的反复对比,揭示前概念的局限性、表面性,逐步形成科学概念,新的科学概念既能有助于解决问题或回答问题,也能顺利地被学生整合到已有的知识体系中。例如:有些同学认为绿色植物白天只进行光合作用,晚上才进行呼吸作用。为了消除这一错误概念,我们可以通过实验来转变,将适量的绿色叶片放入锥形瓶中,瓶内注水并用弯管与盛有溴代麝香草酚蓝试剂的试管相连接。通过观察学生发现,瓶内产生的气体进入溴代麝香草酚蓝试剂内,试剂由蓝色变成红黄色,这是绿叶呼吸作用产生的二氧化碳进入试剂的结果。从而使学生认识到绿色植物白天也能进行呼吸。在这里,实验发挥的作用是:一是通过学生的实验观察,引发认知冲突,使学生陷入认知失衡状态。二是通过实验观察,进一步确认了科学概念,并修改或转变了原有的错误概念。
二、呈现先行组织者,吸收同化新概念。
“先行组织者”策略是奥苏贝尔对知识教学的独特贡献。根据“逐渐分化”和“整合协调”的原则,教材内容的最好的编排方式是:每门学科的各个单元应按包摄性程度由大到小的顺序排列,这样前面的单元可以与后面的单元构成上位对下位的关系。每个单元内的知识点之间也最好是按逐渐分化的方式编排,使学生能通过最简单的下位学习来理解新知识,使知识结构不断分化、丰富。利用这一理论,在生物学概念教学中,我们可以遵循这样的教学过程:首先了解新概念与学生原有概念的关系,在原有概念中寻找新概念的固着点,并揭示两者之间的关系,如上位关系、下位关系、并列关系,引导学生将新概念纳入原有的认知结构中,建立新的概念。例如“群落”这一概念是在“种群”这一概念的基础上通过延伸、扩展形成的,其教学过程是:展示一幅生物群落图,从中找出各种生物,进而复习“种群”的概念,然后分析各种群之间的关系,如竞争、捕食、共生、寄生及一些间接关系,引伸出“群落”的概念。明确群落是由多个种群构成的,各种群之间必须具有直接或间接的关系,种群受时间和空间的限制,因此群落也必须是指一定的时间和一定的自然区域内多种生物的总和。两者间是一种从属关系,由此将群落纳入到种群的认知结构中,使之形成联系。同理,在“群落”的基础上可以引伸出“生态系统”、“生物圈”等概念。然后将个体——种群——群落——生态系统——生物圈联系起来进行比较,揭示其内在联系。
参考文献
1 皮连生.智育心理学.北京:人民教育出版社,1996
2 顾 援.迁移与课堂教学.教育理论与实践,2000(10):39～46
3 张文华.迁移理论指导下生物学概念教学.华东师范大学学报,2006