在高中化學教學中如何運用認知結構同化論

摘 要：高中學生經過一段時間的化學學習后，已具有同化高中化學新知識的認知結構。并且，從初三化學知識到高一化學必修知識之間、化學必修知識與選修知識之間都存在著密切的邏輯意義。教師可利用這兩個有利因素，有效地激發學生同化新知識的內驅力，指導學生運用上位學習、下位學習、并列結合學習的方法主動學習高中化學知識。

關鍵詞：認知結構同化論 上位學習 下位學習 并列結合學習

一、認知結構同化論

認知結構，就是學習者頭腦里的知識結構。廣義地說，它是某一學習者的觀念的全部內容和組織；狹義地說，它是學習者在某一特殊領域內的觀點的內容和組織。同化一詞的基本意義是指接納、吸收、合并為自身的一部分。認知結構同化論是美國當代教育心理學家奧蘇貝爾運用同化理念建立的知識學習理論。認知結構同化論認為新知識的學習必須以學習者已有的認知結構為基礎，學習新知識的過程是學習者從自己已有的認知結構中提取與新知識最有聯系的舊知識，用來“固定”或“歸屬”新知識的過程；是新知識在認知結構中進行“同化”或“類屬”的過程。這里，新舊知識產生同化的關鍵是：要在新舊知識間找到適當的同化點；要讓新舊知識之間產生有機的聯系。因而，新舊知識發生同化的條件是：第一，學習者具有同化新知識的相應知識基礎；第二，新舊知識之間必須具有邏輯意義；第三，學習者有同化新知識的內驅力，即認知的內驅力、自我提高的內驅力、附屬的內驅力。

二、認知結構同化論在高一化學教學中應用的可行性

高中學生經過一段時間的化學學習后，已具有了一定的化學基礎知識，并且初三化學知識到高一化學必修知識之間、化學必修知識與選修知識之間都有非常密切的邏輯意義，所以具備了運用認知結構同化論的第一和第二個條件。有了第一和第二個條件，表明新舊知識的同化具有可能性；但同化不能自動實現，還必須加上學習者積極主動地將新舊知識相互聯系并辨明二者異同的努力。由此可見，知識學習的重要保證是：讓學生同化的內驅力處于激活狀態。教師在授課中須調動各種有效教學手段，使學生對獲得有用的知識本身發生興趣。如運用探索性實驗，組織學生研究解決實際生活里的化學問題；使學生能自主地、成功地學習化學知識；激發學生學習化學的興趣，激勵學生積極參與教學活動，變被動聽課為主動學習，并在此過程中加深學生對新舊知識的聯系與異同的理解，使其認知結構中的信息常處于待用狀態，一經需要，便可提取使用，完成知識的同化。

綜上所述，在高中化學教學中應用認知結構同化論是完全可行的。

三、認知結構同化論在高一化學教學中的具體應用

（一）上位學習，升級知識。

認知結構同化論認為：當認知結構中原有概念、原理的水平低于要學習的新概念、原理時，便形成上位學習。顯然，上位學習是以原有概念、原理為基礎，去理解、接受新概念、原理，并將原有概念、原理納入新概念、原理之中，使原有概念、原理“升級”，進而使學習者的認知結構水平也相應提高。

在《氧化還原反應》一節中，學生有了同化氧化還原反應這一新知識的認知結構基礎：初三化學中氧化反應、還原反應。并且，氧化反應、還原反應與氧化還原反應有著明顯的邏輯關系。通過討論揭示氧化反應、還原反應的缺陷，激發學生主動地從原有的認知結構中提取出氧化反應、還原反應的概念以及相關原理，用其來分析、探索、研究氧化還原反應，直至最后接受、建立氧化還原反應的概念，并將原有的氧化反應、還原反應的概念納入新的氧化還原反應體系之中，從而最終完成從氧化反應、還原反應到氧化還原反應的上位學習。這一上位學習不僅使學生認知結構中的氧化反應、還原反應“升級”為氧化還原反應，還使學生的認知結構本身從較低水平“升級”到較高水平。

其它的例子還有很多。如從必修1第三章《金屬及其化合物》和第四章《非金屬及其化合物》到必修2第一章《物質結構元素周期律》、必修2第三章《有機化合物》到選修5第一章《認識有機化合物》的學習。

（二）下位學習，擴充知識。

認知結構同化論認為：當認知結構中原有概念、原理的水平高于要學習的新概念、原理時，便形成下位學習。當然，下位學習不是將原有的高水平概念、原理“降級”，而是對原有概念、原理的充實。學習者在此過程中，以原有概念、原理為基礎包攝、概括新概念、原理；而新概念、原理又是對原有概念、原理的進一步證實或說明，使原有概念、原理得到新的擴展，并更加準確。

在選修4第四章第四節《金屬的電化學腐蝕與防護》的學習中，學生通過對本章第一節《原電池》的學習，有了同化金屬電化學腐蝕與防護的認知結構基礎，且金屬電化學腐蝕與防護與原電池之間有著密切的聯系，再加上學生剛剛掌握原電池，便遇到這樣的新知識，于是產生了“小試牛刀”的強烈沖動，下位學習便自然發生、進行。在此過程中，學生以原電池中有關原電池的形成條件、正負極的電極反應、負極反應速率的改變等知識為基礎，分析推斷出金屬電化學腐蝕的原理以及防護方法等知識，而金屬的電化學腐蝕原理與防護方法又一次證明了原電池知識的正確性。下位學習使學生原有認知結構擴充為更充實的新認知結構。

選修4第二章《化學反應速率和化學平衡》到第三章《水溶液中的離子平衡》的學習則又是另一下位學習的例子。

（三）并列結合學習，形成系統知識。

認知結構同化論認為：當認知結構中原有概念、原理的水平和要學習的新概念、原理既沒有從屬關系，又沒有總括關系時，它們可能產生聯合意義，這種學習便被稱為并列結合學習。通過并列結合學習，學習者原有概念、原理同新概念、原理并列形成一個更完整的知識系統，從而使學習者對這個系統中新舊概念和原理形成更深入的理解，并使用這個新形成的知識系統多角度地去分析、理解以后要學習的新概念、原理。

在學習物質的量濃度的知識中，學生認知結構中有了溶質質量分數的概念，它與物質的量濃度都可表示溶液的組成，只不過它們之間沒有從屬和總括的關系。在教師的合理引導下，調動了學生同化學習的內驅力后，學生進入并列結合學習中，理解、建立物質的量濃度概念，并使之與溶質質量分數形成一個描述溶液組成的知識系統。學生對這個系統中的新舊概念又會產生更深入的認識：物質的量濃度將溶質的物質的量與溶液的體積聯系到一起，而溶質質量分數將溶質的質量與溶液的質量聯系到一起。在以后的學習中，學生就可使用這一系統知識從這兩個不同的角度分析溶液的組成。并列結合學習使學生的認知結構更加體系化。

必修1第二章第二節《離子反應》、第三節《氧化還原反應》的學習過程也是并列結合學習過程。

小結

學生學習能力的不斷提高體現在具有良好的學習方法上，運用認知結構同化論指導學生進行同化學習是諸多培養學生學習能力的方法之一。教師如果在授課時積極發揮知識同化的作用，加上學生的模仿與應用將會極大地推動新知識的學習。特別是在對學生學過的知識進行整理學習時，認知結構同化論更能發揮它的優勢。因為知識的整理學習，主要是對學生的認知結構進行重新組織，使其在縱向上層次分明、橫向上融會貫通，以求構建一個更合理、更高效的認知結構。這一學習過程要根據知識點之間的聯系、區別對其做出概括、歸屬，這也恰恰是知識的同化過程。