奧蘇貝爾認(rèn)知同化學(xué)習(xí)理論在高中物理概念學(xué)習(xí)中的應(yīng)用

摘要: 奧蘇貝爾的認(rèn)知同化學(xué)習(xí)理論及意義學(xué)習(xí)使我們對(duì)傳統(tǒng)的接受學(xué)習(xí)有了更新的認(rèn)識(shí)。他對(duì)概念學(xué)習(xí)的闡述及先行組織者策略在高中物理概念學(xué)習(xí)中的引入和應(yīng)用，有助于學(xué)生對(duì)概念的學(xué)習(xí)更清晰有效，從而達(dá)到意義學(xué)習(xí)的目的。

關(guān)鍵詞: 奧蘇貝爾認(rèn)知同化理論意義學(xué)習(xí)概念學(xué)習(xí)先行組織者

近年來(lái)我國(guó)的教學(xué)改革如火如荼，引入了許多當(dāng)代國(guó)外的學(xué)習(xí)理論，如結(jié)構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論。它們都強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性，認(rèn)為學(xué)生不是被動(dòng)的知識(shí)接受者，而是主動(dòng)的信息加工者，從而學(xué)生自己參與到對(duì)學(xué)科知識(shí)的發(fā)現(xiàn)探索和問(wèn)題解決的過(guò)程中去。這對(duì)我們中國(guó)傳統(tǒng)的教學(xué)模式確實(shí)是一個(gè)很大的沖擊和革新，也促進(jìn)了學(xué)生智力的發(fā)展和能力的提高。但是這樣的教學(xué)模式也存在片面性，在本土化的過(guò)程中也面臨了許多的問(wèn)題，特別是對(duì)于高中這樣面對(duì)高考巨大壓力，而且在短時(shí)間內(nèi)要學(xué)習(xí)大量知識(shí)的學(xué)習(xí)階段，結(jié)構(gòu)主義與建構(gòu)主義等學(xué)習(xí)理論因?yàn)橐ㄙM(fèi)大量時(shí)間，從而不大可能作為主要的課堂教學(xué)模式，而受到百般批判的接受學(xué)習(xí)或“灌輸”學(xué)習(xí)仍然占據(jù)著課堂教學(xué)的主體地位。

一、奧蘇貝爾的認(rèn)知同化學(xué)習(xí)理論

奧蘇貝爾的學(xué)習(xí)理論在近年來(lái)受到了越來(lái)越多的關(guān)注。奧蘇貝爾利用意義學(xué)習(xí)概念對(duì)傳統(tǒng)的接受學(xué)習(xí)進(jìn)行了深入分析與革新，認(rèn)為接受學(xué)習(xí)不一定是無(wú)意義的機(jī)械學(xué)習(xí)，當(dāng)接受學(xué)習(xí)使得新知識(shí)與原有知識(shí)發(fā)生同化時(shí)，接受學(xué)習(xí)也可以成為一種意義學(xué)習(xí)，學(xué)校主要應(yīng)采用意義接受學(xué)習(xí)，尤其是意義言語(yǔ)接受學(xué)習(xí)(Ausubel，1977)。因此，奧蘇貝爾的理論似乎更可能與我國(guó)的高中教學(xué)發(fā)生有效的“接軌”。

奧蘇貝爾認(rèn)為，同化是意義學(xué)習(xí)的心理機(jī)制。同化理論的核心是:學(xué)生習(xí)得新信息，主要取決于他們認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的有關(guān)概念;意義學(xué)習(xí)是通過(guò)新信息與學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的有關(guān)概念相互作用才得以發(fā)生的，這種相互作用的結(jié)果是新舊知識(shí)的意義的同化。

奧蘇貝爾的意義學(xué)習(xí)分為表征學(xué)習(xí)、概念學(xué)習(xí)、命題學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)。概念學(xué)習(xí)和命題學(xué)習(xí)是課程教學(xué)中的主要教學(xué)形式。

奧蘇貝爾所說(shuō)的概念學(xué)習(xí)分成形成概念與學(xué)習(xí)概念名稱兩個(gè)過(guò)程。在中學(xué)的學(xué)習(xí)階段，學(xué)生所獲得的概念的意義大多不是通過(guò)直接經(jīng)驗(yàn)，而主要是通過(guò)教材和教師對(duì)概念意義的定義獲得的，定義為學(xué)生提供了概念的關(guān)鍵屬性。奧蘇貝爾特別指出概念意義的學(xué)習(xí)和概念名稱的學(xué)習(xí)是不同的。因?yàn)槌Ｓ羞@樣的情形:學(xué)生只記住了概念的名稱，卻搞不清概念的意義和內(nèi)涵。對(duì)概念的定義常用命題的形式，奧蘇貝爾認(rèn)為，新學(xué)習(xí)的命題與學(xué)生已有的命題存在著上位關(guān)系、下位關(guān)系及組合關(guān)系。其中，上位關(guān)系指要學(xué)習(xí)的內(nèi)容包攝性較廣，可以把一系列原有的概念從屬于其下;下位關(guān)系指新學(xué)習(xí)的內(nèi)容從屬于學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的、包攝性較廣的概念;組合關(guān)系則指不屬于上位關(guān)系也不屬于下位關(guān)系的情況。奧蘇貝爾對(duì)命題學(xué)習(xí)中的上位關(guān)系、下位關(guān)系和組合關(guān)系的描述，為概念的教學(xué)提供了更清晰有效的引導(dǎo)，使得概念教學(xué)具體化了，教師可以根據(jù)他提出的概念學(xué)習(xí)的模式進(jìn)行各種嘗試。

在高中的學(xué)習(xí)階段，由于教材的編寫(xiě)或由于教師在教授過(guò)程中可能忽視了各概念之間的不同包含性及相關(guān)性的關(guān)系，或者忽視了學(xué)生在學(xué)習(xí)新概念時(shí)是否已有了相關(guān)的概念作為基礎(chǔ)或清晰的固定點(diǎn)，可以使得新概念的學(xué)習(xí)與原有的概念發(fā)生同化，從而使得學(xué)生在接受新概念時(shí)可能不是通過(guò)意義學(xué)習(xí)接受，而是通過(guò)機(jī)械學(xué)習(xí)接受。這樣不僅影響了教學(xué)效果，而且加重了學(xué)生的學(xué)習(xí)和記憶負(fù)擔(dān)，往往使得學(xué)生對(duì)各概念間的區(qū)別含糊不清，從而對(duì)進(jìn)一步的物理學(xué)習(xí)造成了困難。而奧蘇貝爾提出的先行組織者策略可以在某種程度上解決這個(gè)問(wèn)題。

奧蘇貝爾認(rèn)為，促進(jìn)學(xué)習(xí)和防止干擾的最有效的策略，是利用適當(dāng)相關(guān)的和包攝性較廣的、最清晰和最穩(wěn)定的引導(dǎo)性材料，這種引導(dǎo)性材料就是所謂的組織者。由于這些組織者通常是在呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容之前介紹的，目的在于用它們來(lái)幫助確立意義學(xué)習(xí)的心向，因此又被稱為先行組織者。組織者的主要功能是在學(xué)生能夠?qū)W習(xí)有意義的新內(nèi)容之前，在他們已經(jīng)知道的和需要知道的知識(shí)之間架設(shè)起橋梁。

奧蘇貝爾還區(qū)分了兩類組織者:一類是說(shuō)明性組織者，用于提供適當(dāng)?shù)念悓僬?，它們與新的學(xué)習(xí)內(nèi)容提供一種上位關(guān)系。另一類是比較性組織者，既可用于新觀念與認(rèn)知結(jié)構(gòu)中基本類似概念的整合，又可用于增加本質(zhì)不同而貌似相同的新舊概念之間的可辨別性。

二、奧蘇貝爾的認(rèn)知同化學(xué)習(xí)理論在高中物理概念學(xué)習(xí)教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用

下面就奧蘇貝爾的先行組織者策略在高中物理概念學(xué)習(xí)教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用舉一例說(shuō)明。

案例:新課標(biāo)高中物理課本選修3—4十三章:光的概念

教學(xué)設(shè)計(jì)及分析:

1.機(jī)械波概念的描述及它的主要性質(zhì)

(1)介質(zhì):聲波、水波及教學(xué)中經(jīng)常演示的繩子上的波動(dòng)都屬于機(jī)械波。其中，空氣、水及繩子等波借以傳播的物質(zhì)，叫做介質(zhì)。

(2)成因或定義:組成介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)之間有相互作用，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)會(huì)引起相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播，形成了機(jī)械波。

(3)橫波和縱波:質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相互垂直的波叫做橫波，如繩子上的波動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一條直線上的波叫做縱波，如聲波。

(4)性質(zhì)或現(xiàn)象:機(jī)械波可觀察到反射、折射、衍射和干涉等現(xiàn)象。

在十二章中已經(jīng)描述了機(jī)械波的概念，因此學(xué)生對(duì)機(jī)械波已經(jīng)有了比較清楚的看見(jiàn)，在此首先對(duì)機(jī)械波的概念及性質(zhì)再次描述，一方面可以作為對(duì)上一章內(nèi)容的總結(jié)，另一方面可以作為這一章馬上要學(xué)習(xí)的光的概念的一個(gè)比較性的先行組織者。

2.光到底是什么

第十三章的前言部分，簡(jiǎn)介了物理學(xué)史上對(duì)光的性質(zhì)的探討，最終確立了光既有波動(dòng)性，又有粒子性的波粒二象性。而本章主要從光的波動(dòng)性方面對(duì)光的概念進(jìn)行探討。

3.光的波動(dòng)性

(1)介質(zhì):不同于機(jī)械波，光的傳播不需要介質(zhì)。(此處可以引入物理學(xué)史上關(guān)于此問(wèn)題的爭(zhēng)論、以太問(wèn)題和邁克爾遜干涉實(shí)驗(yàn)，或者讓學(xué)生課下查閱相關(guān)資料。)

注:此處內(nèi)容教材沒(méi)有涉及，但作為與機(jī)械波的比較引入。

(2)成因或定義:前言部分已經(jīng)提到光也是一種電磁波。變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)和變化的電場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)向周圍傳播，從而形成了電磁波。(此處提前引入十四章的關(guān)于電磁波的內(nèi)容，只是讓學(xué)生先有個(gè)印象，以期與機(jī)械波的成因有個(gè)比較。)

(3)橫波:根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，電磁波中的電場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度相互垂直，而且二者均與波的傳播方向垂直，因此電磁波是橫波，從而光波也是橫波。

(4)性質(zhì)或現(xiàn)象:光波與機(jī)械波一樣，也具有反射、折射、干涉、衍射現(xiàn)象。特別是1801年的楊氏干涉實(shí)驗(yàn)第一次證明了光是一種波。(這些是以后要重點(diǎn)學(xué)習(xí)的內(nèi)容。)

此處對(duì)光的波動(dòng)性的描述，是作為與機(jī)械波這個(gè)先行組織者比較的基礎(chǔ)上引入的，特別是前三個(gè)性質(zhì)是對(duì)課本內(nèi)容的外延與提前引入。這樣的比較可使學(xué)生對(duì)于光的波動(dòng)性有較全面的了解，也可使學(xué)生看到光波與機(jī)械波不同與共同之處，從而使得這兩個(gè)概念在學(xué)生頭腦中不至于混淆的同時(shí)，對(duì)這兩個(gè)概念都有較清晰穩(wěn)定的看見(jiàn)。

4.波動(dòng)的概念

機(jī)械波和光波同屬于波動(dòng)。

波動(dòng)的概念:一種周期性振動(dòng)的傳播，同時(shí)伴隨有能量的傳播。對(duì)于機(jī)械波，它的周期性振動(dòng)是機(jī)械振動(dòng)，對(duì)于光波，它的周期性振動(dòng)是電磁振動(dòng)。

波動(dòng)都具有周期T與波速v。

奧蘇貝爾進(jìn)一步發(fā)展了先行組織者的概念，指出，組織者既可以在學(xué)習(xí)材料之前呈現(xiàn)，又可以在學(xué)習(xí)材料之后呈現(xiàn)。波動(dòng)的概念在此作為一個(gè)說(shuō)明性的組織者，對(duì)機(jī)械波和光波的概念是一個(gè)上位關(guān)系，是包攝性更廣的概念，在機(jī)械波和光波的概念之后提出，從而更加深了我們對(duì)機(jī)械波和光波的認(rèn)識(shí)。

以上是奧蘇貝爾的認(rèn)知同化學(xué)習(xí)理論及先行組織者策略在高中物理概念學(xué)習(xí)中的一個(gè)應(yīng)用。

物理概念可以說(shuō)是物理科學(xué)的基石，而對(duì)物理概念的清楚認(rèn)識(shí)將有利于我們對(duì)物理理論框架的整體建構(gòu)。通過(guò)奧蘇貝爾理論在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用，我們可以使得學(xué)生對(duì)物理概念在頭腦中形成更清晰穩(wěn)固的聯(lián)結(jié)，概念之間也可形成脈絡(luò)清晰又不至于彼此混淆的知識(shí)框架與網(wǎng)絡(luò)，從而對(duì)學(xué)生進(jìn)一步的物理學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)，使得學(xué)生可以有意義、有興味地進(jìn)行更深入的物理學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn):

[1]施良方.學(xué)習(xí)論.北京:人民教育出版社，2001.

[2]張大昌.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū).物理.選修3—4.人民教育出版社，2005.