淺析認(rèn)知理論視角下的生物史教學(xué)價(jià)值

沈　惠

生物科學(xué)作為一門自然科學(xué)，本身有著其獨(dú)特的邏輯性，科學(xué)家在探索生物奧秘過程中，一層一層揭開謎紗，最后總結(jié)歸納出其中的概念、原理和規(guī)律。這個(gè)艱辛的歷程就是生物知識(shí)產(chǎn)生和發(fā)展的過程（即生命科學(xué)史）。長(zhǎng)期以來(lái)，生物史在中學(xué)生物教育中的作用都是生物教育研究的熱點(diǎn)問題，但是我國(guó)學(xué)者大多是注重生物史的情感維度效果的研究，簡(jiǎn)單的介紹甚至沒有提及生物史對(duì)學(xué)習(xí)認(rèn)知維度的效果?；谶@一現(xiàn)狀，筆者結(jié)合一線教學(xué)，在認(rèn)知理論的指導(dǎo)下，圍繞生物史如何影響學(xué)生理解知識(shí)以及如何影響學(xué)生形成認(rèn)知結(jié)構(gòu)等問題，探討生物學(xué)史的教學(xué)價(jià)值。

1 認(rèn)知平衡理論在生物教學(xué)史中的應(yīng)用

從生物學(xué)研究轉(zhuǎn)向心理學(xué)研究的皮亞杰，力圖把生物學(xué)與認(rèn)識(shí)論兩者溝通起來(lái)。他認(rèn)為，心理學(xué)是溝通生物學(xué)與認(rèn)識(shí)論的最好橋梁。認(rèn)知結(jié)構(gòu)，既不是事先就在頭腦中的，也不是外部世界所賦予的，是通過與環(huán)境相互作用而得到生長(zhǎng)和發(fā)展的。

皮亞杰認(rèn)為：智慧行為依賴于同化和順化這兩種機(jī)能從最初不穩(wěn)定的平衡過渡到逐漸穩(wěn)定的平衡。當(dāng)個(gè)體面臨新的刺激時(shí)，就企圖將遇到的新經(jīng)驗(yàn)納入其原有經(jīng)驗(yàn)的框架內(nèi)，這就是“同化”。如果個(gè)體原有經(jīng)驗(yàn)不能同化新經(jīng)驗(yàn)，它就要改變或擴(kuò)大原有知識(shí)結(jié)構(gòu)，以建立新的認(rèn)知平衡，這便是“順化”?？梢?，認(rèn)知結(jié)構(gòu)的不斷重構(gòu)與發(fā)展是通過不斷建立新的認(rèn)知平衡，從而促進(jìn)個(gè)體認(rèn)知的發(fā)展。

根據(jù)這一理論，生物教學(xué)不僅要向?qū)W生傳授已經(jīng)探索出的知識(shí)，還要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候介紹這些知識(shí)的由來(lái)，這有助于學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的把握，從而促進(jìn)其對(duì)新知識(shí)的理解。倘若知識(shí)的教學(xué)，只是簡(jiǎn)單的從結(jié)論到結(jié)論的講授，如同“填鴨”，學(xué)生對(duì)知識(shí)最多就只能達(dá)到機(jī)械識(shí)記的水平。根據(jù)布盧姆的知識(shí)目標(biāo)理論，記憶、理解、運(yùn)用、分析、綜合、評(píng)價(jià)六個(gè)層級(jí)是逐一實(shí)現(xiàn)的，簡(jiǎn)單識(shí)記的知識(shí)是不能運(yùn)用到生活、學(xué)習(xí)中去解決實(shí)際問題或解釋生物現(xiàn)象的。

以《光合作用的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)換》為例，教學(xué)中，學(xué)生經(jīng)常在學(xué)完知識(shí)后仍然不能正確的記住史例、結(jié)論，不能正確地表述出光反應(yīng)和暗反應(yīng)各階段物質(zhì)和能量的具體轉(zhuǎn)化過程。筆者通過分析學(xué)生出現(xiàn)這些問題現(xiàn)象的原因，結(jié)合皮亞杰的認(rèn)知同化理論，提出了圖1所示的教學(xué)干擾模式。如果教師能在了解學(xué)生原有認(rèn)知水平基礎(chǔ)上，一步一步地介紹光合作用的發(fā)現(xiàn)史例，逐步呈現(xiàn)新刺激，促使學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)在一步一步的同化、順化后達(dá)到平衡，那么學(xué)生就會(huì)真正理解光合作用的本質(zhì)了。

1.1 光合作用發(fā)現(xiàn)史整理：

教學(xué)準(zhǔn)備階段，筆者全面搜集光合作用發(fā)現(xiàn)的詳細(xì)資料，并按照時(shí)間發(fā)展的順序?qū)⑵湔砣绫?：

1.2 理論與實(shí)踐的結(jié)合示意圖

2 生物教學(xué)史中的遷移理論分析

布魯納深受皮亞杰的影響，因而兩種理論有相似之處，即都注重認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建構(gòu)過程。但布魯納更強(qiáng)調(diào)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的重要性，主張教學(xué)的最終目標(biāo)是促進(jìn)學(xué)生對(duì)學(xué)科結(jié)構(gòu)的理解，從而使學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生頭腦中的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。布魯納認(rèn)為，真正的“學(xué)會(huì)”是指，學(xué)習(xí)過程中形成的編碼系統(tǒng)發(fā)揮出其非具體性，在知識(shí)保持和遷移中起重要作用。所謂學(xué)習(xí)的遷移，可以被看作是把習(xí)得的編碼系統(tǒng)應(yīng)用于新的事例。

根據(jù)這一理論，生物史例的影響作用對(duì)大的知識(shí)點(diǎn)，甚至學(xué)科整體系統(tǒng)都有串聯(lián)效應(yīng)。

以《光合作用反應(yīng)式》教學(xué)為例，光合作用的發(fā)現(xiàn)史有助于學(xué)生建構(gòu)“光合作用”這個(gè)知識(shí)單元的知識(shí)結(jié)構(gòu)，這一點(diǎn)上與皮亞杰理論基本是相同的。所不同的是，學(xué)生在理解了《光合作用的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)換》這個(gè)知識(shí)點(diǎn)之后，能夠運(yùn)用才是“學(xué)會(huì)”（即學(xué)習(xí)遷移），書寫光合作用反應(yīng)式時(shí)，可能就不再會(huì)出現(xiàn)漏寫了光或葉綠體，或是錯(cuò)寫了反應(yīng)物或產(chǎn)物的分子數(shù)等等。這樣將知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)串聯(lián)，學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)逐層深入，整個(gè)知識(shí)單元的教學(xué)也便水到渠成。

2.1 學(xué)生認(rèn)知流程如圖2

2.2 光合作用反應(yīng)式中對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖3

總而言之，把生命科學(xué)史引入課堂教學(xué)，將科學(xué)結(jié)論產(chǎn)生的過程同學(xué)生學(xué)習(xí)過程結(jié)合起來(lái)，不拘泥于教科書上靜態(tài)的知識(shí)結(jié)論，而是把它作為發(fā)展、動(dòng)態(tài)的知識(shí)，從它的孕育、建構(gòu)和發(fā)展的歷史過程上去闡述，如此操作能使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)時(shí)感受到歷史的厚重感，這遠(yuǎn)比了解科學(xué)的結(jié)論和技術(shù)更重要。

最關(guān)鍵的是，這種情境中，教師呈現(xiàn)給學(xué)生的知識(shí)，其結(jié)構(gòu)（即知識(shí)結(jié)構(gòu)）系統(tǒng)更完整，邏輯性更強(qiáng)；學(xué)生能更深刻的理解知識(shí)，建立或完善自身頭腦當(dāng)中的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。