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)使我們對傳統(tǒng)的接受學(xué)習(xí)有了更新的認(rèn)識。他對概念學(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

近年來我國的教學(xué)改革如火如荼，引入了許多當(dāng)代國外的學(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)生的主動性、積極性，認(rèn)為學(xué)生不是被動的知識接受者，而是主動的信息加工者，從而學(xué)生自己參與到對學(xué)科知識的發(fā)現(xiàn)探索和問題解決的過程中去。這對我們中國傳統(tǒng)的教學(xué)模式確實是一個很大的沖擊和革新，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，在本土化的過程中也面臨了許多的問題，特別是對于高中這樣面對高考巨大壓力，而且在短時間內(nèi)要學(xué)習(xí)大量知識的學(xué)習(xí)階段，結(jié)構(gòu)主義與建構(gòu)主義等學(xué)習(xí)理論因為要花費大量時間，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)理論在近年來受到了越來越多的關(guān)注。奧蘇貝爾利用意義學(xué)習(xí)概念對傳統(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)不一定是無意義的機(jī)械學(xué)習(xí)，當(dāng)接受學(xué)習(xí)使得新知識與原有知識發(fā)生同化時，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。

奧蘇貝爾所說的概念學(xué)習(xí)分成形成概念與學(xué)習(xí)概念名稱兩個過程。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直接經(jīng)驗，而主要是通過教材和教師對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。因為常有這樣的情形: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，由于教材的編寫或由于教師在教授過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)新概念時是否已有了相關(guān)的概念作為基礎(chǔ)或清晰的固定點，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)生在接受新概念時可能不是通過意義學(xué)習(xí)接受，而是通過機(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)生對各概念間的區(qū)別含糊不清，從而對進(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問題。

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)實踐中的應(yīng)用舉一例說明。

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)點之間有相互作用，一個質(zhì)點的振動會引起相鄰質(zhì)點的振動，機(jī)械振動在介質(zhì)中傳播，形成了機(jī)械波。

(3)橫波和縱波:質(zhì)點的振動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。質(zhì)點的振動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)生對機(jī)械波已經(jīng)有了比較清楚的看見，在此首先對機(jī)械波的概念及性質(zhì)再次描述，一方面可以作為對上一章內(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，簡介了物理學(xué)史上對光的性質(zhì)的探討，最終確立了光既有波動性，又有粒子性的波粒二象性。而本章主要從光的波動性方面對光的概念進(jìn)行探討。

3.光的波動性

(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)于此問題的爭論、以太問題和邁克爾遜干涉實驗，或者讓學(xué)生課下查閱相關(guān)資料。)

注:此處內(nèi)容教材沒有涉及，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。變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的磁場和變化的電場交替產(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)生先有個印象，以期與機(jī)械波的成因有個比較。)

(3)橫波:根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，電磁波中的電場強(qiáng)度與磁場強(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年的楊氏干涉實驗第一次證明了光是一種波。(這些是以后要重點學(xué)習(xí)的內(nèi)容。)

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

4.波動的概念

機(jī)械波和光波同屬于波動。

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

波動都具有周期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)。波動的概念在此作為一個說明性的組織者，對機(jī)械波和光波的概念是一個上位關(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機(jī)械波和光波的認(rèn)識。

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)中的一個應(yīng)用。

物理概念可以說是物理科學(xué)的基石，而對物理概念的清楚認(rèn)識將有利于我們對物理理論框架的整體建構(gòu)。通過奧蘇貝爾理論在教學(xué)實踐中的應(yīng)用，我們可以使得學(xué)生對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框架與網(wǎng)絡(luò)，從而對學(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):

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