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认知发展机制理论在化学教学中的应用
作者:窦洪庚    文章来源:中学化学教学参考    点击数:    更新时间:2008-4-3

如果说皮亚杰的平衡化理论未能具体地说明认知变化过程,那么,奥苏贝尔关于新旧知识之间的同化模式理论能够说明一些知识学习的机制,所以我们可以认为它是对于平衡化模型关于认知发展发生的第三步骤的具体补充。例如,“化学反应类型”概念的获得是建立在化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应以及氧化反应、还原反应这两大种类反应概念的基础上的,是上位学习;然后再去学习氧化还原反应、离子反应的概念则是派生下位学习;在学习“摩尔”概念时,提出长度单位、质量单位、时间单位等等概念,使摩尔概念的学习成为数种“单位”的并列结合学习模式,从而使学生易于接受,即同化。

从上述讨论可以看出:上位学习实际上是一种个别到一般的归纳推理;下位学习是一般到个别的演绎推理;而并列结合学习则是类比推理。同时,也不难看出,仅用这三种模式显然不能解释所有知识的学习过程。因为知识之间的关系与区别不能仅仅根据其概括程度与包容范围来说明或划分。如果我们考察一下学习过程中知识结构的“微观”变化或发展,则可以发现认知变化机制中更丰富的内涵。例如,从观察金属钠与氧气、水的反应现象,并与铁、铝、锌等常见金属性质对照,得出钠的性质活泼的知识,是借助于比较;从钠的性质活泼,得到它在自然界以化合态形式存在的知识,是运用了因果推理;由1mol12C的质量为0.012kg得到1molH2N2O2等的质量,是运用了等量推理;从氧化反应与还原反应的分离概念到氧化还原的对立统一概念的学习,实际上是对立统一辩证逻辑的应用,如此等等。这些知识的学习过程都不能用同化理论的三种模式予以解释。因为这里讨论的新旧知识间的关系,不是概括程度和包容范围上的区别或关系,而是(按上述例子的顺序先后分别是)相似程度差异、因果关系、等量关系、科学程度差异等等。

所以,我认为所谓认知变化或发展的过程,实际上是通过思维去把握知识之间的联系的过程。而这里讨论的思维的过程规律可以由辩证逻辑、形式逻辑以及思维心理学等等来加以解说。

4.激活理论

认知学习的激活论属于信息加工理论,该理论的一个重要的贡献就是:它假设知识在人类的记忆中是以命题网络的形式贮存的,在学习中新知识使原有知识网络中的相关命题被激活,新命题与原有命题在工作记忆中互相作用,并通过形成网络联系而使学生获得新知识。激活理论对于知识学习过程的解释与同化理论有着共同之处。但是激活论给我们这样几点启示:新知识的学习必须以相关旧知识处于激活状态为前提;新知识与原有知识的互相作用是在工作记忆中进行的,而工作记忆的容量是有限的;新获得的知识必须建立与原有命题网络的联系。例如,在上述氧化还原反应概念的学习中,如果氧化反应与还原反应的概念不能清楚地回忆起来进入思考状态,则氧化还原反应概念的学习就会受阻;由于接受知识的能力是有限的,我们必需给学生以思考的时间,控制每一次学习的知识量;学生获得的氧化还原反应(以及非氧化还原反应)概念必须与原来的四种基本反应以及反应类型的概念一起形成命题网络,才能记住新学知识。由此可见,激活论关于新旧知识同处于工作记忆中并相互作用以及构建知识网络的说明,是对认知发展机制的重要补充。

根据上述有关认知发展机制的理论解说,我认为以下几点可以构成学校课堂教学条件下学生认知发展过程的主要因素:①学生具备相应的知识基础是认知发展的前提,但是在学习时原有的相关知识必须处于激活状态;②当学生面临有所知有所不知的情境时,就会激发出求知的欲望,这是一种内在的发展动力;③认知的变化与发展是新知识与旧知识相互作用的结果,这种作用不论是原有知识对新知识的同化还是顺化,实际上都是两者发生的联系,这种联系造成了原有知识系统(包括陈述性知识与程序性知识)的变化;④这种联系的实现通常是由推理来进行的,有数学逻辑推理、形式逻辑推理以及辩证逻辑推理等等;⑤这一知识变化与发展的过程有一个“瓶颈”,那就是工作记忆的容量有限、保持的时间短,对此人们必须寻找对策。而在这些认知发展过程要素中,核心的要素是认知动力的激发与新旧知识联系的发现。因此,我认为为了促进学生的认知发展,我们必须围绕认知动力的激发以及在学生已有知识同所要学习的新知识间建构桥梁来创设适合学生学习的条件。

二、激发认知动机

奥苏贝尔有一句名言:“如果我不得不把教育心理学的所有内容简约为一条原理的话,我会说,影响学习的最重要的因素是学生已知的内容。弄清了这一点后,进行相应的教学。”由此可见学生原有知识对于学习的重要性,而这种重要性首先是由于必须在学生原有知识的基础上激发认知动机。

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