化學教育啟示論文

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論文摘要：建構主義學習理論是一種研究認知結構的發生、發展過程以廈心理起源的學說。它提出了認知結構的四個基本要素；圖式、同化、順應和平衡以廈它們相互之間的轉換關系，為我們考察學習本質和了解學習的過程提供了一種新的思路。本文詳盡地論述了皮亞杰學說的基本觀點、認知發展理論，并從高中化學總復習的教學策略作為切入點，較深入地探討了學生認知結構的改造和重組與化學教學的關系。

論文關鍵詞：建構主叉；順應；認知結構；重組

一、皮亞杰學說的基本觀點

在學習理論的發展歷史上，瑞士心理學家讓·皮亞杰占有杰出的地位，他的認識論被稱之為建構主義理論。他的基本觀點是，人的知識既不是客觀的東西，也不是主觀的東西。而是個體與環境交互作用的過程中逐漸建構的結果。歷來人們對學生的發展問題的認識存在三種主要的觀點，其一是認為學生的發展主要是受先天因素制約的(遺傳說)，其二是認為學生的發展主要是受后天的經驗所決定的(環境說)，其三則認為學生的發展要從遺傳和環境的交互作用中求得制約的因素(相互作用說)，皮亞杰則是第三種觀點的代表。這樣看來，學習過程并不是簡單的信息輸入、存儲和提取，“信息輸入”包含著新舊經驗之間雙向的相互作用過程，包含著外部信息的重新編碼和意義建構過程。所有的知識都是在個體與外部的相互作用中，通過個與經驗世界的對話而建構起來的。皮亞杰的發生認識論，是一種研究認知的結構、發生、發展過程，以及心理起源的學說。它主要研究的內容是知識的起源、知識的形成以及知識構成的心理機制。

皮亞杰對認知發展的看法，來自于他對某些有機體生物學上發展的分析。他對軟件動物的研究表明，有機體的某些發生論上的變化，既不完全是由遺傳決定的，也不完全是環境事件變化的結果。例如，他發現一些軟體動物，從平靜的水面遷徒到水流湍急的地方后，外型會變得短一些。這種建構對這些軟體動物在水流湍急的地方生存下去是十分必需的。而且，這種生物學上的變化，軟體動物會一代一代地遺傳下去。這是因為長時期環境的作用而導致的遺傳物質變化的結果。皮亞杰由此得出結論：有機體在發生、發展過程中并不是消極被動的，生物適應環境，從而幸存下來，是有機體與環境之間相互作用的過程。有機體在對變化了的環境條件下作出反應的過程中，建構了它所需要的特定的生物學上的結構。

從生物學研究轉向心理學研究的皮亞杰，力圖把生物學與認識論兩者溝通起來。在他看來，心理學是溝通生物學與認識論的最好橋梁。他的基本觀點是，不能把認識的發展與智慧的成長割裂開來。他認為，前面對生物發展的描述，也揭示了人類智慧發展的實質。智慧就像其它有生命力的系統一樣，也是適應環境的過程。同樣，認知結構也像生物學上的結構一樣，既不是事先就在頭腦中，也不是外部世界所賦予的，個體的智慧和認識是通過與環境相互作用而得到生長和發展的。其中，個體與環境(包括外部環境中的其他人)的相互作用(互動)是學習得以發生的客觀基礎：個體在內部通過一系列心智操作，完成新舊經驗的相互作用，從而建構起新的知識和理解，在內部建構起調節行為的心理結構的過程，是學習發生的內在機制：個體的行為變化或對環境的適應性行為。是學習發生的外在表現。

總之，學習本質上是知識的主動建構過程，是個體與外部世界的相互作用過程中，以一定的社會交往、社會規范、社會文化產品為背景，在已有經驗和知識的基礎上，建構自己新的知識和理解的過程，是意義的生成過程。

二、皮亞杰的認知發展理論

皮亞杰認為“智慧就是適應”，適應就是有機體與環境取得平衡，而這種平衡則依賴于有機體的同化與順應兩種機能的協調。他認為認知結構有四個基本的要素，就是圖式、同化、順應和平衡。“圖式”是指個體世界的知覺、理解和思考的方式。我們可以把圖式看作是心理活動的框架或組織結構。在皮亞杰看來，圖式可以說是認知結構的起點和核心，或者說是人類認識事物的基礎。嬰兒出生后頭腦中就有著本能的圖式，是遺傳性的圖式，個體之所以能對刺激作出某種反應，是由于個體具有能夠同化這種刺激的某種圖式。因此，圖式的形式和變化是認知發展的實質。

“同化”原本是一個生物學的概念，它是指有機體把外部要素整合進自己結構中去的過程。在認知發展理論中，同化是指個體對刺激輸入的過濾或改變的過程。也就是說，個體在感受到信息刺激時，會把信息納入頭腦中原有的圖式之中，使其成為自身的一部分，就像消化系統將營養物質吸收一樣。所不同的只是涉及的變化不是生理性的，而是機能性的，此時只能引起圖式的量的變化。在這種學習中，已有的知識與經驗遷移到新知識學習中，成為新知識學習的重要支撐和基礎，從而促成了新知識的學習。這種在原有知識基礎上的建構，屬于已有知識與經驗促進新知識學習的正遷移。隨著個體認知的發展，同化會經歷下列三種形式：①再現性同化，即基于學生對出現的某一刺激作出相同的重復反應；②再認性同化，即基于學生辯別物體之間的差異借以作出不同反應的能力；③概括性同化，即基于學生知覺物體之間的相似性并把它們歸于不同類別的能力。

“順應”則是指“有機體調節自己的內部結構以適應特定刺激情境的過程”。順應是與同化伴隨而行的。當個體遇到不能用原有的圖式來同化新的刺激時，便要對原有的圖式加以修改或重建，以適應環境。在這種概念轉變學習中，需要清晰地對已有的概念結構進行重組。要經過順應的過程，學習者才能建構起新的知識。這是已有的知識與經驗在新知識學習中的負遷移。可見就本質而言，同化主要是指個體對環境的作用，順應則主要是指環境對個體的作用。顯然，在我們的教學中，學生接受信息如果只有同化，而沒有順應，就不可能引起圖式質的變化，那就談不上發展。對于重組和改造個體內部的認知結構來說，順應應比同化占有更重要的地位。因此，學習是個體主動建構的過程，學習者不是被動的刺激接受者，他要對外部信息做主動的加工、選擇和批判。而且，知識或意義也不是簡單由外部信息單方面決定的，意義是學習者在已有知識和經驗的基礎上，通過新舊知識經驗間反復的、雙向的相互作用過程而建構起來的。其中，每個學習者都以自己原有的知識和經驗系統(圖式)為基礎對新的信息進行編碼，建構自己的理解，同時使原有的知識與經驗系統有所增長(同化)或發生調整和改變(順應)。因此，學習不是僅僅指簡單的信息積累和增長(擴大性學習)，而同時包含由于新舊經驗的沖突而引發的觀念轉變和結構重組(概念轉變學習)。

筆者認為，對于個體的成長來說，極為重要的就是個體內部的認知結構的形成和變化，而一旦形成了認知結構，則個體的發展主要決定于它的認知結構的改造、重組和調整。盡管人的認知發展水平的高低，決定了這種同化和順應的雙向建構的深化程度，決定于這種雙向結構的發展，決定于這種結構的不斷擴展和螺旋式上升的建構，但順應始終應處于比同化更重要的地位，因為順應追求的是個體圖式的質變。學校的學科教育擔負著促進學生認知成熟的特殊使命，在化學教學中，教師有責任不斷求得學生的認知結構循環的同化與順應的不斷的平衡，但平衡是相對的，不平衡是絕對的，舊的平衡向新的平衡轉化的關鍵，是個體舊有圖式的改造，使其發生質的變化，是學生認知結構的重組與調整。由此皮亞杰的建構主義學習觀為我們提供了考察學習本質和了解學習過程的一種新思路，我們正應該這樣來認識皮亞杰理論的精萃。

三、重視學生認知結構的改造與重組是改進化學教學的重要問題

皮亞杰的學習理論給予我們的重要啟示是我們必須在學生的學習過程中正確把握和處理好同化、順應和平衡三者之間的關系。平衡是相對的，暫時的，不平衡才能促進學生的發展，而發展才是我們所追求的根本目的，從這個意義上來說，順應比同化更重要，更應占先。中學生就年齡來說，他們已處于形式運演的認知發展階段，已經形成了各自的認知結構，繼續促進學生的發展，就意味著要不斷地通過同化順應、平衡的循環，促使學生的認知結構發生質的變化，這種質的變化就是認知結構的改造、重組和調整，而其抓手顯然應該是“順應”。我們要采取各種教學手段促使學生發生順應的過程，這樣才能在學習中不斷促使學生的認知結構發生質的變化，才能不斷地提高我們的化學課堂教學的質量和效益。

舉例來說，在化學教學中，我們常常遇到這樣的問題，即怎樣進行化學知識的系統復習?這也是每一位化學教師面臨的一個高三總復習的教學策略問題。如果第一輪復習只進行簡單的機械重復(這對于基礎知識和基本技能較差的學生來講很有必要)，這輪復習很少有學生認知結構的改造和重組。如果第二輪復習在必要重復的基礎上進行認真的分塊、歸類和分析(即把高中化學內容分為六大塊)并進行深入地討論和教學，顯然改造、重組和調整認知結構的份量會有所增加。如果第三輪復習在必要的重復加分塊、歸類和分析外，能精選例題作練習講解，則改造、重組認知結構的量會更大。一般的化學教師在系統復習過程中大致只做了如上三件事，因此改造、重組認知結構的的量也就達到了頂點，很難再有新的突破，接著就是漫無目的地搞題海戰術，使學生就像一臺做題目的機器，企盼用大運動量的訓練，來達到復習鞏固的目的。這種做法充其量不過是利用練習把學生學習情景的新鮮變為陳舊，以降低學生的學習水平層次，以應付高考，這種低效的、意義不大的機械學習，其知識意義自主建構過程基本消失，沒有在不斷促使學生的認知結構發生新的質的變化上下功夫。一般來講，高考化學總復致可分為以下三輪，第一輪應以知識分塊、系統歸納和分析知識為主，第二輪以練習配合講評、討論為主，第三輪應該以思維訓練和方法指導為主，也即應以充分有力的新情境、新思路、新方法來提高學生的思維能力、遷移能力和分析問題、解決問題的能力，促進學生認知結構的改造、重組和調整。但由于缺少資料和方法，第三輪復習的思維訓練和方法指導色彩不濃，改組學生的認知結構、促進學生新的順應的外界刺激，不新穎、無力度。因此，學生往往感到收獲不夠大，效益不夠高。

這就為我們提出了一個新的課題，即如何在第三輪復習中，通過對學生的思維形式和化學方法進行訓練，以改造、重組和調整學生的認知結構，使學生對知識在頭腦中進行有效的組織和排序，運用規則、方法、思路減少學生思考問題時的混亂和盲目程度，完成知識意義自主建構的過程。這里有兩個問題似乎是重要的，一是要精選問題，思維由問題情境而始，問題情境新穎有力(既新又有一定的思維容量)，才能促進思維，促進學生的順應過程。同時這些問題應該是有層次的。結構有序的，以階梯式排列的，表現出足夠有力的思維梯度的。通過對這些問題的討論分析，能對學生解題的遷移能力、思維能力、分析問題和解決問題的能力有提高，能引起學生順應的漸進性和跳躍性的發展。二是要總結歸納出與化學學習緊密相關的化學思維方法和運用數理進行運算和邏輯推理的能力。諸如，分析與綜合、比較與分類、抽象與概括、歸納與演繹、求同與存異、類比方法、模型化與數量化等。在教學中也有很多數學方法經常用到，例如，代數方法、不等式法、不定方程方法、數列方法、極值方法、等效平衡方法、誤差理論方法和微積分的簡單應用等。每一種方法都要加以具有代表性的、綜合性的例證，并融入教師的頭腦中，讓教師能真正領會并熟練運用，這樣才會有利于學生的數理一邏輯智能的發展，使學生的認知結構發生重大的改造、重組和調整。

唯有如此，我們才能在改進化學總復習教學，使學生的基礎知識、基本技能和各種能力都得到很大的發展，在提高課堂教學質量上有所突破，才能在現代學習理論的指導下。通過教與學的實踐產生不同于以往的新鮮經驗，這就是我們學習皮亞杰建構主義學習理論的一點體會。