认知同化学习理论在初中物理概念教学中的运用策略解读

认知同化理论在初中物理概念教学中的运用策略
文增良
摘要：物理概念教学是初中物理教学的重点，也是学生学习的难点。

奥苏贝尔认知同化理论可为初中物理概念的教学提供理论指导，本文拟就这一理论在初中物理概念教学中的应用谈点认识和体会。

关键词：物理概念认知同化认知结构
一、引言
物理概念是物理学科体系的基础,物理概念的学习是掌握物理学科理论和技能的基础,也是学生学习物理的前提。

概念教学一直是初中物理教学的重点,也是学生学习的难点。

长期以来,学生学习物理概念是靠死记硬背、机械记忆,对概念的内涵和外延不求甚解,在实际应用中不能有效迁移。

这种学习方式已不能适应当前的课程改革和社会发展的需要。

如何有效地转变学生学习概念的方式,提高教学效果，奥苏贝尔(D.P.AuSabel)的学习理论———认知同化论,即意义学习理论,为物理概念的教学走出困境指明了方向。

二、分析
（一）认知结构同化论的基本理念
认知同化理论是当代美国认知心理学家奥苏贝尔于1963年提出,核心内容是:学生能否习得新信息,主要取决于他们认知结构中已有的有关概念；意义学习是通过新信息与学生认知结构中已有的有关概念的相互作用才得以发生的；由于这种相互作用的结果,导致了新旧知识的意义的同化。

奥苏贝尔认为,意义学习的一般条件为:第一,学生认知结构中必须具有同化新知识的相应知识基础；第二,学习材料必须具有逻辑意义,既反映人类的认识成果；第三,学生必须具有获得材料的意义的学习动机。

有了第一和第二条件,表明新旧知识的同化有了可能性。

但同化不能自动实现,还必须加上学生积极主动地将新旧知识相互联系并辨明二者异同的努力。

例如，学生在学习浮力概念时，教师直接告知学生浮力的定义，学生首先要接受这一新概念，并与自己认知结构中原有的知识（力是物体间的相互作用；力是改变物体运动状态的原因）联系起来，把新概念纳入原有概念之中（浮力是力的一种表现形式，遵从力的一般规律）；其次，学生必须精确分化新概念和原有相关概念（如重力、压力等）；最后，还须使这些相关概念与新概念
相互融合，贯通成一个整体结构，以便于记忆和运用。

（二）物理概念的学习模式
奥苏贝尔认为,学生的原有知识与其所要学习的新知识之间有三种基本关系,根据学生的原有知识与新知识之间的关系,提出了三种基本的同化模式。

1、上位学习
若原有知识在概括的程度和包容的范围上,低于要学习的新知识,即新学习的内容便与学生认知结构中已有概念产生了一种上位关系,就称为上位学习。

例如，学生知道人提东西、马拉车、推土机推土中都有力的相互作用，总括出力的概念：“物体与物体之间的相互作用”。

2、下位学习
若原有知识的概括程度较高或包容范围较广,新学习的知识的概括程度较低或包容的范围较小,即新学习的内容便与学生认知结构中已有概念产生了下位关系,称为下位学习。

例如，由已经学习的上位知识固体压强公式和密度公式、重力公式以及体积公式就可以推导出液体压强公式。

3、组合学习
若新知识与原有知识之间既找不到上位关系,也找不到下位关系,但在横向上存在着相互吻合的关系,即,新学习的内容便与学生认知结构中已有概念产生了一种并列组合关系,则出现并列组合同化模式,称为组合学习。

例如，密度ρ＝m/v和压强P=F/S，它们是两个完全不同的概念，但它们都有比值的形式，并且都分别由速度和压强本身的性质决定（单位体积的某种物质的质量，叫作这种物质的密度；物体的单位面积上受到的压力的大小叫做压强），而并不是一般的数学比例的关系。

若在学习压强时与已经学习了的速度对照起来，就是并列学习。

（三）认知同化理论在初中物理概念教学中的应用
1、了解学生是否掌握了同化新概念的基础知识
在上课前，教师要充分了解学生已有的知识情况，尤其是与新知识有密切关系的已有概念和原理掌握的情况，这是教学设计时选择有效的教学策略和方法的依据。

同时，由于学生的认知方式、学习风格、个性特征的差异，对同一事物的认识、感受也不会完全相同，这就使学生建构的认知结构具有多样性或特异性。

因此，教学设计时还必须充分考虑到学生认知结构的个体差异性，采取灵活多样
的教学方法和教学策略，促使学生顺利地实现认知结构的同化学习。

在教学中，一般可以通过课前提问、诊断性测试等方式了解学生原有知识状况，也可以通过日常观察、心理问卷调查，了解学生的认知方式和学习风格。

2、注重新旧知识的联系
教学中要善于从已有的知识过渡到新知识，讲清新知识与已有知识的内在联系与区别，以利于学生进行同化学习。

首先，在设计引言时，不仅要考虑到能否引发学生的学习兴趣，还要注重新旧知识的衔接，采用温故知新的方法引入。

例如，在功率概念教学中，课堂上先复习一下电功率的概念，总结出电学中的功率是电流在单位时间完成的功叫电功率，而力学的功率则是单位时间里完成的功叫功率，概括出功率的概念。

这种方法引入自然，形成的概念容易理解。

其次，在教学过程中，要运用对比方法，充分揭示新旧知识的联系与区别，以旧促新，以新带旧，帮助学生掌握和理解知识，例如，初中物理“欧姆定理”一节中描述了测量电阻的实验方法，而在后继的“电功率”中则讲述了测量小灯泡电功率的实验方法。

在进行教学设计时，可以抓住新旧知识间的密切联系，先用一定时间复习旧知识，从而使新旧知识两相结合，使学生更易于掌握电阻和电功率的测量方法等知识，更易于理解结构与功能相适应这一物理学的基本原理。

3、善于运用先行组织者帮助学生理解新概念
先行组织者是奥苏贝尔提出并倡导的一种教学策略。

其核心是，在课堂教学中讲授新知识之前，首先为学生设计一个能把握所授知识的本质，对新知识具有引导性、起同化作用的知识结构——组织者，并将其内化为学生的认知结构。

因为组织者必须在正式教授新知识之前呈现给学生，因此称为“先行组织者”。

其实，设计先行组织者，就是对学生原有的认知结构的提炼概括、拓宽和引伸。

例如，通过观察烧开水从壶嘴向外喷“白气”的现象，并思考为什么离开壶嘴一段距离才看出“白气”？从而引导学生得出新的知识结构：让学生思考早晨雾是怎样形成的？草上的露珠是怎样形成的？蒸馒头冒“白气”和冬天我们口中呼出的“白气”是否一样？等等，一旦学生建立起这一先行组织者，学习时更加得心应手。

4、应多角度地对概念进行变式练习
概念理解和掌握的好坏最终要落实到概念的应用上，即学生是否熟练地应用
物理概念解决物理问题。

多角度地对概念进行变式练习，既可以巩固概念，又可以加深理解，还可以增强学生思维的灵敏性、全面性、创造性。

例如，电阻的计算式是在实验的基础上导出的，学生往往从数学角度去理解该公式，误认为电阻与电压成正比，与电流成反比。

这时教师要强调电阻这个概念是怎样从物理现象中抽象概括出来的，它反映了导体本身哪方面的属性，同时指出物理公式的因果关系不会由于数学表达式的变化而发生逆转。

5、在物理概念复习教学中建立整体化的认知结构
奥苏贝尔认为，人的认识过程往往是先认识事物的一般属性，然后在这种一般认识的基础上，逐步认识其具体细节。

教师教学也要遵循认识的自然顺序呈现概念性的组织者，以便学生认知结构中形成同化新的下位知识的框架。

然后呈现具体材料，使学生的认知结构从一般到个别，不断分化。

同时也应重视知识的横向联系，使之达到综合贯通。

综合贯通是指相互并列的知识之间的横向组织，如概念与概念之间、原理与原理之间乃至章节之间的横向联系，亦即对知识的融会贯通。

因此，综合贯通一般出现在上位学习和并列学习中。

在一个物理概念的表达式中，包含了定义方式、物理意义、及单位等内涵。

将表达式间进行横向比较，能促使学生记忆概念、活化概念和深化概念。

例如，速度概念的表达式V=S/t和功率的表达式P=W/t相比较，它们都有反映了另一物理量变化快慢的共同特征；它们的单位都由另外两个物理量的单位复合而成。

另外，像密度、电阻、比热容等概念，从公式上都可看出，对同一物质来说，它们的比值都一个“常数”，反映着物质本身的属性。

这可消除诸如“电压为零时，导体的电阻为零”、“一杯水的密度比半杯水的密度大”等之类的错误。

三、结论
物理教师只有引导学生掌握认知结构同化论的基本理念，并结合物理概念的学习模式---上位学习、下位学习、组合学习，了解学生是否真正掌握了同化新概念的基础知识，教学中注重新旧知识的联系，并善于运用“先行组织者”帮助学生理解新概念，应从多角度地对概念进行变式练习，进而在物理概念复习教学中建立整体化的认知结构，就能克服死记硬背、机械记忆的传统识记方法，使物理知识产生有效迁移，进而提高教学质量，起到事半功倍的效果。

参考文献
[1]孙立仁主编.中学物理微格教学教程.北京:科学出版社,2004.
[2]蔡笑岳主编.心理学.北京:高等教育出版社,2000.
[3]袁维新．认知结构同化论在生物教学中的应用[J]．外国中小学教育，2006（8）
读书的好处
1、行万里路，读万卷书。

2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。

3、读书破万卷，下笔如有神。

4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。

——达尔文
5、少壮不努力，老大徒悲伤。

6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。

——颜真卿
7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。

8、读书要三到：心到、眼到、口到
9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。

10、一日无书，百事荒废。

——陈寿
11、书是人类进步的阶梯。

12、一日不读口生，一日不写手生。

13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。

——高尔基
14、书到用时方恨少、事非经过不知难。

——陆游
15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈——歌德
16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。

——笛卡儿
17、学习永远不晚。

——高尔基
18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。

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19、学而不思则惘，思而不学则殆。

——孔子
20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。

——培根。