关于建构主义学习理论对化学教育的启示

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论文摘要：建构主义学习理论是一种研究认知结构的发生、发展过程以厦心理起源的学说。它提出了认知结构的四个基本要素；图式、同化、顺应和平衡以厦它们相互之间的转换关系，为我们考察学习本质和了解学习的过程提供了一种新的思路。本文详尽地论述了皮亚杰学说的基本观点、认知发展理论，并从高中化学总复习的教学策略作为切入点，较深入地探讨了学生认知结构的改造和重组与化学教学的关系。

论文关键词：建构主叉；顺应；认知结构；重组

一、皮亚杰学说的基本观点

在学习理论的发展历史上，瑞士心理学家让·皮亚杰占有杰出的地位，他的认识论被称之为建构主义理论。他的基本观点是，人的知识既不是客观的东西，也不是主观的东西。而是个体与环境交互作用的过程中逐渐建构的结果。历来人们对学生的发展问题的认识存在三种主要的观点，其一是认为学生的发展主要是受先天因素制约的(遗传说)，其二是认为学生的发展主要是受后天的经验所决定的(环境说)，其三则认为学生的发展要从遗传和环境的交互作用中求得制约的因素(相互作用说)，皮亚杰则是第三种观点的代表。这样看来，学习过程并不是简单的信息输入、存储和提取，“信息输入”包含着新旧经验之间双向的相互作用过程，包含着外部信息的重新编码和意义建构过程。所有的知识都是在个体与外部的相互作用中，通过个与经验世界的对话而建构起来的。皮亚杰的发生认识论，是一种研究认知的结构、发生、发展过程，以及心理起源的学说。它主要研究的内容是知识的起源、知识的形成以及知识构成的心理机制。

皮亚杰对认知发展的看法，来自于他对某些有机体生物学上发展的分析。他对软件动物的研究表明，有机体的某些发生论上的变化，既不完全是由遗传决定的，也不完全是环境事件变化的结果。例如，他发现一些软体动物，从平静的水面迁徒到水流湍急的地方后，外型会变得短一些。这种建构对这些软体动物在水流湍急的地方生存下去是十分必需的。而且，这种生物学上的变化，软体动物会一代一代地遗传下去。这是因为长时期环境的作用而导致的遗传物质变化的结果。皮亚杰由此得出结论：有机体在发生、发展过程中并不是消极被动的，生物适应环境，从而幸存下来，是有机体与环境之间相互作用的过程。有机体在对变化了的环境条件下作出反应的过程中，建构了它所需要的特定的生物学上的结构。

从生物学研究转向心理学研究的皮亚杰，力图把生物学与认识论两者沟通起来。在他看来，心理学是沟通生物学与认识论的最好桥梁。他的基本观点是，不能把认识的发展与智慧的成长割裂开来。他认为，前面对生物发展的描述，也揭示了人类智慧发展的实质。智慧就像其它有生命力的系统一样，也是适应环境的过程。同样，认知结构也像生物学上的结构一样，既不是事先就在头脑中，也不是外部世界所赋予的，个体的智慧和认识是通过与环境相互作用而得到生长和发展的。其中，个体与环境(包括外部环境中的其他人)的相互作用(互动)是学习得以发生的客观基础：个体在内部通过一系列心智操作，完成新旧经验的相互作用，从而建构起新的知识和理解，在内部建构起调节行为的心理结构的过程，是学习发生的内在机制：个体的行为变化或对环境的适应性行为。是学习发生的外在表现。

总之，学习本质上是知识的主动建构过程，是个体与外部世界的相互作用过程中，以一定的社会交往、社会规范、社会文化产品为背景，在已有经验和知识的基础上，建构自己新的知识和理解的过程，是意义的生成过程。

二、皮亚杰的认知发展理论

皮亚杰认为“智慧就是适应”，适应就是有机体与环境取得平衡，而这种平衡则依赖于有机体的同化与顺应两种机能的协调。他认为认知结构有四个基本的要素，就是图式、同化、顺应和平衡。“图式”是指个体世界的知觉、理解和思考的方式。我们可以把图式看作是心理活动的框架或组织结构。在皮亚杰看来，图式可以说是认知结构的起点和核心，或者说是人类认识事物的基础。婴儿出生后头脑中就有着本能的图式，是遗传性的图式，个体之所以能对刺激作出某种反应，是由于个体具有能够同化这种刺激的某种图式。因此，图式的形式和变化是认知发展的实质。

“同化”原本是一个生物学的概念，它是指有机体把外部要素整合进自己结构中去的过程。在认知发展理论中，同化是指个体对刺激输入的过滤或改变的过程。也就是说，个体在感受到信息刺激时，会把信息纳入头脑中原有的图式之中，使其成为自身的一部分，就像消化系统将营养物质吸收一样。所不同的只是涉及的变化不是生理性的，而是机能性的，此时只能引起图式的量的变化。在这种学习中，已有的知识与经验迁移到新知识学习中，成为新知识学习的重要支撑和基础，从而促成了新知识的学习。这种在原有知识基础上的建构，属于已有知识与经验促进新知识学习的正迁移。随着个体认知的发展，同化会经历下列三种形式：①再现性同化，即基于学生对出现的某一刺激作出相同的重复反应；②再认性同化，即基于学生辩别物体之间的差异借以作出不同反应的能力；③概括性同化，即基于学生知觉物体之间的相似性并把它们归于不同类别的能力。

“顺应”则是指“有机体调节自己的内部结构以适应特定刺激情境的过程”。顺应是与同化伴随而行的。当个体遇到不能用原有的图式来同化新的刺激时，便要对原有的图式加以修改或重建，以适应环境。在这种概念转变学习中，需要清晰地对已有的概念结构进行重组。要经过顺应的过程，学习者才能建构起新的知识。这是已有的知识与经验在新知识学习中的负迁移。可见就本质而言，同化主要是指个体对环境的作用，顺应则主要是指环境对个体的作用。显然，在我们的教学中，学生接受信息如果只有同化，而没有顺应，就不可能引起图式质的变化，那就谈不上发展。对于重组和改造个体内部的认知结构来说，顺应应比同化占有更重要的地位。因此，学习是个体主动建构的过程，学习者不是被动的刺激接受者，他要对外部信息做主动的加工、选择和批判。而且，知识或意义也不是简单由外部信息单方面决定的，意义是学习者在已有知识和经验的基础上，通过新旧知识经验间反复的、双向的相互作用过程而建构起来的。其中，每个学习者都以自己原有的知识和经验系统(图式)为基础对新的信息进行编码，建构自己的理解，同时使原有的知识与经验系统有所增长(同化)或发生调整和改变(顺应)。因此，学习不是仅仅指简单的信息积累和增长(扩大性学习)，而同时包含由于新旧经验的冲突而引发的观念转变和结构重组(概念转变学习)。"

笔者认为，对于个体的成长来说，极为重要的就是个体内部的认知结构的形成和变化，而一旦形成了认知结构，则个体的发展主要决定于它的认知结构的改造、重组和调整。尽管人的认知发展水平的高低，决定了这种同化和顺应的双向建构的深化程度，决定于这种双向结构的发展，决定于这种结构的不断扩展和螺旋式上升的建构，但顺应始终应处于比同化更重要的地位，因为顺应追求的是个体图式的质变。学校的学科教育担负着促进学生认知成熟的特殊使命，在化学教学中，教师有责任不断求得学生的认知结构循环的同化与顺应的不断的平衡，但平衡是相对的，不平衡是绝对的，旧的平衡向新的平衡转化的关键，是个体旧有图式的改造，使其发生质的变化，是学生认知结构的重组与调整。由此皮亚杰的建构主义学习观为我们提供了考察学习本质和了解学习过程的一种新思路，我们正应该这样来认识皮亚杰理论的精萃。

三、重视学生认知结构的改造与重组是改进化学教学的重要问题

皮亚杰的学习理论给予我们的重要启示是我们必须在学生的学习过程中正确把握和处理好同化、顺应和平衡三者之间的关系。平衡是相对的，暂时的，不平衡才能促进学生的发展，而发展才是我们所追求的根本目的，从这个意义上来说，顺应比同化更重要，更应占先。中学生就年龄来说，他们已处于形式运演的认知发展阶段，已经形成了各自的认知结构，继续促进学生的发展，就意味着要不断地通过同化顺应、平衡的循环，促使学生的认知结构发生质的变化，这种质的变化就是认知结构的改造、重组和调整，而其抓手显然应该是“顺应”。我们要采取各种教学手段促使学生发生顺应的过程，这样才能在学习中不断促使学生的认知结构发生质的变化，才能不断地提高我们的化学课堂教学的质量和效益。

举例来说，在化学教学中，我们常常遇到这样的问题，即怎样进行化学知识的系统复习?这也是每一位化学教师面临的一个高三总复习的教学策略问题。如果第一轮复习只进行简单的机械重复(这对于基础知识和基本技能较差的学生来讲很有必要)，这轮复习很少有学生认知结构的改造和重组。如果第二轮复习在必要重复的基础上进行认真的分块、归类和分析(即把高中化学内容分为六大块)并进行深入地讨论和教学，显然改造、重组和调整认知结构的份量会有所增加。如果第三轮复习在必要的重复加分块、归类和分析外，能精选例题作练习讲解，则改造、重组认知结构的量会更大。一般的化学教师在系统复习过程中大致只做了如上三件事，因此改造、重组认知结构的的量也就达到了顶点，很难再有新的突破，接着就是漫无目的地搞题海战术，使学生就像一台做题目的机器，企盼用大运动量的训练，来达到复习巩固的目的。这种做法充其量不过是利用练习把学生学习情景的新鲜变为陈旧，以降低学生的学习水平层次，以应付高考，这种低效的、意义不大的机械学习，其知识意义自主建构过程基本消失，没有在不断促使学生的认知结构发生新的质的变化上下功夫。一般来讲，高考化学总复习大致可分为以下三轮，第一轮应以知识分块、系统归纳和分析知识为主，第二轮以练习配合讲评、讨论为主，第三轮应该以思维训练和方法指导为主，也即应以充分有力的新情境、新思路、新方法来提高学生的思维能力、迁移能力和分析问题、解决问题的能力，促进学生认知结构的改造、重组和调整。但由于缺少资料和方法，第三轮复习的思维训练和方法指导色彩不浓，改组学生的认知结构、促进学生新的顺应的外界刺激，不新颖、无力度。因此，学生往往感到收获不够大，效益不够高。

这就为我们提出了一个新的课题，即如何在第三轮复习中，通过对学生的思维形式和化学方法进行训练，以改造、重组和调整学生的认知结构，使学生对知识在头脑中进行有效的组织和排序，运用规则、方法、思路减少学生思考问题时的混乱和盲目程度，完成知识意义自主建构的过程。这里有两个问题似乎是重要的，一是要精选问题，思维由问题情境而始，问题情境新颖有力(既新又有一定的思维容量)，才能促进思维，促进学生的顺应过程。同时这些问题应该是有层次的。结构有序的，以阶梯式排列的，表现出足够有力的思维梯度的。通过对这些问题的讨论分析，能对学生解题的迁移能力、思维能力、分析问题和解决问题的能力有提高，能引起学生顺应的渐进性和跳跃性的发展。二是要总结归纳出与化学学习紧密相关的化学思维方法和运用数理进行运算和逻辑推理的能力。诸如，分析与综合、比较与分类、抽象与概括、归纳与演绎、求同与存异、类比方法、模型化与数量化等。在教学中也有很多数学方法经常用到，例如，代数方法、不等式法、不定方程方法、数列方法、极值方法、等效平衡方法、误差理论方法和微积分的简单应用等。每一种方法都要加以具有代表性的、综合性的例证，并融入教师的头脑中，让教师能真正领会并熟练运用，这样才会有利于学生的数理一逻辑智能的发展，使学生的认知结构发生重大的改造、重组和调整。

唯有如此，我们才能在改进化学总复习教学，使学生的基础知识、基本技能和各种能力都得到很大的发展，在提高课堂教学质量上有所突破，才能在现代学习理论的指导下。通过教与学的实践产生不同于以往的新鲜经验，这就是我们学习皮亚杰建构主义学习理论的一点体会。