認(rèn)知同化理論在微生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

馬旭光，易志剛，孫國峰，江滔

(樂山師范學(xué)院 化學(xué)學(xué)院，四川 樂山 614004)

摘要：在微生物學(xué)的教學(xué)過程中，教師面臨著內(nèi)容廣、知識結(jié)構(gòu)跨度大和知識點縱橫交錯等問題，學(xué)生也反映“看得懂、理不清、記不牢”。認(rèn)知同化理論為解決這一系列問題提供了理論依據(jù)和可操作性。在微生物學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)有意識地運用該理論的合理成分。通過科學(xué)合理的測試，了解學(xué)生學(xué)習(xí)微生物學(xué)的條件；根據(jù)測試結(jié)果，精心組織引導(dǎo)性材料；優(yōu)化教師自身的知識結(jié)構(gòu)，使教與學(xué)產(chǎn)生認(rèn)知共鳴；聯(lián)系實際，激發(fā)和維持學(xué)生學(xué)習(xí)微生物學(xué)的動機；改革評價教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，注重學(xué)生“有意義的使用能力”。同時，還應(yīng)不要局限于某一種教材，針對實際情況構(gòu)建授課“知識網(wǎng)絡(luò)” 以及重視多種教學(xué)方法的靈活運用。

關(guān)鍵詞：認(rèn)知同化理論；微生物學(xué)教學(xué)；有意義學(xué)習(xí)；先行組織者策略；學(xué)習(xí)驅(qū)動力

收稿日期：*2015-01-01

作者簡介：馬旭光(1981-)，甘肅省靜寧人，博士，講師，研究方向：環(huán)境微生物學(xué)。

中圖分類號：G640文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

微生物學(xué)在我國從初創(chuàng)到蓬勃發(fā)展僅有50多年的歷史，具有歷史短、發(fā)展快、內(nèi)容廣、知識結(jié)構(gòu)跨度大、知識點縱橫交錯和聯(lián)系實際緊密等特點。我國微生物學(xué)教育領(lǐng)域的著名學(xué)者周德慶教授在《微生物學(xué)教程》(第一版)的前言中就提到：“在教材的編寫中容易出現(xiàn)主線不清、體系不嚴(yán)密、層次不分明和內(nèi)容多而雜等棘手問題。于是，在教材的使用過程中，聽到‘看得懂、理不清、記不牢’等反映也就不足為奇了”[1]，這充分反映了目前在微生物學(xué)教學(xué)中所面臨的問題。本文從教育心理學(xué)的角度出發(fā)，結(jié)合自己教學(xué)的實際情況，對微生物教學(xué)中所面臨的一系列問題進行剖析，并應(yīng)用認(rèn)知同化理論對微生物學(xué)的教學(xué)設(shè)計和教學(xué)策略進行創(chuàng)新和探討，以期為微生物學(xué)的教學(xué)提供一些幫助。

1認(rèn)知同化理論對微生物學(xué)教學(xué)的指導(dǎo)意義

從教育學(xué)的角度來看，“教育過程是受教育者將一定外在的教育內(nèi)容向自己主體轉(zhuǎn)化的過程”[2]。皮亞杰在《發(fā)生認(rèn)識論原理》中就指出：“同化是指主體將它的感知-運動的或概念的格局應(yīng)用于這些客體的過程。同化有三種水平：在物質(zhì)上，把環(huán)境的成分作為養(yǎng)料，同化于體內(nèi)的形式；感知運動智力，即把自己的行為加以組織；邏輯智力，把經(jīng)驗的內(nèi)容同化為自己的思想形式?！盵3]如何才能使學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容進行有效同化，對微生物教學(xué)而言，就是如何才能將學(xué)生培養(yǎng)為微生物學(xué)相關(guān)問題的解決者。認(rèn)知同化理論為解決此問題提供了理論依據(jù)。

認(rèn)知同化理論的核心內(nèi)容包括三個方面[4-5]：第一，根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，將學(xué)習(xí)分為機械學(xué)習(xí)、有意義學(xué)習(xí)和接受學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)；第二，實現(xiàn)有效同化的過程必須貫徹漸進分化、綜合貫通、序列組織和鞏固性四大原則，且貫徹這些原則要有先行組織者策略的模式和方法；第三，學(xué)生具有認(rèn)知驅(qū)動力、自我增強驅(qū)動力和附屬驅(qū)動力三大學(xué)習(xí)動機。

由此可知，該理論將學(xué)習(xí)論和教學(xué)論有機地結(jié)合在一起，對微生物教學(xué)有以下幾點指導(dǎo)意義：首先，學(xué)生應(yīng)將有意義接受學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)相結(jié)合。其次，教師在講授新內(nèi)容時，要探索貫徹“四大原則”的模式和方法，實現(xiàn)新舊知識的一體化。再次，教師應(yīng)注重激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的驅(qū)動力。

2在微生物學(xué)教學(xué)中應(yīng)用認(rèn)知同化理論的方法

2.1通過科學(xué)合理的測試，了解學(xué)生學(xué)習(xí)微生物學(xué)的條件

學(xué)生學(xué)習(xí)微生物學(xué)的條件主要包括兩方面：一是學(xué)生對微生物認(rèn)知結(jié)構(gòu)的形成以及知識結(jié)構(gòu)的區(qū)分程度和概括水平。二是學(xué)生學(xué)習(xí)微生物的意向。如果學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，缺乏主動尋求與原有知識結(jié)構(gòu)間匹配的意向，則以后的學(xué)習(xí)只是逐字逐句地記憶，很難發(fā)生有效同化。這二者之間是相互聯(lián)系的，如果學(xué)生不具備前者條件，后者就無從談起；只有具備后者，前者才能得到不斷地完善。

為此，教師應(yīng)在講授微生物學(xué)這門課程之前設(shè)計一份測試卷。筆者在測試時，設(shè)計了以下4個問題：

(1)你影響中的微生物是什么樣子的？請描繪出來。

(2)請你根據(jù)自己的理解對微生物給出一個初步的定義。

(3)微生物對你生活的影響主要有哪些方面？這些影響是如何體現(xiàn)出來的？

(4)請你根據(jù)自己對微生物的認(rèn)識，說出你還想了解哪些相關(guān)知識？并說明你的理由。

根據(jù)近三年的連續(xù)測試結(jié)果，學(xué)生對問題(1)的回答呈現(xiàn)多樣化，但缺乏系統(tǒng)性認(rèn)識；對于問題(2)，很少有學(xué)生對微生物進行準(zhǔn)確的定義；對于問題(3)，學(xué)生基本上能說出與微生物緊密相關(guān)的一些方面，如酸奶、疾病、生態(tài)環(huán)境污染治理等，但這些方面是如何體現(xiàn)出來的，很少有學(xué)生能完整地回答上；對于問題(4)，大多數(shù)學(xué)生都從宏觀應(yīng)用方面回答了自己想要了解的微生物知識，但不能從原有的知識結(jié)構(gòu)角度來闡述理由。

2.2根據(jù)測試結(jié)果，精心組織引導(dǎo)性材料

上述測試結(jié)果表明，大多數(shù)學(xué)生對微生物還未建立起一個較完善的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)微生物的意向也比較模糊。究其主要原因是大多數(shù)微生物個體微小，學(xué)生對其沒有感性認(rèn)識，難以建立有效的理性認(rèn)識。

事實上，學(xué)生在學(xué)習(xí)微生物以前，已經(jīng)具有一些構(gòu)建微生物認(rèn)知結(jié)構(gòu)的元素，只是由于缺乏認(rèn)知結(jié)構(gòu)的固著點而使其雜亂無章地堆積在大腦中。為此，教師應(yīng)向?qū)W生提供一些相關(guān)的、包攝性較廣的、清晰和穩(wěn)定的引導(dǎo)性材料，使學(xué)生在原有知識結(jié)構(gòu)中找到支點，順利實現(xiàn)知識的街接與重構(gòu)[6]。這些材料也可讓學(xué)生在課前搜集、準(zhǔn)備，并掌握相關(guān)知識。例如，在講授原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能之前，首先為學(xué)生提供以前學(xué)過的細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)的材料，然后再重點講解細(xì)菌細(xì)胞壁的構(gòu)造、細(xì)菌細(xì)胞的特殊構(gòu)造等新知識。在這個過程中，還要為學(xué)生理清新舊知識之間的邏輯關(guān)系，從而使知識結(jié)構(gòu)間實現(xiàn)匹配化和新舊知識的一體化。再如，在講授微生物的能量代謝之前，讓學(xué)生重溫生物化學(xué)方面的相關(guān)知識，尤其是一些中間代謝產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)式，因為通過了解一條代謝途徑中各中間代謝產(chǎn)物結(jié)構(gòu)式的變化，能較容易地掌握ATP生化反應(yīng)的釋放過程。

2.3優(yōu)化教師自身的知識結(jié)構(gòu)，使教與學(xué)產(chǎn)生認(rèn)知共鳴

教師與學(xué)生之間知識結(jié)構(gòu)的匹配程度，決定了教與學(xué)的相互適應(yīng)性和認(rèn)知共鳴的產(chǎn)生。因此，教師要做到“知己知彼”，在前面“知彼”的基礎(chǔ)上，還應(yīng)“知己”。首先，教師對微生物學(xué)的知識結(jié)構(gòu)要清晰，并要儲備生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、分子生物學(xué)等相關(guān)學(xué)科的知識。其次，要掌握各學(xué)科知識之間轉(zhuǎn)化的難易程度，太難，學(xué)生不能對新舊知識實現(xiàn)順利同化；太易，只是在低水平上簡單重復(fù)。再次，要明白自己的認(rèn)知風(fēng)格，選擇適宜的認(rèn)知策略。

例如，在講授霉菌細(xì)胞的形態(tài)和構(gòu)造時，教師應(yīng)從自身認(rèn)知結(jié)構(gòu)、學(xué)生總體認(rèn)知水平和每個個體認(rèn)知結(jié)構(gòu)的特點三方面把握。教師以前親眼觀察過其菌落的形態(tài)或者顯微鏡下的菌絲體形態(tài)，而學(xué)生此前并沒有這樣的經(jīng)歷。為此，教師應(yīng)用多媒體條件或提供顯微鏡觀察實驗條件，使學(xué)生對其實現(xiàn)從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的飛躍。這樣，學(xué)生就能對這一抽象的過程形象化、具體化，從而使教與學(xué)產(chǎn)生認(rèn)知的共鳴。

2.4聯(lián)系實際，激發(fā)和維持學(xué)生學(xué)習(xí)微生物學(xué)的動機

任何教學(xué)方法注重啟發(fā)式的運用、學(xué)生主體地位的確立和能力的培養(yǎng)等主導(dǎo)思想都是正確的，但最終的目的是使學(xué)生能以獨特的認(rèn)知方式對知識加以理解和同化。為此，教師可以通過多種方式來激發(fā)和維持學(xué)生學(xué)習(xí)微生物學(xué)的驅(qū)動力，尤其要注重對認(rèn)知驅(qū)動力的培養(yǎng)。

例如，在第一節(jié)課先讓學(xué)生了解以下事實：微生物學(xué)是一門年輕而具有廣闊發(fā)展前景的學(xué)科，它的應(yīng)用涉及到食品、醫(yī)療、衛(wèi)生、能源、生態(tài)環(huán)境等多個領(lǐng)域，微生物學(xué)在“朝陽科學(xué)”的生命科學(xué)中還是一門“晨曦科學(xué)”，還是一個“剛剝?nèi)ヒ粚颖硗恋母坏V”；據(jù)估計，目前人類記載過的微生物種類大約只是地球上存在量的5%左右，即使對于最易發(fā)現(xiàn)的約1萬種蕈菌，至今只約有80種作過開發(fā)研究，實現(xiàn)商業(yè)性栽培的還不到10種[1]。在教學(xué)的過程中，還可讓學(xué)生自己檢測人體皮膚、食品、土壤或空氣中的微生物種類及其數(shù)量，或讓他們自己制作酸奶或漿水、釀造食醋、發(fā)酵飼料等；還可以組織學(xué)生到生活周圍的啤酒廠、食用菌栽培基地、釀造廠等參觀，增強他們產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的意識。

2.5改革評價教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，注重學(xué)生“有意義的使用能力”

教學(xué)評價主要包括對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評價和教師教學(xué)工作的評價[7]。對于學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評價而言，只有實現(xiàn)了有意義的同化，才會真正獲得知識，而“意義在于使用”，所以，傳統(tǒng)的考試方式很難判斷學(xué)生的解答究竟是機械記憶的再現(xiàn)還是理解的陳述，只有將所學(xué)的知識經(jīng)過自己的理解和認(rèn)知的再加工，并應(yīng)用于解決實際問題，才是真正掌握該知識的標(biāo)準(zhǔn)。例如，為了考核學(xué)生對微生物營養(yǎng)類型和純培養(yǎng)技術(shù)的掌握，可以讓學(xué)生從自然界分離出具有降解某一大分子有機質(zhì)能力的菌株或以某一有機物作為唯一碳源的微生物菌株；還可以設(shè)置討論性的話題，如人類在21世紀(jì)能否消滅傳染病，用現(xiàn)代細(xì)胞工程能否人工創(chuàng)造出內(nèi)共生固氮的植物細(xì)胞等。

3在微生物學(xué)教學(xué)中應(yīng)用認(rèn)知同化理論時需注意的問題

3.1不要局限于某一種教材，針對實際情況構(gòu)建授課“知識網(wǎng)絡(luò)”

目前我國高校所使用的微生物學(xué)教材有多種，如《周德慶》編著的《微生物學(xué)教程》(第一、二版)、沈萍主編的《微生物學(xué)》和黃秀梨編寫的《微生物學(xué)》等。這些教材各有特點，在教學(xué)過程中，我們應(yīng)根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)層次、教學(xué)條件、學(xué)生知識結(jié)構(gòu)、教師知識結(jié)構(gòu)等實際情況而合理應(yīng)用，但前提是教師在遵循認(rèn)知客觀規(guī)律條件下必須構(gòu)建起一個自己獨特的授課“知識網(wǎng)絡(luò)”，真正做到“因材施教”。

3.2重視多種教學(xué)方法的靈活運用

同化是目的，方法是途徑，教師應(yīng)根據(jù)不同的授課內(nèi)容、學(xué)生的認(rèn)知水平等情況，采用講授法、討論法、探究法、實驗法、參觀法、練習(xí)法、自學(xué)輔導(dǎo)法等多種教學(xué)方法，其最終目的就是讓學(xué)生對所學(xué)知識實現(xiàn)最大限度地同化。對于理論性強的內(nèi)容，如各類微生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能，教師應(yīng)多提供輔助教材，建立學(xué)生的固著點；對于應(yīng)用性強的內(nèi)容，如微生物的生長和控制、微生物的遺傳變異和育種，教師應(yīng)讓學(xué)生多動手，多實踐，在學(xué)生頭腦中建立起一個從理論到實踐的邏輯體系。事實上，對于大多數(shù)的微生物學(xué)內(nèi)容，我們都應(yīng)強調(diào)學(xué)生要有理論指導(dǎo)實踐、實踐檢驗理論和促進理論完善的意識。

“教學(xué)有法，但無定法”。任何一個教學(xué)理論和方法都不可能適合于一門課程所有內(nèi)容的學(xué)習(xí)，也不可能適合于所有的教師和學(xué)生。從目前我國在教學(xué)實踐中取得成果的實質(zhì)來看，都是在運用認(rèn)知同化原理[8-10]。但如何將這一理論落實到微生物的具體教學(xué)方法上，使其更加具體化、更易操作，還需要廣大教師在教學(xué)實踐中不斷進行創(chuàng)新探索。

參考文獻(xiàn)〔〕

[1]周德慶.微生物學(xué)教程(2版)[M]. 北京:高等教育出版社,2006.373.

[2]孫喜亭.教育學(xué)原理[M].北京:北京師范大學(xué)出版社，2007.72.

[3]皮亞杰.發(fā)生認(rèn)識論原理[M].北京:商務(wù)印書館,1997.

[4]潘菽,荊其誠.中國大百科全書:心理學(xué)[M].北京:中國大百科全書出版社,1991.76.

[5]何雪玲.奧蘇貝爾認(rèn)知同化學(xué)習(xí)理論對現(xiàn)代教學(xué)的啟示[J].欽州學(xué)院學(xué)報,2008,23(1):99-102.

[6]尹力.同化教學(xué)理論的構(gòu)建與思考[J].教育評論,1995,(2):17-19.

[7]扈中平.教育學(xué)原理[M].北京:人民教育出版社,2008.372.

[8]余虹.認(rèn)知同化理論對高校思想政治理論課教學(xué)的啟示[J].黑龍江高教研究,2014,(5):94-96.

[9]赫興無.認(rèn)知同化說指導(dǎo)下的地理教學(xué)策略[J].教學(xué)與管理,2014,(33):151-153.

[10]楊晶.奧蘇泊爾的同化理論及其在素描教學(xué)中的應(yīng)用[J].教育探索,2012,(6):63-64.

Application of the Cognition Assimilation Theory in Microbiology Teaching

MA Xu-guang,YI Zhi-gang,SUN Guo-feng,JIANG Tao

(College of Chemistry,Leshan Normal University,Leshan 614004)

Abstract:Teachers have the difficulties of wide content,large span of knowledge structure and criss-cross of knowledge points and students have the problems that they can understand,cannot clear off and remember in the process of teaching microbiology. The cognition assimilation theory provided theoretical basis and maneuverability for resolving these problems. The teachers should consciously apply the rational content of the theory in microbiology teaching,find out the students’ requirements through scientific test in study microbiology,organize leading materials on the basis of test result,optimize oneself knowledge structure for producing cognition feeling between teaching and study,arouse and keep the students’ learning motivation based on practice,reform the teaching evaluation standard and emphasize the students’ meaningful serviceability. At the same time,teachers should estoblish the teaching knowledge network in view of the actual situation,but not to be confined to a certain textbook,and adopt many kinds of teaching methods flexibly.

Key words:The cognition assimilation theory;Microbiology teaching;Meaningful learning;The strategy of pioneer organizer;Learning drivingforce