认知同化理论在微生物学教学中的应用

认知同化理论在微生物学教学中的应用

马旭光，易志刚，孙国峰，江滔

(乐山师范学院 化学学院，四川 乐山 614004)

摘要：在微生物学的教学过程中，教师面临着内容广、知识结构跨度大和知识点纵横交错等问题，学生也反映“看得懂、理不清、记不牢”。认知同化理论为解决这一系列问题提供了理论依据和可操作性。在微生物学教学中，教师应有意识地运用该理论的合理成分。通过科学合理的测试，了解学生学习微生物学的条件；根据测试结果，精心组织引导性材料；优化教师自身的知识结构，使教与学产生认知共鸣；联系实际，激发和维持学生学习微生物学的动机；改革评价教学标准，注重学生“有意义的使用能力”。同时，还应不要局限于某一种教材，针对实际情况构建授课“知识网络” 以及重视多种教学方法的灵活运用。

关键词：认知同化理论；微生物学教学；有意义学习；先行组织者策略；学习驱动力

收稿日期：*2015-01-01

作者简介：马旭光(1981-)，甘肃省静宁人，博士，讲师，研究方向：环境微生物学。

中图分类号：G640文献标识码：A

0引言

微生物学在我国从初创到蓬勃发展仅有50多年的历史，具有历史短、发展快、内容广、知识结构跨度大、知识点纵横交错和联系实际紧密等特点。我国微生物学教育领域的著名学者周德庆教授在《微生物学教程》(第一版)的前言中就提到：“在教材的编写中容易出现主线不清、体系不严密、层次不分明和内容多而杂等棘手问题。于是，在教材的使用过程中，听到‘看得懂、理不清、记不牢’等反映也就不足为奇了”[1]，这充分反映了目前在微生物学教学中所面临的问题。本文从教育心理学的角度出发，结合自己教学的实际情况，对微生物教学中所面临的一系列问题进行剖析，并应用认知同化理论对微生物学的教学设计和教学策略进行创新和探讨，以期为微生物学的教学提供一些帮助。

1认知同化理论对微生物学教学的指导意义

从教育学的角度来看，“教育过程是受教育者将一定外在的教育内容向自己主体转化的过程”[2]。皮亚杰在《发生认识论原理》中就指出：“同化是指主体将它的感知-运动的或概念的格局应用于这些客体的过程。同化有三种水平：在物质上，把环境的成分作为养料，同化于体内的形式；感知运动智力，即把自己的行为加以组织；逻辑智力，把经验的内容同化为自己的思想形式。”[3]如何才能使学生对学习内容进行有效同化，对微生物教学而言，就是如何才能将学生培养为微生物学相关问题的解决者。认知同化理论为解决此问题提供了理论依据。

认知同化理论的核心内容包括三个方面[4-5]：第一，根据不同的分类标准，将学习分为机械学习、有意义学习和接受学习、发现学习；第二，实现有效同化的过程必须贯彻渐进分化、综合贯通、序列组织和巩固性四大原则，且贯彻这些原则要有先行组织者策略的模式和方法；第三，学生具有认知驱动力、自我增强驱动力和附属驱动力三大学习动机。

由此可知，该理论将学习论和教学论有机地结合在一起，对微生物教学有以下几点指导意义：首先，学生应将有意义接受学习和发现学习相结合。其次，教师在讲授新内容时，要探索贯彻“四大原则”的模式和方法，实现新旧知识的一体化。再次，教师应注重激发学生学习的驱动力。

2在微生物学教学中应用认知同化理论的方法

2.1通过科学合理的测试，了解学生学习微生物学的条件

学生学习微生物学的条件主要包括两方面：一是学生对微生物认知结构的形成以及知识结构的区分程度和概括水平。二是学生学习微生物的意向。如果学生在学习过程中，缺乏主动寻求与原有知识结构间匹配的意向，则以后的学习只是逐字逐句地记忆，很难发生有效同化。这二者之间是相互联系的，如果学生不具备前者条件，后者就无从谈起；只有具备后者，前者才能得到不断地完善。

为此，教师应在讲授微生物学这门课程之前设计一份测试卷。笔者在测试时，设计了以下4个问题：

(1)你影响中的微生物是什么样子的？请描绘出来。

(2)请你根据自己的理解对微生物给出一个初步的定义。

(3)微生物对你生活的影响主要有哪些方面？这些影响是如何体现出来的？

(4)请你根据自己对微生物的认识，说出你还想了解哪些相关知识？并说明你的理由。

根据近三年的连续测试结果，学生对问题(1)的回答呈现多样化，但缺乏系统性认识；对于问题(2)，很少有学生对微生物进行准确的定义；对于问题(3)，学生基本上能说出与微生物紧密相关的一些方面，如酸奶、疾病、生态环境污染治理等，但这些方面是如何体现出来的，很少有学生能完整地回答上；对于问题(4)，大多数学生都从宏观应用方面回答了自己想要了解的微生物知识，但不能从原有的知识结构角度来阐述理由。

2.2根据测试结果，精心组织引导性材料

上述测试结果表明，大多数学生对微生物还未建立起一个较完善的认知结构，学习微生物的意向也比较模糊。究其主要原因是大多数微生物个体微小，学生对其没有感性认识，难以建立有效的理性认识。

事实上，学生在学习微生物以前，已经具有一些构建微生物认知结构的元素，只是由于缺乏认知结构的固着点而使其杂乱无章地堆积在大脑中。为此，教师应向学生提供一些相关的、包摄性较广的、清晰和稳定的引导性材料，使学生在原有知识结构中找到支点，顺利实现知识的街接与重构[6]。这些材料也可让学生在课前搜集、准备，并掌握相关知识。例如，在讲授原核生物的形态、构造和功能之前，首先为学生提供以前学过的细胞基本结构的材料，然后再重点讲解细菌细胞壁的构造、细菌细胞的特殊构造等新知识。在这个过程中，还要为学生理清新旧知识之间的逻辑关系，从而使知识结构间实现匹配化和新旧知识的一体化。再如，在讲授微生物的能量代谢之前，让学生重温生物化学方面的相关知识，尤其是一些中间代谢产物的结构式，因为通过了解一条代谢途径中各中间代谢产物结构式的变化，能较容易地掌握ATP生化反应的释放过程。

2.3优化教师自身的知识结构，使教与学产生认知共鸣

教师与学生之间知识结构的匹配程度，决定了教与学的相互适应性和认知共鸣的产生。因此，教师要做到“知己知彼”，在前面“知彼”的基础上，还应“知己”。首先，教师对微生物学的知识结构要清晰，并要储备生物化学、细胞生物学、分子遗传学、分子生物学等相关学科的知识。其次，要掌握各学科知识之间转化的难易程度，太难，学生不能对新旧知识实现顺利同化；太易，只是在低水平上简单重复。再次，要明白自己的认知风格，选择适宜的认知策略。

例如，在讲授霉菌细胞的形态和构造时，教师应从自身认知结构、学生总体认知水平和每个个体认知结构的特点三方面把握。教师以前亲眼观察过其菌落的形态或者显微镜下的菌丝体形态，而学生此前并没有这样的经历。为此，教师应用多媒体条件或提供显微镜观察实验条件，使学生对其实现从感性认识到理性认识的飞跃。这样，学生就能对这一抽象的过程形象化、具体化，从而使教与学产生认知的共鸣。

2.4联系实际，激发和维持学生学习微生物学的动机

任何教学方法注重启发式的运用、学生主体地位的确立和能力的培养等主导思想都是正确的，但最终的目的是使学生能以独特的认知方式对知识加以理解和同化。为此，教师可以通过多种方式来激发和维持学生学习微生物学的驱动力，尤其要注重对认知驱动力的培养。

例如，在第一节课先让学生了解以下事实：微生物学是一门年轻而具有广阔发展前景的学科，它的应用涉及到食品、医疗、卫生、能源、生态环境等多个领域，微生物学在“朝阳科学”的生命科学中还是一门“晨曦科学”，还是一个“刚剥去一层表土的富矿”；据估计，目前人类记载过的微生物种类大约只是地球上存在量的5%左右，即使对于最易发现的约1万种蕈菌，至今只约有80种作过开发研究，实现商业性栽培的还不到10种[1]。在教学的过程中，还可让学生自己检测人体皮肤、食品、土壤或空气中的微生物种类及其数量，或让他们自己制作酸奶或浆水、酿造食醋、发酵饲料等；还可以组织学生到生活周围的啤酒厂、食用菌栽培基地、酿造厂等参观，增强他们产、学、研相结合的意识。

2.5改革评价教学标准，注重学生“有意义的使用能力”

教学评价主要包括对学生学习效果的评价和教师教学工作的评价[7]。对于学生学习效果的评价而言，只有实现了有意义的同化，才会真正获得知识，而“意义在于使用”，所以，传统的考试方式很难判断学生的解答究竟是机械记忆的再现还是理解的陈述，只有将所学的知识经过自己的理解和认知的再加工，并应用于解决实际问题，才是真正掌握该知识的标准。例如，为了考核学生对微生物营养类型和纯培养技术的掌握，可以让学生从自然界分离出具有降解某一大分子有机质能力的菌株或以某一有机物作为唯一碳源的微生物菌株；还可以设置讨论性的话题，如人类在21世纪能否消灭传染病，用现代细胞工程能否人工创造出内共生固氮的植物细胞等。

3在微生物学教学中应用认知同化理论时需注意的问题

3.1不要局限于某一种教材，针对实际情况构建授课“知识网络”

目前我国高校所使用的微生物学教材有多种，如《周德庆》编著的《微生物学教程》(第一、二版)、沈萍主编的《微生物学》和黄秀梨编写的《微生物学》等。这些教材各有特点，在教学过程中，我们应根据培养目标、教学层次、教学条件、学生知识结构、教师知识结构等实际情况而合理应用，但前提是教师在遵循认知客观规律条件下必须构建起一个自己独特的授课“知识网络”，真正做到“因材施教”。

3.2重视多种教学方法的灵活运用

同化是目的，方法是途径，教师应根据不同的授课内容、学生的认知水平等情况，采用讲授法、讨论法、探究法、实验法、参观法、练习法、自学辅导法等多种教学方法，其最终目的就是让学生对所学知识实现最大限度地同化。对于理论性强的内容，如各类微生物的形态、构造和功能，教师应多提供辅助教材，建立学生的固着点；对于应用性强的内容，如微生物的生长和控制、微生物的遗传变异和育种，教师应让学生多动手，多实践，在学生头脑中建立起一个从理论到实践的逻辑体系。事实上，对于大多数的微生物学内容，我们都应强调学生要有理论指导实践、实践检验理论和促进理论完善的意识。

“教学有法，但无定法”。任何一个教学理论和方法都不可能适合于一门课程所有内容的学习，也不可能适合于所有的教师和学生。从目前我国在教学实践中取得成果的实质来看，都是在运用认知同化原理[8-10]。但如何将这一理论落实到微生物的具体教学方法上，使其更加具体化、更易操作，还需要广大教师在教学实践中不断进行创新探索。

参考文献〔〕

[1]周德庆.微生物学教程(2版)[M]. 北京:高等教育出版社,2006.373.

[2]孙喜亭.教育学原理[M].北京:北京师范大学出版社，2007.72.

[3]皮亚杰.发生认识论原理[M].北京:商务印书馆,1997.

[4]潘菽,荆其诚.中国大百科全书:心理学[M].北京:中国大百科全书出版社,1991.76.

[5]何雪玲.奥苏贝尔认知同化学习理论对现代教学的启示[J].钦州学院学报,2008,23(1):99-102.

[6]尹力.同化教学理论的构建与思考[J].教育评论,1995,(2):17-19.

[7]扈中平.教育学原理[M].北京:人民教育出版社,2008.372.

[8]余虹.认知同化理论对高校思想政治理论课教学的启示[J].黑龙江高教研究,2014,(5):94-96.

[9]赫兴无.认知同化说指导下的地理教学策略[J].教学与管理,2014,(33):151-153.

[10]杨晶.奥苏泊尔的同化理论及其在素描教学中的应用[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