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摘 要 固着观念是指学生认知结构中已有的对某特定新知识起固定作用的观念，它是同化学习发生的前提与保障。研究学生生物学新知识相关的固着观念，是生物教学的客观要求。以“细胞生活的环境”的教学内容为例，通过对学生相关固着观念的特点及其与新知识的包容关系等研究，提出找准、激活固着观念以促进学生同化学习的一些策略。
关键词 认知结构 固着观念 同化学习 生物学教学
中图分类号G633.91 文献标识码B
“细胞生活的环境”是普通高中生物课程标准实验教科书《生物3稳态与环境》(必修)第一章“人体的内环境与稳态”的第一节内容，包括细胞生活在细胞外液中、细胞外液的成分、细胞外液的渗透压与酸碱度、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介等四部分内容。这些内容是学生充分理解“稳态及其生理意义”的基础，对学好本节乃至本模块也具有重要的作用。然而，通过几年的教学发现，由于本节内容中新概念较多，不少知识也较为抽象，特别是其中的许多知识都与学生已往的知识经验联系紧密，因此，学生头脑中装的知识经验如何，如是否丰富全面、清晰有序等将直接影响学生对本节内容的学习效果。按奥苏贝尔的认知同化学习理论来分析，学生头脑中所装的这些旧的知识经验其实就是其学习和记忆新知识时必要的“固着点”，又称固着观念，有了它们，就可以有效地同化新知识，更好地学习本节内容。
1 认知同化学习理论简介
奥苏贝尔认为，学生有意义学习离不开其原有的认知结构，所谓认知结构就是指学习者现有的知识的数量、清晰度和组织结构，它是由学生眼下能回想出来的事实、概念、命题及理论等构成的。这些事实、概念、命题及理论等统称为“观念”。他认为学习就是在这些观念的作用下，使新学习的材料(新观念)本身达到有效的内在联系，同时还要与原有的认知结构中相关的观念关联起来并发生作用，于是新材料在学习者头脑中便有了真正的意义，即学习者对学习材料有了理解，这样有意义学习便发生了。奥苏贝尔把学生认知结构中已有的对某特定学习材料起固定作用的观念称为固着观念，把这种促成新知识内部及新旧知识之间相互联系的作用称为同化作用，把这样的有意义学习称为同化学习。由此看来，教师认真研究学生认知结构中与新知识相关的固着观念并使其发挥最大的同化作用是生物教学的客观要求。
2 分析同化学习发生的条件，探究适合“细胞生活的环境”的教学策略
2.1 找准固着观念是同化学习的有效发生的前提
学生不是空着脑袋走进学习情境的，在学习本节课之前，其认知结构中或多或少装了一些固着观念，这些固着观念既可能是源于生活的实践经验，又可能是来自书本的理论知识；既可能是科学知识，又可能是前科学知识；既可能是本门学科的基础知识，又可能是其他学科的关联知识；既可能是陈述性知识，又可能是程序性知识，还可能是策略性知识……只要是与本节新知识有关联且可用于固着新知识的原有观念都是固着观念。如在本节内容的学习中，学生初中学过的“血液的组成、草履虫的培养液”等知识就是学习“细胞生活环境”的固着观念，再如“溶液的浓度或渗透压概念以及渗透原理”就是学生理解“细胞外液渗透压”的固着观念，甚至学生日常生活中“喝水解渴现象”或“手脚磨出水泡的情境与感受”等都可以成为其理解细胞外液内涵的固着观念。
然而，在学习本节课之前，学生认知结构中的观念不仅很多，而且往往很杂，有的观念能成为固着本节新知识的固着观念，而有的则不能。对于相关的固着观念往往也带有个体差异，有的学生有，而有的则没有，有的固着观念为学生所共有，而有的则为部分学生所具有。就是共有的固着观念也可能存在清晰程度的差异，即有的内容丰富、记忆深刻、表征恰当、结构完善，所以稳定性强，同化作用大，而有的则恰好相反……所有这些客观的差异性都决定了教师在进行本节课的教学时，应该对学生的认知结构有较为清楚的了解，尤其是对其固着观念更要能作出科学而合理的预测与推断。即教师把握其清晰度，了解其差异性以及掌握它与新材料耦联对应关系等。只有这样，教师才能更好地找准新材料学习的固着观念。有了固着观念，才能对新知识进行固着与同化，也就是说同化学习的发生才有可能。
笔者在挖掘本节教材内涵及研究学生认知结构的基础上，对新材料进行了梳理与分析，找出了它们与相关固着观念的应然的对应关系，如表，1所示。
2.2 激活固着观念是同化学习有效发生的保障
那么表1中所列出的与本节课学习相关的固着观念在学生的头脑中存在的状况究竟如何?经过广泛的调研，发现主要存在如下几方面的情况。
2.2.1 变化性
即学生的固着观念具有很大的波动性、不稳定性及不整齐性。一方面因其带有个体差异而在学生的整体中呈横向变化，即不同的学生所具有的对应于某特定新材料的固着观念往往是不同的。另一方面，它又有可能随着条件的改变而有所变化：或因时间的延长、记忆的衰退或其他条件的弱化甚至缺少而变得模糊；或因有关条件的加强如相同类知识的不断学习等而变得越来越清晰、稳定等。也就是说，它同时具有纵向变化性。例如，在学习本节“内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介”这块内容时，所用到的主要固着观念其实就是初中学过的“循环、呼吸、消化、排泄等系统”的知识或相关图解。调查表明，这些知识的掌握情况存在着明显的个体差异，有的因十分清楚故同化作用良好，而有的却因记忆模糊而基本失去同化作用；有的因及时复习而得到强化，有的因长期没有复习而逐渐消退。所以不同的学生头脑中这一固着观念不仅是不同的，而且也是变化的。
针对学生固着观念的变化性特点，教师的教学策略是：把握学生固着观念变化的各种可能性以及发展变化的趋势，以变化的眼光在具有变化性的学生整体中寻找与利用不断变化的固着观念，服务于教学，以促进学生同化学习。
2.2.2 不完善性
即学生有关本节知识的固着观念明显具有不完善的特点，包括内容不具体、不充实，甚至有的不科学，表征不恰当，结构不合理等。
针对学生固着观念不完善的特点，教师的教学策略是：充分挖掘教材内涵，理清各知识点及其相互关系，同时还要分析、研究学生头脑中可能有的与这些知识点相关的固着观念存在状况，并找出新旧联系。针对不完善的固着观念，教师应采取相关策略，如通过巩固、补充、纠正、重组、浓缩、序化、再造等加工方法，使其变得内容充实具体、表征恰当有序、结构完善稳定等，因而大大提高固着观念对新材料的接纳、吸收与合并的功能。其实这就是一个对固着观念强化与激活的过程。
如在“细胞外液的渗透压与酸碱度”的教学中，为了使学生更好地理解“细胞外液的渗透压、pH及体温等理化特性及维持机理”等知识，教师可将学生头脑 中相关的较为模糊不清或杂乱无章的固着观念进行加工整理使之序化后形成如下的知识系列：①溶液的浓度及渗透压概念；②渗透吸水及其原理；③等渗溶液及生理盐水；④水中毒及口渴现象；⑤HCOf、HP04M42-一分别与H 、OH_发生反应的反应式；⑥体温的变化与产热、放热的关系；⑦人在寒冷或炎热环境下的生理反应与感受等。通过这样加工之后，这些固着观念便更加清晰稳定了，当然其同化新知识的功能也便加强了。
此外，固着观念与新材料之间还存在着内涵上的远近关系及因二者区别程度、独立程度的不同而具有的混淆程度的差异等。这些特点决定了这些固着观念可被利用的程度。如距离越近、混淆程度越小的固着观念其同化新知识的作用便越强，因而同化学习的效果也就越好，可利用程度也就越大。混淆程度过大，距离过远以至于对新知识不能起到固着作用的观念便不能称为固着观念了。由此看来，教师应根据学生认知结构中固着观念的可利用程度及其与新材料的混淆程度而合理地选用相应的固着观念。
当然，作为某一新材料的固着观念往往不止一个，但其中总会有一个或几个起主要作用，事实上同化学习往往就是在以主要固着观念为主，其他次要观念为辅的共同作用中发生的。教师在研究与利用固着观念时，应把握主因律与合因律，即抓住重点，兼顾其他，以服务于教学。2，3研究固着观念与新材料的包容关系，使同化学习按三种模式发生
固着观念只有与相关学习材料关联起来并发生作用后，同化学习才有可能发生。因此，弄清二者关系至关重要。从包容的情况来看，有这样的三种关系，即下位关系、上位关系、组合关系。与之对应的同化学习有三种，即下位学习，上位学习与组合学习。它们并称为同化学习的三种模式。
2.3.1 下位关系与下位学习
当学习者认知结构中的固着观念在概括与包摄水平上高于新学习的知识时，固着观念与新材料构成下位关系，这样的固着观念被称为上位的固着观念，相应的学习称为下位学习。这是一种由一般到特殊，由抽象到具体的演绎学习模式。如学生头脑中已有的“溶液的浓度及渗透压概念以及细胞渗透吸水及其原理”等知识就是其理解与学习“细胞外液的渗透压”的上位固着观念。学生认知结构中正因为有了“溶液的浓度及渗透压概念以及细胞渗透吸水及其原理”这～原有观念，才会与新知识“细胞外液的渗透压”关联起来并发生作用。具体地说，学生正因为对普通溶液的渗透压及渗透原理等概念有了清楚的记忆与理解，才会对“细胞外液的渗透压”作出科学而合理的分析，即“细胞外液”其实与“普通溶液”一样其渗透压决定于溶液中溶质微粒密度的高低。于是“普通溶液的渗透压”便同化了“细胞外液的渗透压”，从而使后者有了新的意义，于是同化学习便发生了。
2.3.2 上位关系与上位学习
当学习者认知结构中已有的固着观念在包摄水平上低于新学习的知识时，新旧知识构成上位关系，这样的学习称为上位学习。如学生在学习“细胞外液的成分”知识时，往往是基于其本节刚刚学习的“血浆的成分”知识，并以此为下位固着观念去同化“细胞外液的成分”，从而使学生形成新的更加全面的意义。
2.3.3 组合关系与组合学习
新学知识与认知结构中的固着观念之间既不产生上位联系，又不能产生下位联系，而有可能产生联合意义。这样的关系为组合关系，这样的学习为组合学习。如以“原始生命或草履虫生活的环境”为固着观念对“体内细胞生活在细胞外液中”进行同化学习即为此类学习。再如学生初中时“利用绘图法学习四大系统的学习策略”就可以成为其学习“内环境是细胞与外界环境之间物质交换的媒介”的学习策略。即在学习策略的选择与应用上，前者可以作为固着观念同化后者。
在生物教学中，教师要充分研究同化学习的三种模式，目的就是为了更好地把握新知识被同化的规律，以促进学生同化学习。这便要求生物教师不仅要能清楚地掌握初、高中生物学知识体系框架，弄清各知识类别及相互关系，根据不同类别的知识选择不同的同化模式，而且还要能对教材知识顺序作更为合理地调整，使之与学生的认知结构的层次达到一致。即：使教材的知识体系及逻辑联系与学生的认知结构中的观念体系及逻辑联系相耦合。更重要的是要能找准固着观念，采取策略激活与强化固着观念，把握每一新教材与固着观念的客观对应关系及包容关系等。只有这样，才能促使学生更为有效，更为顺利地进行生物知识的同化学习。
关键词 认知结构 固着观念 同化学习 生物学教学
中图分类号G633.91 文献标识码B
“细胞生活的环境”是普通高中生物课程标准实验教科书《生物3稳态与环境》(必修)第一章“人体的内环境与稳态”的第一节内容，包括细胞生活在细胞外液中、细胞外液的成分、细胞外液的渗透压与酸碱度、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介等四部分内容。这些内容是学生充分理解“稳态及其生理意义”的基础，对学好本节乃至本模块也具有重要的作用。然而，通过几年的教学发现，由于本节内容中新概念较多，不少知识也较为抽象，特别是其中的许多知识都与学生已往的知识经验联系紧密，因此，学生头脑中装的知识经验如何，如是否丰富全面、清晰有序等将直接影响学生对本节内容的学习效果。按奥苏贝尔的认知同化学习理论来分析，学生头脑中所装的这些旧的知识经验其实就是其学习和记忆新知识时必要的“固着点”，又称固着观念，有了它们，就可以有效地同化新知识，更好地学习本节内容。
1 认知同化学习理论简介
奥苏贝尔认为，学生有意义学习离不开其原有的认知结构，所谓认知结构就是指学习者现有的知识的数量、清晰度和组织结构，它是由学生眼下能回想出来的事实、概念、命题及理论等构成的。这些事实、概念、命题及理论等统称为“观念”。他认为学习就是在这些观念的作用下，使新学习的材料(新观念)本身达到有效的内在联系，同时还要与原有的认知结构中相关的观念关联起来并发生作用，于是新材料在学习者头脑中便有了真正的意义，即学习者对学习材料有了理解，这样有意义学习便发生了。奥苏贝尔把学生认知结构中已有的对某特定学习材料起固定作用的观念称为固着观念，把这种促成新知识内部及新旧知识之间相互联系的作用称为同化作用，把这样的有意义学习称为同化学习。由此看来，教师认真研究学生认知结构中与新知识相关的固着观念并使其发挥最大的同化作用是生物教学的客观要求。
2 分析同化学习发生的条件，探究适合“细胞生活的环境”的教学策略
2.1 找准固着观念是同化学习的有效发生的前提
学生不是空着脑袋走进学习情境的，在学习本节课之前，其认知结构中或多或少装了一些固着观念，这些固着观念既可能是源于生活的实践经验，又可能是来自书本的理论知识；既可能是科学知识，又可能是前科学知识；既可能是本门学科的基础知识，又可能是其他学科的关联知识；既可能是陈述性知识，又可能是程序性知识，还可能是策略性知识……只要是与本节新知识有关联且可用于固着新知识的原有观念都是固着观念。如在本节内容的学习中，学生初中学过的“血液的组成、草履虫的培养液”等知识就是学习“细胞生活环境”的固着观念，再如“溶液的浓度或渗透压概念以及渗透原理”就是学生理解“细胞外液渗透压”的固着观念，甚至学生日常生活中“喝水解渴现象”或“手脚磨出水泡的情境与感受”等都可以成为其理解细胞外液内涵的固着观念。
然而，在学习本节课之前，学生认知结构中的观念不仅很多，而且往往很杂，有的观念能成为固着本节新知识的固着观念，而有的则不能。对于相关的固着观念往往也带有个体差异，有的学生有，而有的则没有，有的固着观念为学生所共有，而有的则为部分学生所具有。就是共有的固着观念也可能存在清晰程度的差异，即有的内容丰富、记忆深刻、表征恰当、结构完善，所以稳定性强，同化作用大，而有的则恰好相反……所有这些客观的差异性都决定了教师在进行本节课的教学时，应该对学生的认知结构有较为清楚的了解，尤其是对其固着观念更要能作出科学而合理的预测与推断。即教师把握其清晰度，了解其差异性以及掌握它与新材料耦联对应关系等。只有这样，教师才能更好地找准新材料学习的固着观念。有了固着观念，才能对新知识进行固着与同化，也就是说同化学习的发生才有可能。
笔者在挖掘本节教材内涵及研究学生认知结构的基础上，对新材料进行了梳理与分析，找出了它们与相关固着观念的应然的对应关系，如表，1所示。
2.2 激活固着观念是同化学习有效发生的保障
那么表1中所列出的与本节课学习相关的固着观念在学生的头脑中存在的状况究竟如何?经过广泛的调研，发现主要存在如下几方面的情况。
2.2.1 变化性
即学生的固着观念具有很大的波动性、不稳定性及不整齐性。一方面因其带有个体差异而在学生的整体中呈横向变化，即不同的学生所具有的对应于某特定新材料的固着观念往往是不同的。另一方面，它又有可能随着条件的改变而有所变化：或因时间的延长、记忆的衰退或其他条件的弱化甚至缺少而变得模糊；或因有关条件的加强如相同类知识的不断学习等而变得越来越清晰、稳定等。也就是说，它同时具有纵向变化性。例如，在学习本节“内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介”这块内容时，所用到的主要固着观念其实就是初中学过的“循环、呼吸、消化、排泄等系统”的知识或相关图解。调查表明，这些知识的掌握情况存在着明显的个体差异，有的因十分清楚故同化作用良好，而有的却因记忆模糊而基本失去同化作用；有的因及时复习而得到强化，有的因长期没有复习而逐渐消退。所以不同的学生头脑中这一固着观念不仅是不同的，而且也是变化的。
针对学生固着观念的变化性特点，教师的教学策略是：把握学生固着观念变化的各种可能性以及发展变化的趋势，以变化的眼光在具有变化性的学生整体中寻找与利用不断变化的固着观念，服务于教学，以促进学生同化学习。
2.2.2 不完善性
即学生有关本节知识的固着观念明显具有不完善的特点，包括内容不具体、不充实，甚至有的不科学，表征不恰当，结构不合理等。
针对学生固着观念不完善的特点，教师的教学策略是：充分挖掘教材内涵，理清各知识点及其相互关系，同时还要分析、研究学生头脑中可能有的与这些知识点相关的固着观念存在状况，并找出新旧联系。针对不完善的固着观念，教师应采取相关策略，如通过巩固、补充、纠正、重组、浓缩、序化、再造等加工方法，使其变得内容充实具体、表征恰当有序、结构完善稳定等，因而大大提高固着观念对新材料的接纳、吸收与合并的功能。其实这就是一个对固着观念强化与激活的过程。
如在“细胞外液的渗透压与酸碱度”的教学中，为了使学生更好地理解“细胞外液的渗透压、pH及体温等理化特性及维持机理”等知识，教师可将学生头脑 中相关的较为模糊不清或杂乱无章的固着观念进行加工整理使之序化后形成如下的知识系列：①溶液的浓度及渗透压概念；②渗透吸水及其原理；③等渗溶液及生理盐水；④水中毒及口渴现象；⑤HCOf、HP04M42-一分别与H 、OH_发生反应的反应式；⑥体温的变化与产热、放热的关系；⑦人在寒冷或炎热环境下的生理反应与感受等。通过这样加工之后，这些固着观念便更加清晰稳定了，当然其同化新知识的功能也便加强了。
此外，固着观念与新材料之间还存在着内涵上的远近关系及因二者区别程度、独立程度的不同而具有的混淆程度的差异等。这些特点决定了这些固着观念可被利用的程度。如距离越近、混淆程度越小的固着观念其同化新知识的作用便越强，因而同化学习的效果也就越好，可利用程度也就越大。混淆程度过大，距离过远以至于对新知识不能起到固着作用的观念便不能称为固着观念了。由此看来，教师应根据学生认知结构中固着观念的可利用程度及其与新材料的混淆程度而合理地选用相应的固着观念。
当然，作为某一新材料的固着观念往往不止一个，但其中总会有一个或几个起主要作用，事实上同化学习往往就是在以主要固着观念为主，其他次要观念为辅的共同作用中发生的。教师在研究与利用固着观念时，应把握主因律与合因律，即抓住重点，兼顾其他，以服务于教学。2，3研究固着观念与新材料的包容关系，使同化学习按三种模式发生
固着观念只有与相关学习材料关联起来并发生作用后，同化学习才有可能发生。因此，弄清二者关系至关重要。从包容的情况来看，有这样的三种关系，即下位关系、上位关系、组合关系。与之对应的同化学习有三种，即下位学习，上位学习与组合学习。它们并称为同化学习的三种模式。
2.3.1 下位关系与下位学习
当学习者认知结构中的固着观念在概括与包摄水平上高于新学习的知识时，固着观念与新材料构成下位关系，这样的固着观念被称为上位的固着观念，相应的学习称为下位学习。这是一种由一般到特殊，由抽象到具体的演绎学习模式。如学生头脑中已有的“溶液的浓度及渗透压概念以及细胞渗透吸水及其原理”等知识就是其理解与学习“细胞外液的渗透压”的上位固着观念。学生认知结构中正因为有了“溶液的浓度及渗透压概念以及细胞渗透吸水及其原理”这～原有观念，才会与新知识“细胞外液的渗透压”关联起来并发生作用。具体地说，学生正因为对普通溶液的渗透压及渗透原理等概念有了清楚的记忆与理解，才会对“细胞外液的渗透压”作出科学而合理的分析，即“细胞外液”其实与“普通溶液”一样其渗透压决定于溶液中溶质微粒密度的高低。于是“普通溶液的渗透压”便同化了“细胞外液的渗透压”，从而使后者有了新的意义，于是同化学习便发生了。
2.3.2 上位关系与上位学习
当学习者认知结构中已有的固着观念在包摄水平上低于新学习的知识时，新旧知识构成上位关系，这样的学习称为上位学习。如学生在学习“细胞外液的成分”知识时，往往是基于其本节刚刚学习的“血浆的成分”知识，并以此为下位固着观念去同化“细胞外液的成分”，从而使学生形成新的更加全面的意义。
2.3.3 组合关系与组合学习
新学知识与认知结构中的固着观念之间既不产生上位联系，又不能产生下位联系，而有可能产生联合意义。这样的关系为组合关系，这样的学习为组合学习。如以“原始生命或草履虫生活的环境”为固着观念对“体内细胞生活在细胞外液中”进行同化学习即为此类学习。再如学生初中时“利用绘图法学习四大系统的学习策略”就可以成为其学习“内环境是细胞与外界环境之间物质交换的媒介”的学习策略。即在学习策略的选择与应用上，前者可以作为固着观念同化后者。
在生物教学中，教师要充分研究同化学习的三种模式，目的就是为了更好地把握新知识被同化的规律，以促进学生同化学习。这便要求生物教师不仅要能清楚地掌握初、高中生物学知识体系框架，弄清各知识类别及相互关系，根据不同类别的知识选择不同的同化模式，而且还要能对教材知识顺序作更为合理地调整，使之与学生的认知结构的层次达到一致。即：使教材的知识体系及逻辑联系与学生的认知结构中的观念体系及逻辑联系相耦合。更重要的是要能找准固着观念，采取策略激活与强化固着观念，把握每一新教材与固着观念的客观对应关系及包容关系等。只有这样，才能促使学生更为有效，更为顺利地进行生物知识的同化学习。