認知靈活性理論與化學(xué)教學(xué)初探

張建林

（江蘇省蘇州實驗中學(xué)江蘇蘇州215000）

認知靈活性理論是由斯皮羅（Spiro）等人提出并倡導(dǎo)的一個理論。屬于建構(gòu)主義的一種流派，倡導(dǎo)以“學(xué)”為中心。所謂認知靈活性，就是指學(xué)習(xí)者通過多種方式同時建構(gòu)自己的知識，以便在情景發(fā)生變化時能夠作出適宜的反應(yīng)。

認知靈活性理論關(guān)于教學(xué)的基本觀點：“隨機通達教學(xué)”——運用各種多媒體交互技術(shù)為學(xué)習(xí)者提供一個復(fù)雜與結(jié)構(gòu)不良的學(xué)習(xí)環(huán)境，并由此鼓勵學(xué)習(xí)者自己對知識進行積極探索與建構(gòu)。其核心主張是，對同一內(nèi)容的學(xué)習(xí)，要在不同時間、在重新安排的情景下、帶著不同目的以及從不同的角度多次進行，以此達到高級知識獲得的目標。

一、師生角色的定位

1.教師的角色

（1）研究者：教師應(yīng)該是教學(xué)過程的研究者。在學(xué)生概念建立的過程中，教師、學(xué)生、內(nèi)容、媒體四個要素之間密切相關(guān)，教師不僅是組織者、管理者，更是研究者、創(chuàng)造者。

（2）引導(dǎo)者：教師在學(xué)生意義建構(gòu)的過程中有意識地引導(dǎo)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識尤為重要。

（3）合作者：教師在學(xué)生意義建構(gòu)的過程中是一個特殊的合作者，在適當?shù)臅r候給以必要的引導(dǎo)和補充，通過和學(xué)生之間交流、研討，促進學(xué)生在合作的環(huán)境中學(xué)習(xí)發(fā)展。

2.學(xué)生的角色

（1）自主學(xué)習(xí)者：認知靈活性理論強調(diào)以“學(xué)”為中心，意義的建構(gòu)主要來自學(xué)習(xí)者自身對多種信息的同化和異化過程，學(xué)生個體的發(fā)展水平主要取決于不斷利用新信息進行自我學(xué)習(xí)自我提高的能力。

（2）主動探究者：在非良構(gòu)領(lǐng)域的高級學(xué)習(xí)中，從單一視角提出的觀點、問題都可能是不充分的，學(xué)生在學(xué)習(xí)中必須進行探索性研究性的學(xué)習(xí)，超越單一的概念維度，進行多維度的整合學(xué)習(xí)，從而完成對復(fù)雜知識的建構(gòu)。

二、教學(xué)設(shè)計中應(yīng)該注重非良構(gòu)領(lǐng)域?qū)W習(xí)的非線性和多維性

隨機通達教學(xué)的核心主張是，對同一內(nèi)容的學(xué)習(xí)，要在不同時間、在重新安排的情景下、帶著不同目的以及從不同的角度多次進行，以此達到高級知識獲得的目標。

在中學(xué)化學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容中，既有具體元素及其某些化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用等知識，又有一系列非常重要的基本概念和基本理論。學(xué)生要全面深入的掌握這些基本的概念、規(guī)律，不僅僅是簡單的認識和再現(xiàn)，而應(yīng)該真正從多方面多角度理解，并且可以靈活地應(yīng)用到具體的情景中去，解決實際的問題。教師在設(shè)計教學(xué)過程、教學(xué)策略時應(yīng)該不斷重組教學(xué)序列、以多種維度表征知識以及揭示知識之間的相互關(guān)聯(lián)性，幫助學(xué)生實現(xiàn)復(fù)雜意義的構(gòu)建，提高解決化學(xué)問題的能力。

1.充分利用各種教學(xué)媒體和手段實現(xiàn)化學(xué)知識的多維度非線性呈現(xiàn)

（1）充分利用多媒體技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢

教師可以運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)復(fù)雜的學(xué)習(xí)情境，并呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)不良問題。教師可以提供解決問題的思維方式和有關(guān)線索，然后鼓勵學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)等媒介自主探索，選擇解決問題的策略，同時激勵學(xué)生提出自己獨到的解決問題的方法和途徑。

（2）充分利用實驗尤其是學(xué)生實驗，培養(yǎng)、激發(fā)學(xué)生探究的興趣、意識和能力

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，學(xué)生實現(xiàn)對物質(zhì)的多角度的了解或者對一些基本原理、規(guī)律的認識理解需要一定的感性認識積累為基礎(chǔ)。學(xué)生在探索性實驗的過程中既可以積累一定的感性認識，更重要的是結(jié)論或結(jié)果的得出不是通過老師直接的告知或從教材上的機械性記憶，而是通過自己的操作、觀察、思考、對比、分析以及同學(xué)之間的交流、爭論，從而對意義的認知實現(xiàn)不斷的修正和構(gòu)建。在實驗的過程中，往往會出現(xiàn)因某些條件控制的非理想化而導(dǎo)致一些不確定現(xiàn)象或結(jié)果的產(chǎn)生，問題的產(chǎn)生則可以非常有效地激發(fā)學(xué)生探究的沖動，從不同的視角去分析產(chǎn)生的原因，進而加深對所研究對象的全面認識。

案例：乙烯的實驗室制備

乙烯是一種無色無味氣體，實驗室制備時需要用濃硫酸作為催化劑和脫水劑，從書本上學(xué)生可以接受到并記憶形成自己的知識，這僅是初級學(xué)習(xí)。在實驗室中學(xué)生自己動手制備乙烯并檢驗乙烯的性質(zhì)時可以觀察到的真實現(xiàn)象則為：氣體具有刺激性的氣味、反應(yīng)器中液體變黑變稠等。刺激性的氣體是什么物質(zhì)？黑色物質(zhì)是什么？產(chǎn)生的原因是什么？如何通過實驗確定其成分？氣體通過溴水后溴水褪色，一定是乙烯作用的結(jié)果么？這么多疑問順理成章的提出自然就打開了學(xué)生思維的空間?；瘜W(xué)反應(yīng)中的副反應(yīng)、濃硫酸的強氧化性、SO2的還原性及檢驗方法、CO2氣體的檢驗、檢驗乙烯性質(zhì)時可能的干擾以及排除等等多層次的問題得以再現(xiàn)和反思，初級學(xué)習(xí)演變?yōu)楦呒墝W(xué)習(xí)，在非良構(gòu)的領(lǐng)域內(nèi)實現(xiàn)了對某一內(nèi)容的多維度多層次的學(xué)習(xí)，對硫酸的三大特性能夠更加全面靈活的理解和應(yīng)用。

2.創(chuàng)設(shè)有利于非良構(gòu)領(lǐng)域高級學(xué)習(xí)的教學(xué)情景

建構(gòu)主義認為，學(xué)習(xí)者想要完成對所學(xué)知識的意義建構(gòu)，最好的辦法是讓學(xué)習(xí)者到現(xiàn)實世界的真實環(huán)境中去感受、去體驗，而不是僅僅聆聽別人的關(guān)于這種經(jīng)驗的介紹和講解。

（1）與所學(xué)習(xí)內(nèi)容緊密相關(guān)的事實情景的呈現(xiàn)

化學(xué)學(xué)科知識與生產(chǎn)、生活、環(huán)境、科技等等方面直接相關(guān)，具體的事實往往不是單一的體現(xiàn)而是多方面知識的集合體。情景呈現(xiàn)的方式很多，可以是實物、圖片、文字、錄音、影片、多媒體的動畫等等。

案例：關(guān)于氯氣的教學(xué)，可以呈現(xiàn)一段新聞報導(dǎo)，京滬高速公路淮安段發(fā)生運輸危險品槽罐車側(cè)翻造成大量液氯泄露致多人傷亡事故。在這次事故中，遇險人員應(yīng)采取什么應(yīng)急措施減少傷害？救險人員采取了什么措施控制險情？液氯為什么可以用槽罐車運輸？在對這一事故的分析討論中，有關(guān)氯氣的顏色、密度等物理性質(zhì)以及毒性、腐蝕性、強氧化性、與堿類的反應(yīng)等化學(xué)性質(zhì)的有關(guān)知識，學(xué)生可以很容易理解并形成自己的知識。

（2）有利于體會、掌握事物多方面、復(fù)雜性問題情景的設(shè)置

學(xué)生在初級學(xué)習(xí)中對所學(xué)習(xí)對象的認識往往是較單一的和不全面的，一些多方面知識相互交叉的問題的設(shè)置則可以很好的幫助學(xué)生從不同的角度建立對所學(xué)對象的認識，深入理解不同物質(zhì)、不同概念之間的關(guān)聯(lián)和差異。

案例：化學(xué)中常用類比的方法可預(yù)測許多物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，但根據(jù)2Na2O2＋2CO2＝Na2CO3＋O2推測2Na2O2＋2SO2＝Na2SO3＋O2就是錯誤的。物質(zhì)之間有相似性但也有各自特殊的性質(zhì)。

對這樣的問題的分析，可以幫助學(xué)生認識到物質(zhì)性質(zhì)的多面性以及在不同的環(huán)境中所表現(xiàn)出來的相關(guān)方面。

三、結(jié)語

認知靈活性理論強調(diào)對于知識的學(xué)習(xí)應(yīng)從不同的層面，不同的概念入手，最后達到對知識的理解。讓學(xué)生充分了解知識的不同方面，通過學(xué)生自己對所學(xué)習(xí)對象的研究、探討，進一步實現(xiàn)對所學(xué)習(xí)意義的主動構(gòu)建，正是符合現(xiàn)在教育界所倡導(dǎo)的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和探究能力的教育理念。該理論對化學(xué)科的教學(xué)以及其他科目的教學(xué)都有非常重要的理論指導(dǎo)意義。

［1］陳琦，張建偉.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀要義評析［J］.華東師范大學(xué)學(xué)報（教育科學(xué)版），1998

［2］顧力雄，陳琦.認知靈活性理論、超文本和Internet網(wǎng)絡(luò)教學(xué)［J］.心理學(xué)動態(tài)，1998，（3）

［3］丁家永.建構(gòu)主義與教學(xué)心理學(xué)的新發(fā)展［J］.南師大學(xué)報，2000，（5）