認知彈性理論背景下的高效課堂構建
——以高中化學教學為例

郭文輝

（甘肅省臨洮縣第二中學，甘肅 臨洮 730500）

隨著教學改革的不斷深入，當前我國高中課堂教學效率得到了顯著提升，但在教學效果與教學效率上仍然有較大的提升空間。高中生學習壓力大、學習任務重、學習時間有限，高中化學教師需要通過改進教學方式方法降低學生的學習難度，讓學生在高效課堂模式下用更少的時間掌握更多的知識。認知彈性理論對學習的本質進行了探討，斯皮若將知識分為結構良好領域的知識和結構不良領域的知識兩大類，又將學習分為初級學習與高級學習，并針對高級學習與結構不良領域知識提出了超文本認知模式，為高效課堂的構建提供了特殊理論基礎。借助認知彈性理論對課堂教學模式進行改進可有效促進教學效率的提升。

1 當前高中化學教學難點與問題分析

高中化學本身具有復雜性強、綜合性強以及對學生邏輯思維、數學思維與多角度考慮問題能力要求高的特點，學生學習難度大，且因為不擅長與頻頻受挫導致學習興趣不高。首先，教師在開展化學教學時，沿用常規(guī)的教學方式，注重知識的傳達而非能力的培養(yǎng)，相對單一的教學角度也沒能起到啟發(fā)學生發(fā)散思維的作用，使學生沒能自覺從多個角度思考與解決化學問題，不利于學生成績的提高。其次，高中化學教學情境性不足，學生對化學知識進行死記硬背，沒能從知識的本質掌握知識。最后，師生之間的互動性差，教師缺少對學生認知方式的調整?？傮w來看，高中化學課堂需要改進。

隨著新課標的改革，傳統(tǒng)的教學方式和教學理念并不能讓學生的思維得到鍛煉和發(fā)展，也違背了我國教育改革的宗旨。在傳統(tǒng)的教學模式下，教師的教學過于局限，不能充分培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，阻礙了學生全面發(fā)展。有的學校是通過老師在講臺上示范實驗、學生在下面看的方式進行實驗教學，學生無法充分感受到化學實驗的魅力，也不能通過化學實驗真正體驗到將所學知識運用到實際操作中的成就感[1]。為了解決上述問題，提高高中化學實驗教學比例，讓學生在化學實驗中鍛煉創(chuàng)新能力和思維能力，是高中化學教師提高化學課堂教學效率的重要突破點。

2 斯皮若彈性認知理論概述

彈性認知理論主要強調教學與學習的多角度，實現在實際情況中對知識的靈活應用。

2.1 知識分類

彈性認知理論將知識分為兩類，分別為結構良好領域的知識和結構不良領域的知識，兩種類型知識的差別主要在于概念、規(guī)則與原理之間的關系。結構良好領域知識規(guī)則、概念等關系固定，往往可以直接對某一固定規(guī)則進行運用，而結構不良領域知識則缺少某種直接對應關系，使結構不良領域知識的理解與應用更復雜，往往需要通過分析找到知識與知識之間的對應關系。在實際生活中，大部分知識屬于結構不良領域知識，如果學生不具備準確尋找對應關系的能力，就很難學好化學。

2.2 學習的分類

學習的分類主要是結合不同知識的類型展開，認知彈性理論將學習分為初級學習與高級學習，初級學習對應的是結構良好領域的知識，高級學習對應的是結構不良領域的知識[2]。初級學習主要是掌握概念、方法與事實，往往通過死記硬背就能實現，而高級學習需要在學習的過程中對結果、問題的由來進行推導與分析，實現真正的掌握，最終能夠活學活用，彈性認知理論倡導的就是這種高級學習。當前，大部分高中化學教學屬于初級學習，教師在組織教學時應該參考高級學習。

2.3 認知彈性超文本

超文本指的是一種對相關信息進行匯總與排列的學習與認知方式，認知彈性超文本的應用能夠有效促進高級學習的實現。認知彈性超文本集中體現在知識學習的完整結構性上，對背景、知識本身以及應用都有涉及。認知彈性超文本在教學上與結構性教學、綜合性教學以及聯(lián)系性教學相對應。

2.4 隨機通達教學

結合知識分類以及學習分類，認知彈性理論提出了隨機通達教學。隨機通達教學集中表現為不同時間、不同角度、不同目的以及不同情境的同一內容教學，讓學生在反復多角度的學習中加深對知識的理解，從不同的角度對知識進行全面掌握，將復雜知識反復分解與重構，為知識運用與知識遷移作準備，實現學生的高級學習。

3 認知彈性理論指導下的高中化學教學

3.1 多角度幫助學生理解化學概念

很多學生對化學知識點的概念理解過于單一，這和教師對概念的講解不夠重視以及概念講解角度的單一有很大關系。概念理解的單一化限制了學生思維的高度與廣度，鑒于此，教師要以認知彈性理論為指導基礎，多角度對化學概念進行表述。在對某一知識點展開知識教學時，教師可以幫助學生將其與之前學過的知識建立聯(lián)系，在幫助學生理解概念的同時順便帶領學生復習，促進學生對化學知識的融會貫通。比如教師在對化學變化的相關內容展開教學時，為了讓學生深入了解化學變化，幫助學生奠定發(fā)散思維的良好基礎，教師從多角度出發(fā)，幫助學生理解化學變化。首先，為了讓學生掌握化學變化的本質，教師為學生提供學習案例，包括冰雪融化、生石灰到熟石灰的轉變、新能源汽車中氫氣的燃燒等，讓學生對變化類型進行分類，整體培養(yǎng)學生對化學變化的感知能力。其次，教師可以從化學現象著手對化學變化類型進行分析[3]。最后，教師可以借助不同化學物質的化學元素組成，從微觀角度以及化學方程組合角度對化學變化進行深入講解。除了從現象、反應類型以及微觀角度出發(fā)幫助學生理解化學概念，質量、能量變化也是常見角度，教師在教學過程中應結合實際情況靈活采用不同的角度展開教學講解?；瘜W反應貫穿高中化學教學的始終，很多學生對化學反應的敏感度不夠，導致學生的實際知識應用能力受限，同時也影響了對化學變化相關知識的理解。教師在對化學反應相關內容進行教學時，可以從多角度出發(fā)幫助學生理解，化學反應的用途、化學反應的分類、化學反應的產物、化學反應實驗以及工業(yè)生產都可幫助學生認識各種化學反應。

3.2 運用多案例培養(yǎng)學生發(fā)現知識與具體情境之間對應關系的能力

學不好化學的學生普遍缺乏高級學習的能力，高級學習能力集中體現在將所學知識與具體情境對應的能力，教師需要借助一定的教學手段培養(yǎng)學生的能力。根據彈性認知理論，從不同角度、不同時間、不同背景開展教學活動，能夠有效提升學生高級學習能力。教師可以借助多角度案例展開教學，比如教師在講解氯及其化合物時，首先要從氯元素的原子結構、氯氣的物理性質與化學性質著手，為學生打下良好的基礎；在講解氯元素的化學性質時，教師要注意運用化學實驗，比如借助相關實驗室裝置帶領學生制作氯氣。為了讓學生掌握氯的強氧化性、殺菌性以及弱酸性，教師可以舉漂白粉的例子，將理論概念與實際生活中的情境進行配對[4]。再比如教師在講解物質的量相關內容時，針對該章節(jié)中摩爾質量、物質的量等知識，教師可以引導學生回顧在初中階段學過的高錳酸鉀受熱反應、木炭燃燒生成二氧化碳等案例，借助案例回顧，將學生更好地引入課堂，幫助學生在知識之間建立聯(lián)系，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維。

3.3 聯(lián)合生活實際創(chuàng)設教學情境

在教學課堂上，一般為了讓學生更好地掌握知識，無論是教材還是教師，都有讓所有內容典型化的趨勢，教材上呈現的案例大多具有典型性，而教師在教學過程中，也更愿意總結出一般性規(guī)律讓學生套用。這種教學方式雖然在一定程度上幫助學生掌握了普遍性規(guī)律，但是現實生活與未來工作卻要求學生全面掌握典型與非典型內容。因此，教師在教學過程中需要借助非理想化、真實的環(huán)境與情境幫助學生全面了解知識。比如教師在講解鐵及其化合物時，可以將生活中常見的暖寶寶發(fā)熱現象引入課堂教學，創(chuàng)設教學情境，讓學生分析與思考，并在一般知識講解后，讓學生舉出其他的例子反駁不夠全面的一般性規(guī)律，培養(yǎng)學生知識遷移能力。

高中階段的學生已經具備一定的生活經驗，在化學教學過程中，教師將學生的化學學習與生活實際聯(lián)系在一起，讓學生可以在生活情境中學習化學知識、培養(yǎng)能力，一方面，可以拉近學生與高中化學之間的距離，讓學生感受到化學就在自己身邊，并引導學生學會用化學知識解釋生活現象；另一方面，可以降低學生學習化學的難度，激發(fā)學生學習化學的興趣，提高教學的效果和效率。

例如在教學“幾種重要金屬化合物”這一章節(jié)時，教師可以從中選出一例，引導學生從生活層面闡述其用途。在講解鋁的金屬化合物時，教師可以為學生提供說明書，讓學生從說明書中學習鋁與酸的反應以及與堿的反應，引導學生從化學角度分析生活中的實際問題和生活現象。又如在講解硫酸這一知識點時，教師可以通過生活中的例子為學生講解硫酸的特點，如硫酸觸碰皮膚會破壞皮膚組織，說明硫酸具有較強的腐蝕性。通過結合學生日常生活的方式，可以讓學生更深刻地記憶知識點。

3.4 借助實驗教學，強化學生學習體驗

作為一門理工科學科，化學的教學如果僅依靠課堂理論知識，不能很好地幫助學生了解化學現象。俗話說，“實踐出真知”，化學的教學同樣離不開實驗[5]。在高中化學課堂教學中，教師不難發(fā)現，很多化學結論都是經過反復實驗驗證總結出來的，而在教學設計過程中，通過將化學理論教學與實驗教學充分結合，使課本中抽象的理論知識具象化，能有效激發(fā)學生的化學學習興趣，同時培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新思維。

例如在講解“焰色反應”這一知識時，教師可以結合學生的興趣點，引導學生進行自主和合作實驗。在具體的活動中，教師可以先讓學生閱讀教材內容，用自己的語言總結實驗步驟以及需要注意的關鍵點；然后，教師可以為學生準備相應實驗工具，包括浸過鹽酸的鉑絲、酒精燈等，讓學生4人為一組進行化學實驗。同時密切關注學生的實驗效果，對于學生出現失誤的實驗步驟及時進行糾正。在實驗完成后，讓每名學生分別記錄實驗結果，并在結果展示中提出自身的思考[6]，如為什么會出現顏色不同的結果？如果將鉑絲換成銅絲或小木棒，實驗結果是否相同？在學生提出自身的思考之后，教師就可以讓學生帶著這些問題進行課程內容的深入學習。通過這一教學方式，以學生的自身實踐強化學生的學習體驗，學生對相關內容知識的記憶也會更加深刻。

4 結語

在認知彈性理論下，學習包括初級學習與高級學習，初中化學屬于初級學習，高中化學則需要高級學習才能保證學習效果。知識分為結構良好領域知識與結構不良領域知識，高中化學多屬于結構不良領域知識，理解難度比較大，因此，教師需要帶領學生對化學知識進行分解與重構，借助情境創(chuàng)建、積極溝通，從多個角度使用案例幫助學生理解復雜知識，提高高中化學課堂效率。