以認知彈性理論為基礎(chǔ)的高中化學教學設(shè)計分析

談俊

相對于經(jīng)濟發(fā)展來說，教育的發(fā)展總是存在一定的滯后性，所以我國當前仍然存在比較明顯的教育與現(xiàn)實脫節(jié)、結(jié)構(gòu)不良等問題，這不僅嚴重影響了教學改革的進程，也不利于教學質(zhì)量的提升，進而會影響學生素質(zhì)的發(fā)展。此時，認知彈性理論的提出和應(yīng)用為該問題的解決提供了新的思路，而如何使用該理論進行高中化學教學設(shè)計則是本文探究的重點。

化學是高中階段的一門重要課程，但其抽象性強、難度大，很多學生都缺乏學習興趣，也未掌握有效的學習方法，導致最終的教學效果不佳。為了提升該學科的授課質(zhì)量，化學教師必須從教學設(shè)計入手，以認知彈性理論為基礎(chǔ)，不斷簡化學生的認知過程，同時注重滲透生活理念，引導學生學以致用，以此增強他們的學習實效。

一、認知彈性理論概述

認知彈性理論是建構(gòu)主義的一個分支，主要指的是在面對變化的事物和場景時，能夠根據(jù)需求及時將自己已有的知識打散，并以多種方式同時重構(gòu)，從而獲取對應(yīng)的反饋，并作出合適的反應(yīng)。在這一過程中，學習者不僅需要用到學過的理論知識，并對其進行篩選、組合以應(yīng)對當下的情況，還要根據(jù)實際需求對這些知識進行靈活應(yīng)用，不能以固有思維來套用，更不能單純根據(jù)知識的表象來應(yīng)用，所以該過程實際上是一種深度學習和應(yīng)用的過程。

認知彈性理論能夠引導結(jié)構(gòu)不良知識領(lǐng)域的學習，尤其是在高中化學教學過程中發(fā)揮突出引導作用。現(xiàn)階段的教育教學都強調(diào)關(guān)注學生的主體地位，引導學生核心素養(yǎng)全面發(fā)展，這就要求在具體的教學實踐過程中，注重教學設(shè)計，通過科學合理的設(shè)計來提高學生的認知彈性。認知彈性理論和高中化學學科有效融合，能夠提升教學效率。認知彈性理論是二十世紀九十年代由美國學者斯皮羅所提出的。該理論圍繞著學習，這是學習者主動構(gòu)建內(nèi)部心理表征過程的特點進行進一步拓展，在該理論中認為學習不應(yīng)當是學習者對知識一種被動接受的過程，而是學習者主動去完善自身知識結(jié)構(gòu)，按照相關(guān)的知識體系將知識劃分為結(jié)構(gòu)良好和結(jié)構(gòu)不良結(jié)構(gòu)。良好的領(lǐng)域就是能夠自然地對應(yīng)生活中的一些現(xiàn)實問題，結(jié)構(gòu)不良領(lǐng)域的知識則是無法和現(xiàn)實情景對應(yīng)，相對這種不良知識領(lǐng)域中進行高級的學習，學生們需要進行更深層次的學習，借助學習的知識來解決外部問題，而且將所學習到的知識運用到生活不同領(lǐng)域，這樣將理論和知識有機結(jié)合。這時候無論外界的環(huán)境如何變化，學生們只需更新自身的知識體系，就能夠有效解決問題。學生的解決問題能力能夠得到全面提升，這個過程就被稱作是認知彈性，聯(lián)系認知彈性。針對高中化學的實際，在高中化學教學過程中，存在著諸多結(jié)構(gòu)不良領(lǐng)域的知識?；瘜W本身是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，它的知識在學生學習拓展應(yīng)用的過程中是需要一定抽象化的思維，一些實際化學問題沒有和實踐生活直接對應(yīng)的聯(lián)系。面對這種情況，學生們就需要構(gòu)建一個思維過程。這個過程與認知彈性理論的發(fā)展不謀而合，高中的化學教學需要學生們利用更高級的方式進行學習，這樣才能幫助學生對復(fù)雜的化學問題全面理解。高中化學教學過程中，教師們要注重提高學生的認知彈性，在當前現(xiàn)實生活中，大部分的化學問題不具有穩(wěn)定性，有許多潛在無法控制的因素。面對這種情況，學生們一定要自己對知識熟練地應(yīng)用，靈活地掌握，這樣才能夠分析問題，做出正確的認知，認知靈活性是學習高中化學必不可少的內(nèi)容。

二、以認知彈性理論為基礎(chǔ)的高中化學教學設(shè)計原則

（一）注重知識的內(nèi)在聯(lián)系，引導學生系統(tǒng)學習

高中化學知識點之間往往有十分密切的聯(lián)系，且前期的知識都是為了給后期做鋪墊，只有夯實基礎(chǔ)，才能保證之后的學習活動順利開展。而認知彈性理論本身也強調(diào)了多種知識融合運用的要求，所以化學教師在擬寫教學設(shè)計時，要充分考慮學生的認知水平，然后結(jié)合當下的章節(jié)內(nèi)容對具體的教學環(huán)節(jié)進行構(gòu)建和聯(lián)系，確保既能引導學生復(fù)習舊知，也能幫助學生理解新知，同時可促使他們將新知和舊知綜合起來進行解讀和應(yīng)用，并在此過程中實現(xiàn)深度學習，從中提取更多新的知識點，從而實現(xiàn)系統(tǒng)學習。

（二）關(guān)注基礎(chǔ)知識，并設(shè)計適宜的情境

基礎(chǔ)知識是學生學習的前提，只有掌握豐富的理論，才能夠通過套用、分析理解其內(nèi)涵，形成感性認知，然后再進行應(yīng)用，將感性認知轉(zhuǎn)化為抽象經(jīng)驗，進而充實個人的知識庫。而認知彈性理論也要求教師關(guān)注基礎(chǔ)的原理與概念，并為學生創(chuàng)設(shè)合適的情境輔助他們理解，所以高中化學教師要在擬寫教學設(shè)計時，增加解讀基礎(chǔ)知識的比重，然后設(shè)計適宜的情境，讓學生將理論遷移到具體的生活場景之中，通過綜合分析獲取準確的認知，然后再進行內(nèi)化、吸收和應(yīng)用。

（三）將具體的概念融入到實例中進行分解

學生的認知水平是有限的，往往需要基于已知去探索未知，而這些“已知”不僅指的是已經(jīng)學習過的知識，還包括一些生活經(jīng)驗和常識。所以在進行教學設(shè)計時，高中化學教師要關(guān)注學生的實際水平，同時要結(jié)合認知彈性理論，為學生準備豐富的實例，確保將具體的概念、原理融入其中，促使他們在研究和分析的過程之中從多個角度解讀知識內(nèi)涵，形成更為多元、開放的認知，據(jù)此提升其學習效率。

三、以認知彈性理論為基礎(chǔ)的高中化學教學設(shè)計策略

（一）教學目標要具有多元性

結(jié)合認知彈性理論擬寫高中化學教學設(shè)計時，教師要圍繞特定主題進行規(guī)劃，然后基于當下的教學內(nèi)容設(shè)計具體的目標，以推動學生知識、能力和情感態(tài)度價值觀的發(fā)展，還要關(guān)注學生的內(nèi)在體驗，以培養(yǎng)學生學習興趣為目標設(shè)計相應(yīng)的活動，同時要立足學生學情，設(shè)定分層次的目標，從而以多元目標引領(lǐng)學生高效學習，推動其良性發(fā)展。例如，根據(jù)人教版高一第二冊課本中《化學反應(yīng)的速率與限度》這一節(jié)內(nèi)容，教師可以先系統(tǒng)地設(shè)計三維教學目標，即分析化學反應(yīng)速率的概念及影響因素、掌握控制變量法、探究控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)生活和科學研究中的作用、培養(yǎng)學生的科學探究精神和辯證思維，然后聯(lián)系認知彈性理論，對教學目標進行分層，據(jù)此設(shè)計對應(yīng)方案，即后進生需要掌握較為基礎(chǔ)的概念、原理和公式，能夠通過應(yīng)用解決較為簡單的問題，優(yōu)等生需要在掌握基礎(chǔ)知識的前提下，對教材中的知識進行深度挖掘，可以靈活運用、綜合運用，而中等生的學習目標就位于前二者之間，既要掌握基礎(chǔ)，也要能夠進行突破性應(yīng)用。通過設(shè)計多元教學目標，教師可以在之后的教學活動中給予學生更加科學和有效的指導，提升整體的教學效率。

（二）教學方法要具有啟發(fā)性

在指導學生學習復(fù)雜的化學知識時，教師要關(guān)注知識點的多元表征，并據(jù)此設(shè)計多元教學活動，使用靈活且具有啟發(fā)性的教學方法，從而輔助學生通過獨立思考、實驗探究以及逆向思考等對知識形成深刻的印象，以便強化其學習效果。例如，教師在設(shè)計人教版高一第一冊課本中的《氧化還原反應(yīng)》一節(jié)的教學方案時，要提前預(yù)設(shè)教學過程，包括導課、探究、討論、練習、總結(jié)等，同時注重在不同過程中應(yīng)用不同的方法，即導課時可以使用問題導學法，有效觸發(fā)學生的好奇心，促使他們圍繞已知信息展開探索，而在探究環(huán)節(jié)，則可以使用任務(wù)教學法、合作學習模式以及實驗教學法引導學生，為他們提供多個探究渠道，促使其在對應(yīng)過程中形成靈活的思維、掌握科學的學習方法，并學會從不同維度解讀知識，產(chǎn)生深刻的認知之后再嘗試使用，在練習環(huán)節(jié)，教師則可以嘗試使用游戲教學法，讓學生在輕松的氛圍中獲取并鞏固知識，最后總結(jié)時，教師可以運用激勵評價法、分層評價法，以便增強學生自信、引導他們針對性改進自我。通過這樣的設(shè)計，學生能夠在課堂中獲得更多啟發(fā)，也會增長能力，還能夠?qū)⑺兄R融會貫通，然后進行正確應(yīng)用。

（三）教學過程中應(yīng)有實例和情境

在認知彈性理論的指導下，高中化學教師的教學設(shè)計中還應(yīng)包含實例和情境，一方面可以幫助學生轉(zhuǎn)化知識，降低他們的理解難度;另一方面也可以讓學生在特定氛圍中把握知識的內(nèi)涵及其與現(xiàn)實生活的關(guān)系，然后用來解決具體的問題，形成深刻的印象之后，不斷完善個人的知識體系。例如，教師在擬寫人教版高二必修一課本中《水的電離和溶液的pH》一節(jié)的教學設(shè)計時，可以在預(yù)設(shè)的教學過程中加入以下示例：近來，某小區(qū)的徐先生發(fā)現(xiàn)，一旦下雨，家中的雨水管就會漏水，而漏出來的水居然流向了陽臺上的兩個電插座，導致家里總是跳閘，他們也都不敢在家中隨意用電。那么，這是什么原理呢？由此引導學生思考和探究，使他們在分析案例的同時能夠?qū)Ρ菊n的知識點有所了解，初步把握相應(yīng)的概念和原理。與此同時，教師可以在教學設(shè)計中安排一個生動的情境，即利用信息技術(shù)播放水的電離微觀動畫，確保抽象的知識轉(zhuǎn)化為直觀、生動的畫面，不斷降低學生的理解難度。結(jié)合實例和情境，學生們能夠在腦海中建構(gòu)較為完善的知識體系，并對教材中的內(nèi)容形成彈性認知，并嘗試創(chuàng)造性應(yīng)用，有助于切實提高他們的學習質(zhì)量。

（四）立體化結(jié)構(gòu)，多維分析設(shè)計

當前高中階段化學學科的教學目標，不僅要求學生對理論知識進行掌握，更在于提高學生的綜合能力。因此，除了前期的教學目標要有多元性之外，教師們在進行教學的過程中，要學會引導學生。利用立體化結(jié)構(gòu)的設(shè)置來幫助化學教學進一步發(fā)展，提升現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展，推動了教學的發(fā)展進步，將信息技術(shù)和化學教學深度融合，更關(guān)注學生的主體地位。教師們在進行化學教學的過程中，聯(lián)系認知彈性理論，將系統(tǒng)化的概念作為主線，聯(lián)系化學案例作為輔助，將化學知識和案例有機融合，借助生活化的情景和化學概念的整合，讓學生在腦海中對此形成相關(guān)的認知，然后結(jié)合自身的情況，選擇感興趣的案例點作為化學的切入點，對此展開主動地、深入地分析，幫助學生對化學知識有多角度、多維度的理解，形成特色化、專業(yè)化的化學知識體系結(jié)構(gòu)。例如在高中人教版化學學習的過程中，涉及到了物質(zhì)的量板塊學習，學生們接觸時會感覺相對抽象，因為在其中所涉及到的物質(zhì)的量和阿伏加德羅常數(shù)、氣體摩爾體積、摩爾質(zhì)量、物體量的濃度等這些內(nèi)容。學生們理解起來會存在一定的困難，這時候教師就可以借助基本的理論融合相關(guān)的實際，來幫助學生學習。初中階段學生們學過鹽酸和氫氧化鈉的反應(yīng)，也學過木炭燃燒的反應(yīng)。在這個過程中，這兩個不同的化學反應(yīng)就可以作為基本的案例，學生們選擇自己感興趣的案例進行深入分析，能對化學知識有進一步的掌握理解。

結(jié)束語：

總而言之，高中化學教師在設(shè)計具體的教學方案時，要充分參考認知彈性理論，為學生預(yù)留更多自主認知、靈活思考的時間和空間，促使他們在探索中掌握知識規(guī)律，構(gòu)建完整的知識體系，以此提升其學習質(zhì)量。與此同時，高中化學教師要靈活應(yīng)用各種現(xiàn)代化的教育技術(shù)和手段，簡化理論教學的過程，減輕學生的學習負擔，同時引導學生樹立彈性認知的意識，促使其從不同角度看待和分析問題，并學會遷移應(yīng)用，從而有效提升其化學綜合素養(yǎng)。