刍议化学教学中认知结构的构建

山东师范大学附属中学   王志民

学习心理学认为，学习者头脑中的所学知识都是以一定的认知结构储存的。不同的学习者，由于对知识理解的深度、广度及自身思考方式的不同，其认知结构也是不一样的，但都对后续的学习起着重要的作用。认知结构作为个体理解和应用知识的基石，其构建与优化直接关系到学生的学习成效。在化学教学中如何有效地引导和帮助学生构建良好的认知结构，是培养学生化学核心素养的一个重要环节。

一、加强教学内容的结构化

学生头脑中认知结构的构建与所学习知识的结构化水平具有直接关系。如果教学中教师所呈现的知识是零散的、孤立的，那就很难在学生头脑中形成结构化的认识。布鲁纳的结构主义教学理论认为，每一门学科都有其特定的结构，从而将众多的概念、原理、方法和知识技能整合在一起；教学不是单纯教具体的知识技能，而是使学生理解和掌握学科的基本结构。因此，为了使学生形成良好的认知结构，教师必须将教学内容进行结构化的组织，建立起有机的、有意义的联系。

教师在教学中要加强教学内容的结构化水平，通过内容的结构化，将碎片化、零散的内容加以组织整合，努力为学生提供和呈现良好的知识结构。例如，在盐类水解的教学中，教师可以结合醋酸钠溶液，将整节课的内容设计成三个阶段来推进。利用“三看醋酸钠溶液”层层递进：“一看醋酸钠溶液”提出问题“水中有什么”，“二看醋酸钠溶液”提出问题“溶液里的微粒如何变”，“三看醋酸钠溶液”提出问题“醋酸根的水解程度有多大”。通过层层递进的三块教学内容，教师引导学生分析水中的微观世界，在此基础上进一步认识醋酸钠溶于水后所发生的微粒变化，并帮助学生深入理解盐类的水解程度。

二、紧密联系学生已有知识经验

认知结构的构建是学生将所学的新知识与自己原有旧知识相互联系作用的过程。奥苏贝尔认为，有意义学习是建立在学生原有的认知结构基础上的。新知识的学习只有和原有的知识经验建立起联系，学习才是有意义的，否则就是机械的学习。学习是新旧知识相互作用的过程，学生的认知结构中必须有一定的知识与新知识产生联系。因此在教学中教师要重视学生已有的知识经验，不能只是传授新知识，还要将学生旧有的知识经验也激发起来，为新知识的学习提供支架。

原有知识影响着新知识的学习，学生是在已有知识经验基础上，对新知识进行思考、加工，再将新知识储存在原有认识之中，丰富和完善认知结构。有意义的学习是从学生已有的知识经验出发，因此认知结构的构建要紧密联系学生已有的知识经验。例如，关于氧化还原反应，学生在初中阶段已经从得氧和失氧的角度认识了氧化还原反应，高中阶段学生将从得氧和失氧的角度转向通过元素化合价升降来判断氧化还原反应。因此在高中阶段的教学中，教师应注意从学生已有的认识出发，通过多样化的、直观生动的教学活动，引导学生转变认识、理解氧化还原反应的实质。

三、利用多种手段建构知识间的联系

学生头脑中的认知结构是隐形的，但是通过对所学知识的组织加工与综合整理，可以促进认知结构的构建。学生可以通过对比、类比等方式来反思知识之间的内在联系，将相近、相关的内容结合在一起，从而形成一个有组织、有层次的整体。因此在教学中，教师应引导学生围绕核心主题和内容思考知识间的内在联系，及时对知识进行综合整理，由知识点连成知识线，由知识线结成知识网，不断提高知识的结构化水平。

例如学习了元素周期律之后，可以组织学生将相关的原子结构、元素性质、周期表等内容进行有机整合和串联，形成完整的知识网络。构建知识网络的过程中，教师可以运用多种教学手段和工具，如图表、思维导图、动画演示等，将抽象的知识具象化，帮助学生更好地理解和记忆。此外，教师还可以设计一系列富有层次性和启发性的问题，引导学生逐步深入探究元素周期律的本质和规律，促进其认知发展。

四、通过应用加深知识间的联系

认知结构是一个具有开放性的结构，随着学习过程的不断推进，认知结构总是处于不断丰富、优化的过程中。面对一定的问题情境，学生会综合运用所学的知识与方法去分析问题和解决问题，在这个过程中，学生感悟和体会知识之间的内在联系，更加有效地将碎片化的知识进行系统连贯和整合。因此，除了新旧知识的相互作用影响认知结构的构建，在应用知识解决问题的过程中，学生的认知结构也会得到调整和深化。

例如，在学习了有机化学基础之后，教师可以设计一些综合性的有机化学实验，让学生在实践中深化对有机化学知识的理解和应用。通过实验操作、观察和分析，使学生更好地理解有机化学反应的机理和条件，提升其有机化学知识概括能力和迁移能力。

从认知结构的角度来看，学生的学习是新知识信息与自己原有的知识、经验和背景建立有机联系的过程，是自身认知结构不断建构、丰富和完善的过程。认知结构既是影响学生新知识学习的关键因素，也是学生学习的结果。因此，在教学中教师要重视认知结构的重要作用，要提高教学内容的结构化，联系学生的已有知识开展教学，引导学生多角度深入地建立起知识之间的内在联系。

（《山东教育》2024年7、8月第21、22期）