以認(rèn)知彈性理論為基礎(chǔ)的高中化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)分析

談俊

相對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)說(shuō)，教育的發(fā)展總是存在一定的滯后性，所以我國(guó)當(dāng)前仍然存在比較明顯的教育與現(xiàn)實(shí)脫節(jié)、結(jié)構(gòu)不良等問(wèn)題，這不僅嚴(yán)重影響了教學(xué)改革的進(jìn)程，也不利于教學(xué)質(zhì)量的提升，進(jìn)而會(huì)影響學(xué)生素質(zhì)的發(fā)展。此時(shí)，認(rèn)知彈性理論的提出和應(yīng)用為該問(wèn)題的解決提供了新的思路，而如何使用該理論進(jìn)行高中化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)則是本文探究的重點(diǎn)。

化學(xué)是高中階段的一門重要課程，但其抽象性強(qiáng)、難度大，很多學(xué)生都缺乏學(xué)習(xí)興趣，也未掌握有效的學(xué)習(xí)方法，導(dǎo)致最終的教學(xué)效果不佳。為了提升該學(xué)科的授課質(zhì)量，化學(xué)教師必須從教學(xué)設(shè)計(jì)入手，以認(rèn)知彈性理論為基礎(chǔ)，不斷簡(jiǎn)化學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程，同時(shí)注重滲透生活理念，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，以此增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)實(shí)效。

一、認(rèn)知彈性理論概述

認(rèn)知彈性理論是建構(gòu)主義的一個(gè)分支，主要指的是在面對(duì)變化的事物和場(chǎng)景時(shí)，能夠根據(jù)需求及時(shí)將自己已有的知識(shí)打散，并以多種方式同時(shí)重構(gòu)，從而獲取對(duì)應(yīng)的反饋，并作出合適的反應(yīng)。在這一過(guò)程中，學(xué)習(xí)者不僅需要用到學(xué)過(guò)的理論知識(shí)，并對(duì)其進(jìn)行篩選、組合以應(yīng)對(duì)當(dāng)下的情況，還要根據(jù)實(shí)際需求對(duì)這些知識(shí)進(jìn)行靈活應(yīng)用，不能以固有思維來(lái)套用，更不能單純根據(jù)知識(shí)的表象來(lái)應(yīng)用，所以該過(guò)程實(shí)際上是一種深度學(xué)習(xí)和應(yīng)用的過(guò)程。

認(rèn)知彈性理論能夠引導(dǎo)結(jié)構(gòu)不良知識(shí)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)，尤其是在高中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中發(fā)揮突出引導(dǎo)作用。現(xiàn)階段的教育教學(xué)都強(qiáng)調(diào)關(guān)注學(xué)生的主體地位，引導(dǎo)學(xué)生核心素養(yǎng)全面發(fā)展，這就要求在具體的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，注重教學(xué)設(shè)計(jì)，通過(guò)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)來(lái)提高學(xué)生的認(rèn)知彈性。認(rèn)知彈性理論和高中化學(xué)學(xué)科有效融合，能夠提升教學(xué)效率。認(rèn)知彈性理論是二十世紀(jì)九十年代由美國(guó)學(xué)者斯皮羅所提出的。該理論圍繞著學(xué)習(xí)，這是學(xué)習(xí)者主動(dòng)構(gòu)建內(nèi)部心理表征過(guò)程的特點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步拓展，在該理論中認(rèn)為學(xué)習(xí)不應(yīng)當(dāng)是學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)一種被動(dòng)接受的過(guò)程，而是學(xué)習(xí)者主動(dòng)去完善自身知識(shí)結(jié)構(gòu)，按照相關(guān)的知識(shí)體系將知識(shí)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(duì)應(yīng)生活中的一些現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，結(jié)構(gòu)不良領(lǐng)域的知識(shí)則是無(wú)法和現(xiàn)實(shí)情景對(duì)應(yīng)，相對(duì)這種不良知識(shí)領(lǐng)域中進(jìn)行高級(jí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生們需要進(jìn)行更深層次的學(xué)習(xí)，借助學(xué)習(xí)的知識(shí)來(lái)解決外部問(wèn)題，而且將所學(xué)習(xí)到的知識(shí)運(yùn)用到生活不同領(lǐng)域，這樣將理論和知識(shí)有機(jī)結(jié)合。這時(shí)候無(wú)論外界的環(huán)境如何變化，學(xué)生們只需更新自身的知識(shí)體系，就能夠有效解決問(wèn)題。學(xué)生的解決問(wèn)題能力能夠得到全面提升，這個(gè)過(guò)程就被稱作是認(rèn)知彈性，聯(lián)系認(rèn)知彈性。針對(duì)高中化學(xué)的實(shí)際，在高中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，存在著諸多結(jié)構(gòu)不良領(lǐng)域的知識(shí)。化學(xué)本身是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，它的知識(shí)在學(xué)生學(xué)習(xí)拓展應(yīng)用的過(guò)程中是需要一定抽象化的思維，一些實(shí)際化學(xué)問(wèn)題沒(méi)有和實(shí)踐生活直接對(duì)應(yīng)的聯(lián)系。面對(duì)這種情況，學(xué)生們就需要構(gòu)建一個(gè)思維過(guò)程。這個(gè)過(guò)程與認(rèn)知彈性理論的發(fā)展不謀而合，高中的化學(xué)教學(xué)需要學(xué)生們利用更高級(jí)的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，這樣才能幫助學(xué)生對(duì)復(fù)雜的化學(xué)問(wèn)題全面理解。高中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，教師們要注重提高學(xué)生的認(rèn)知彈性，在當(dāng)前現(xiàn)實(shí)生活中，大部分的化學(xué)問(wèn)題不具有穩(wěn)定性，有許多潛在無(wú)法控制的因素。面對(duì)這種情況，學(xué)生們一定要自己對(duì)知識(shí)熟練地應(yīng)用，靈活地掌握，這樣才能夠分析問(wèn)題，做出正確的認(rèn)知，認(rèn)知靈活性是學(xué)習(xí)高中化學(xué)必不可少的內(nèi)容。

二、以認(rèn)知彈性理論為基礎(chǔ)的高中化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)原則

（一）注重知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)

高中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)之間往往有十分密切的聯(lián)系，且前期的知識(shí)都是為了給后期做鋪墊，只有夯實(shí)基礎(chǔ)，才能保證之后的學(xué)習(xí)活動(dòng)順利開(kāi)展。而認(rèn)知彈性理論本身也強(qiáng)調(diào)了多種知識(shí)融合運(yùn)用的要求，所以化學(xué)教師在擬寫教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮學(xué)生的認(rèn)知水平，然后結(jié)合當(dāng)下的章節(jié)內(nèi)容對(duì)具體的教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行構(gòu)建和聯(lián)系，確保既能引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)舊知，也能幫助學(xué)生理解新知，同時(shí)可促使他們將新知和舊知綜合起來(lái)進(jìn)行解讀和應(yīng)用，并在此過(guò)程中實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，從中提取更多新的知識(shí)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)學(xué)習(xí)。

（二）關(guān)注基礎(chǔ)知識(shí)，并設(shè)計(jì)適宜的情境

基礎(chǔ)知識(shí)是學(xué)生學(xué)習(xí)的前提，只有掌握豐富的理論，才能夠通過(guò)套用、分析理解其內(nèi)涵，形成感性認(rèn)知，然后再進(jìn)行應(yīng)用，將感性認(rèn)知轉(zhuǎn)化為抽象經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而充實(shí)個(gè)人的知識(shí)庫(kù)。而認(rèn)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(xué)生創(chuàng)設(shè)合適的情境輔助他們理解，所以高中化學(xué)教師要在擬寫教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，增加解讀基礎(chǔ)知識(shí)的比重，然后設(shè)計(jì)適宜的情境，讓學(xué)生將理論遷移到具體的生活場(chǎng)景之中，通過(guò)綜合分析獲取準(zhǔn)確的認(rèn)知，然后再進(jìn)行內(nèi)化、吸收和應(yīng)用。

（三）將具體的概念融入到實(shí)例中進(jìn)行分解

學(xué)生的認(rèn)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(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)，還包括一些生活經(jīng)驗(yàn)和常識(shí)。所以在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，高中化學(xué)教師要關(guān)注學(xué)生的實(shí)際水平，同時(shí)要結(jié)合認(rèn)知彈性理論，為學(xué)生準(zhǔn)備豐富的實(shí)例，確保將具體的概念、原理融入其中，促使他們?cè)谘芯亢头治龅倪^(guò)程之中從多個(gè)角度解讀知識(shí)內(nèi)涵，形成更為多元、開(kāi)放的認(rèn)知，據(jù)此提升其學(xué)習(xí)效率。

三、以認(rèn)知彈性理論為基礎(chǔ)的高中化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)策略

（一）教學(xué)目標(biāo)要具有多元性

結(jié)合認(rèn)知彈性理論擬寫高中化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，教師要圍繞特定主題進(jìn)行規(guī)劃，然后基于當(dāng)下的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)具體的目標(biāo)，以推動(dòng)學(xué)生知識(shí)、能力和情感態(tài)度價(jià)值觀的發(fā)展，還要關(guān)注學(xué)生的內(nèi)在體驗(yàn)，以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為目標(biāo)設(shè)計(jì)相應(yīng)的活動(dòng)，同時(shí)要立足學(xué)生學(xué)情，設(shè)定分層次的目標(biāo)，從而以多元目標(biāo)引領(lǐng)學(xué)生高效學(xué)習(xí)，推動(dòng)其良性發(fā)展。例如，根據(jù)人教版高一第二冊(cè)課本中《化學(xué)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(jì)三維教學(xué)目標(biāo)，即分析化學(xué)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(xué)研究中的作用、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和辯證思維，然后聯(lián)系認(rèn)知彈性理論，對(duì)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行分層，據(jù)此設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)方案，即后進(jìn)生需要掌握較為基礎(chǔ)的概念、原理和公式，能夠通過(guò)應(yīng)用解決較為簡(jiǎn)單的問(wèn)題，優(yōu)等生需要在掌握基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，對(duì)教材中的知識(shí)進(jìn)行深度挖掘，可以靈活運(yùn)用、綜合運(yùn)用，而中等生的學(xué)習(xí)目標(biāo)就位于前二者之間，既要掌握基礎(chǔ)，也要能夠進(jìn)行突破性應(yīng)用。通過(guò)設(shè)計(jì)多元教學(xué)目標(biāo)，教師可以在之后的教學(xué)活動(dòng)中給予學(xué)生更加科學(xué)和有效的指導(dǎo)，提升整體的教學(xué)效率。

（二）教學(xué)方法要具有啟發(fā)性

在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)復(fù)雜的化學(xué)知識(shí)時(shí)，教師要關(guān)注知識(shí)點(diǎn)的多元表征，并據(jù)此設(shè)計(jì)多元教學(xué)活動(dòng)，使用靈活且具有啟發(fā)性的教學(xué)方法，從而輔助學(xué)生通過(guò)獨(dú)立思考、實(shí)驗(yàn)探究以及逆向思考等對(duì)知識(shí)形成深刻的印象，以便強(qiáng)化其學(xué)習(xí)效果。例如，教師在設(shè)計(jì)人教版高一第一冊(cè)課本中的《氧化還原反應(yīng)》一節(jié)的教學(xué)方案時(shí)，要提前預(yù)設(shè)教學(xué)過(guò)程，包括導(dǎo)課、探究、討論、練習(xí)、總結(jié)等，同時(shí)注重在不同過(guò)程中應(yīng)用不同的方法，即導(dǎo)課時(shí)可以使用問(wèn)題導(dǎo)學(xué)法，有效觸發(fā)學(xué)生的好奇心，促使他們圍繞已知信息展開(kāi)探索，而在探究環(huán)節(jié)，則可以使用任務(wù)教學(xué)法、合作學(xué)習(xí)模式以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)法引導(dǎo)學(xué)生，為他們提供多個(gè)探究渠道，促使其在對(duì)應(yīng)過(guò)程中形成靈活的思維、掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，并學(xué)會(huì)從不同維度解讀知識(shí)，產(chǎn)生深刻的認(rèn)知之后再嘗試使用，在練習(xí)環(huán)節(jié)，教師則可以嘗試使用游戲教學(xué)法，讓學(xué)生在輕松的氛圍中獲取并鞏固知識(shí)，最后總結(jié)時(shí)，教師可以運(yùn)用激勵(lì)評(píng)價(jià)法、分層評(píng)價(jià)法，以便增強(qiáng)學(xué)生自信、引導(dǎo)他們針對(duì)性改進(jìn)自我。通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，學(xué)生能夠在課堂中獲得更多啟發(fā)，也會(huì)增長(zhǎng)能力，還能夠?qū)⑺兄R(shí)融會(huì)貫通，然后進(jìn)行正確應(yīng)用。

（三）教學(xué)過(guò)程中應(yīng)有實(shí)例和情境

在認(rèn)知彈性理論的指導(dǎo)下，高中化學(xué)教師的教學(xué)設(shè)計(jì)中還應(yīng)包含實(shí)例和情境，一方面可以幫助學(xué)生轉(zhuǎn)化知識(shí)，降低他們的理解難度;另一方面也可以讓學(xué)生在特定氛圍中把握知識(shí)的內(nèi)涵及其與現(xiàn)實(shí)生活的關(guān)系，然后用來(lái)解決具體的問(wèn)題，形成深刻的印象之后，不斷完善個(gè)人的知識(shí)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(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，可以在預(yù)設(shè)的教學(xué)過(guò)程中加入以下示例：近來(lái)，某小區(qū)的徐先生發(fā)現(xiàn)，一旦下雨，家中的雨水管就會(huì)漏水，而漏出來(lái)的水居然流向了陽(yáng)臺(tái)上的兩個(gè)電插座，導(dǎo)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(dǎo)學(xué)生思考和探究，使他們?cè)诜治霭咐耐瑫r(shí)能夠?qū)Ρ菊n的知識(shí)點(diǎn)有所了解，初步把握相應(yīng)的概念和原理。與此同時(shí)，教師可以在教學(xué)設(shè)計(jì)中安排一個(gè)生動(dòng)的情境，即利用信息技術(shù)播放水的電離微觀動(dòng)畫，確保抽象的知識(shí)轉(zhuǎn)化為直觀、生動(dòng)的畫面，不斷降低學(xué)生的理解難度。結(jié)合實(shí)例和情境，學(xué)生們能夠在腦海中建構(gòu)較為完善的知識(shí)體系，并對(duì)教材中的內(nèi)容形成彈性認(rèn)知，并嘗試創(chuàng)造性應(yīng)用，有助于切實(shí)提高他們的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

（四）立體化結(jié)構(gòu)，多維分析設(shè)計(jì)

當(dāng)前高中階段化學(xué)學(xué)科的教學(xué)目標(biāo)，不僅要求學(xué)生對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行掌握，更在于提高學(xué)生的綜合能力。因此，除了前期的教學(xué)目標(biāo)要有多元性之外，教師們?cè)谶M(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中，要學(xué)會(huì)引導(dǎo)學(xué)生。利用立體化結(jié)構(gòu)的設(shè)置來(lái)幫助化學(xué)教學(xué)進(jìn)一步發(fā)展，提升現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了教學(xué)的發(fā)展進(jìn)步，將信息技術(shù)和化學(xué)教學(xué)深度融合，更關(guān)注學(xué)生的主體地位。教師們?cè)谶M(jìn)行化學(xué)教學(xué)的過(guò)程中，聯(lián)系認(rèn)知彈性理論，將系統(tǒng)化的概念作為主線，聯(lián)系化學(xué)案例作為輔助，將化學(xué)知識(shí)和案例有機(jī)融合，借助生活化的情景和化學(xué)概念的整合，讓學(xué)生在腦海中對(duì)此形成相關(guān)的認(rèn)知，然后結(jié)合自身的情況，選擇感興趣的案例點(diǎn)作為化學(xué)的切入點(diǎn)，對(duì)此展開(kāi)主動(dòng)地、深入地分析，幫助學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)有多角度、多維度的理解，形成特色化、專業(yè)化的化學(xué)知識(shí)體系結(jié)構(gòu)。例如在高中人教版化學(xué)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，涉及到了物質(zhì)的量板塊學(xué)習(xí)，學(xué)生們接觸時(shí)會(huì)感覺(jué)相對(duì)抽象，因?yàn)樵谄渲兴婕暗降奈镔|(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(xué)生們理解起來(lái)會(huì)存在一定的困難，這時(shí)候教師就可以借助基本的理論融合相關(guān)的實(shí)際，來(lái)幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。初中階段學(xué)生們學(xué)過(guò)鹽酸和氫氧化鈉的反應(yīng)，也學(xué)過(guò)木炭燃燒的反應(yīng)。在這個(gè)過(guò)程中，這兩個(gè)不同的化學(xué)反應(yīng)就可以作為基本的案例，學(xué)生們選擇自己感興趣的案例進(jìn)行深入分析，能對(duì)化學(xué)知識(shí)有進(jìn)一步的掌握理解。

結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，高中化學(xué)教師在設(shè)計(jì)具體的教學(xué)方案時(shí)，要充分參考認(rèn)知彈性理論，為學(xué)生預(yù)留更多自主認(rèn)知、靈活思考的時(shí)間和空間，促使他們?cè)谔剿髦姓莆罩R(shí)規(guī)律，構(gòu)建完整的知識(shí)體系，以此提升其學(xué)習(xí)質(zhì)量。與此同時(shí)，高中化學(xué)教師要靈活應(yīng)用各種現(xiàn)代化的教育技術(shù)和手段，簡(jiǎn)化理論教學(xué)的過(guò)程，減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立彈性認(rèn)知的意識(shí)，促使其從不同角度看待和分析問(wèn)題，并學(xué)會(huì)遷移應(yīng)用，從而有效提升其化學(xué)綜合素養(yǎng)。