認知靈活性理論與化學教學初探

張建林

（江蘇省蘇州實驗中學江蘇蘇州215000）

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

認知靈活性理論關于教學的基本觀點：“隨機通達教學”——運用各種多媒體交互技術為學習者提供一個復雜與結構不良的學習環境，并由此鼓勵學習者自己對知識進行積極探索與建構。其核心主張是，對同一內容的學習，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：教師應該是教學過程的研究者。在學生概念建立的過程中，教師、學生、內容、媒體四個要素之間密切相關，教師不僅是組織者、管理者，更是研究者、創造者。

（2）引導者：教師在學生意義建構的過程中有意識地引導學生的自主學習意識尤為重要。

（3）合作者：教師在學生意義建構的過程中是一個特殊的合作者，在適當的時候給以必要的引導和補充，通過和學生之間交流、研討，促進學生在合作的環境中學習發展。

2.學生的角色

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

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

二、教學設計中應該注重非良構領域學習的非線性和多維性

隨機通達教學的核心主張是，對同一內容的學習，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。

在中學化學的學習內容中，既有具體元素及其某些化合物的結構、性質、應用等知識，又有一系列非常重要的基本概念和基本理論。學生要全面深入的掌握這些基本的概念、規律，不僅僅是簡單的認識和再現，而應該真正從多方面多角度理解，并且可以靈活地應用到具體的情景中去，解決實際的問題。教師在設計教學過程、教學策略時應該不斷重組教學序列、以多種維度表征知識以及揭示知識之間的相互關聯性，幫助學生實現復雜意義的構建，提高解決化學問題的能力。

1.充分利用各種教學媒體和手段實現化學知識的多維度非線性呈現

（1）充分利用多媒體技術以及網絡的優勢

教師可以運用網絡技術優勢，為學生創設復雜的學習情境，并呈現結構不良問題。教師可以提供解決問題的思維方式和有關線索，然后鼓勵學生通過網絡等媒介自主探索，選擇解決問題的策略，同時激勵學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生實驗，培養、激發學生探究的興趣、意識和能力

化學是一門以實驗為基礎的自然科學，學生實現對物質的多角度的了解或者對一些基本原理、規律的認識理解需要一定的感性認識積累為基礎。學生在探索性實驗的過程中既可以積累一定的感性認識，更重要的是結論或結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、分析以及同學之間的交流、爭論，從而對意義的認知實現不斷的修正和構建。在實驗的過程中，往往會出現因某些條件控制的非理想化而導致一些不確定現象或結果的產生，問題的產生則可以非常有效地激發學生探究的沖動，從不同的視角去分析產生的原因，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，從書本上學生可以接受到并記憶形成自己的知識，這僅是初級學習。在實驗室中學生自己動手制備乙烯并檢驗乙烯的性質時可以觀察到的真實現象則為：氣體具有刺激性的氣味、反應器中液體變黑變稠等。刺激性的氣體是什么物質？黑色物質是什么？產生的原因是什么？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果么？這么多疑問順理成章的提出自然就打開了學生思維的空間?；瘜W反應中的副反應、濃硫酸的強氧化性、SO2的還原性及檢驗方法、CO2氣體的檢驗、檢驗乙烯性質時可能的干擾以及排除等等多層次的問題得以再現和反思，初級學習演變為高級學習，在非良構的領域內實現了對某一內容的多維度多層次的學習，對硫酸的三大特性能夠更加全面靈活的理解和應用。

2.創設有利于非良構領域高級學習的教學情景

建構主義認為，學習者想要完成對所學知識的意義建構，最好的辦法是讓學習者到現實世界的真實環境中去感受、去體驗，而不是僅僅聆聽別人的關于這種經驗的介紹和講解。

（1）與所學習內容緊密相關的事實情景的呈現

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

案例：關于氯氣的教學，可以呈現一段新聞報導，京滬高速公路淮安段發生運輸危險品槽罐車側翻造成大量液氯泄露致多人傷亡事故。在這次事故中，遇險人員應采取什么應急措施減少傷害？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，有關氯氣的顏色、密度等物理性質以及毒性、腐蝕性、強氧化性、與堿類的反應等化學性質的有關知識，學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、復雜性問題情景的設置

學生在初級學習中對所學習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置則可以很好的幫助學生從不同的角度建立對所學對象的認識，深入理解不同物質、不同概念之間的關聯和差異。

案例：化學中常用類比的方法可預測許多物質的結構、性質，但根據2Na2O2＋2CO2＝Na2CO3＋O2推測2Na2O2＋2SO2＝Na2SO3＋O2就是錯誤的。物質之間有相似性但也有各自特殊的性質。

對這樣的問題的分析，可以幫助學生認識到物質性質的多面性以及在不同的環境中所表現出來的相關方面。

三、結語

認知靈活性理論強調對于知識的學習應從不同的層面，不同的概念入手，最后達到對知識的理解。讓學生充分了解知識的不同方面，通過學生自己對所學習對象的研究、探討，進一步實現對所學習意義的主動構建，正是符合現在教育界所倡導的培養學生的創新精神和探究能力的教育理念。該理論對化學科的教學以及其他科目的教學都有非常重要的理論指導意義。

［1］陳琦，張建偉.建構主義學習觀要義評析［J］.華東師范大學學報（教育科學版），1998

［2］顧力雄，陳琦.認知靈活性理論、超文本和Internet網絡教學［J］.心理學動態，1998，（3）

［3］丁家永.建構主義與教學心理學的新發展［J］.南師大學報，2000，（5）