“碎片整理”：良好化学认知体系的构建与实践，本文主要内容关键词为：认知论文,碎片整理论文,体系论文,化学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、从“磁盘碎片整理”得到的启示
“碎片整理”源自电脑程序操作中的一个术语，是指通过系统软件或者专业的磁盘碎片整理软件对电脑磁盘在长期使用过程中产生的碎片和凌乱文件重新整理，可提高电脑的整体性能和运行速度。我们的电脑使用久了，磁盘上保存了大量的文件，这些文件并非保存在一个连续的磁盘空间上，而是把一个文件分散地放在许多地方，这些零散的文件被称作“磁盘碎片”，这些碎片会降低整个Windows的性能，每次读写文件，磁盘触头都要往多个碎片之间来回移动，浪费了时间。于是Windows中提供一个整理磁盘碎片的程序。
这让我们联想到人类在学习过程中，利用大脑进行记忆储存和调用有关信息时，也存在类似现象。在化学教学过程中，经常发现部分学生在解决化学问题时，开始总是找不到合适的方法、思路，或者找寻方法速度特别慢。因为这些学生头脑中的化学知识多数是分散状态，结构关联性差，新旧知识的联系出现混乱，没能建构有效的认知体系。这些学生反映出的表象是头脑中化学知识一团乱麻，整合能力、解决问题的变通能力较薄弱，不能运用自如。
学习过程是一个不断积累、梳理知识的过程。中学化学知识零星、细碎，在新课学习中，如果学生获取的是分散的、缺乏联系的无序知识。那么他们是无法认清知识的本质并解决问题的。本文所指的“碎片整理”是指教学过程中有意识地引导学生分析、搞清各知识点间的内在联系，将“知识碎片”重新编码、排序，使之由点成线、由线成面、由面成网、由无序成系统，从而让学生构建良好的化学认知体系。
二、构建有效化学认知体系的理论依据
知识结构即知识本身的逻辑体系。所谓认知结构就是学生头脑里的知识按自己的理解深度、广度结合自己的感觉、知觉、记忆、思维、联想等特点组成一个具有内部结构的整体结构。“学生的认知结构是以教材的知识结构转化而来的”。
（1）美国心理学家、教育学家布鲁纳提出的“认知发现说”。这个理论认为学习的实质是一个人把同类事物联系起来，并把它们组织成赋予它们意义的结构。学习就是认知结构的组织和重新组织。知识的学习就是学生的头脑中形成各学科的知识结构。
（2）布鲁纳在他的《教育过程》中明确提出了“学科结构论”的教学论思想。他指出：“不论我们选教什么学科，务必使学生理解该学科的基本结构。”“学习结构就是学习事物间怎样相互联系的”。按照“认知结构组织起来的材料就是最有希望在记忆中‘自由出入’的材料。”
（3）心理学认为：一个良好的结构就是一个有序的系统，在这样的系统中，信息可以有效地储存、加工和输出。
（4）建构主义的教学观强调：必须使学生通过积极的学习活动形成新的认知结构，因为只有在形成认知结构的基础上，知识的学习才是有意义的。
三、构建有效化学认知体系的策略
1.找准切入点，顺势而入
奥苏贝尔认为：新知识只有在认识系统中找到与之相关的旧知识作为“固定点”。并在“固定点”的基础上促使新旧知识之间相互作用，才能使新知识纳入旧知识系统而获得意义。“固定点”即新旧知识的联结点，是否找准“固定点”是能否实现认知迁移的关键。
教师在组织新知识教学时，应有意识地找寻新旧知识之间的关系，尽量做到以旧带新、以旧联新，减少认知碎片，重新建构新的有效认知结构。例如原电池理论实质就是氧化还原理论的应用和延伸，所以教学设计中可以从学生熟悉的氧化还原反应理论入手，该课的引入设计：
[引入]人们很早就学会利用化学反应制备新物质，利用反应中释放出的能量服务我们的生产生活。
[判断]下列哪些属于氧化还原反应？用双线桥标出电子转移方向。
[猜想]氧化还原反应中定向的电子转移能否应用于生产生活？（提示：物理学中认为，电子的定向移动能形成电流）
上述教学从学生已有的氧化还原理论为切入点，逐步提升到应用，从而转移到原电池教学中，便于学生从原有的认知结构出发，逐步构建新的认知结构。能使学生充分认识到原电池原理就是氧化还原反应的应用，分析原电池反应实质和电极都能以氧化还原理论为支持。
2.创设新情境，生活提炼
知识来源于生活，课本上的许多概念、原理都是从生活的形象中，舍弃了表面属性，抽象出本质特征而形成的。在教学中，教师要准确地把握生活中的事物、现象与抽象知识间的本质联系，提取能适用于教材的生活素材，从而帮助学生将理性认识与感性认识融为一体，透过现象看本质，进一步加深对抽象概念、原理的理解。这无疑帮助学生扫清了学习障碍。
例如，化学教学从学生的生活经验出发，让学生联系社会实际，可通过“白色污染与我们的生活”“温室效应与人类生存”“添加剂与绿色食品”“空气污染与呼吸疾病”等“回归生活、贴近生活”的题目，创设真实的问题情境，用问题驱动，开展丰富的活动，充分调动学生参与学习的积极性和主动性，改变学生以往被动、依赖的不良状态。
3.整合新教材，健全体系
苏教版化学新教材，知识与方法都是以螺旋式上升形式呈现，比较符合中学生认知的发展规律。但是化学学科的缺点——知识繁杂、缺乏系统性，同时被无限放大。多数学生在学习化学过程中，遇到困难，感到知识与方法的无序，对于建构自己认知结构起到很大的阻碍作用。
例如中学化学教材中有许多实验方法或现象涉及气体的压强差问题。
装置的气密性检查——（初中化学）
氨气的喷泉实验——（高一《必修1》苏教颇）
减压过滤装置——（高二《实验化学》苏教版）
但由于分散在不同的学习阶段，学生对此类问题的学习是零散的，没有一个系统的认识，有必要对与气压差有关的一类实验问题进行归纳与整合，加深对实验原理与本质的理解。如图1所示。
只要抓住了问题的本质，就能解决一类问题——压强差使U形管液面发生变化、压强差使气球涨大或变瘪、气压差会引起液体倒吸或被压出、压强改变引起液体沸点改变、钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀过程中的气压变化等等。所以，我们可以充分发挥课本实验的示范作用、辐射功能及拓展功能，并引导学生进行迁移深化。
4.对比异同点，准确把握
把内容相类似的材料放到一起来学习会相互干扰，容易造成概念混淆，需要学生对所学知识点进行认知转换，这些知识点也往往会成为认知障碍。教师要有意识地引导学生关注新旧认知的衔接点、转折点，进行纵向或横向比较。例如原电池和电解池的本质原理都是氧化还原反应，但无论是能量的转换形式、电极名称、电极的要求、电极上发生的反应等都存在差异。前者是自发进行的，后者要在外界条件作用下被迫进行。电解池反应更注重氧化、还原性质强弱——即放电顺序分析，这是两者最大的不同，但学生初学时容易混淆。复习时，除了对比两者构造上的不同外，关键点要凸显在两者电极反应书写的不同上。
5.启动元认知，主动整理
对于学生化学认知体系的建构，教师在平常教学中也要经常性加以引导和督促。按照建构主义学习观，教师不仅要帮助学生理解自己的反省认知过程，更要使学生意识到他们在建构知识、认知中的作用，也即强调学生理解知识认知建构过程。元认知的实质就是个人自己反省认知过程，不断反思整理自己认知结构以及相应的认知碎片，才能主动建构更加完善、有效的化学认知体系。教师在课堂教学中，需经常给学生一定的整理时间，让学生有意识地去整理知识认知碎片；在课外，可以定期督促学生整理笔记、整理章节知识网络、整理订正错题集等。这些都能达到激发学生元认知的作用。
四、构建良好化学认知体系的几点思考
良好化学认知体系的构建过程是教与学统一的过程。我们坚持以下观点：
1.自主性
对教师而言，成功的教的过程不仅仅是教学行为或教学程序的改变，而且是教师主动思考，精心设计、实施和反思的结果；对学生的学而言，成功的学的过程不是机械被动的记忆过程，而是在教师指导下学生自主学习的过程。自主学习的过程是一个教师指导下由“扶”到“放”的过程。教师不能代替学生构建知识体系，应从学生的思维角度出发，为学生寻找适当的学习支点，更好地让知识链接、衍生，从而帮助学生最终相对独立地完成建构活动，促进学生有效地学习。
2.互动性
课堂教学是交流的过程，没有交流的课堂是沉闷的、无效的，课堂教学也是合作的过程。没有合作的课堂是单调的。教师应鼓励学生积极参与到课堂教学活动中来，使学生在思维的碰撞中构建知识体系。
3.体验性
所谓体验，就是由学生的身心活动和直接经验而产生的感情和意识。体验是学习中的生命领域，有了体验，使学习不再仅仅是属于认知和理性的范畴，而且它已经拓展到情感、生理和人格的领域，从而使学习过程不仅仅是知识增长过程，同时也是学生身心和人格健全与发展的过程。体验性是现代学习方式的突出特征。
总之，学生在学习化学过程中，学习能力的提升以及化学认知体系的建构都是艰巨而长远的任务，教师在教学过程中，要有前瞻性，要对学生学习能力进行有意识的逐步培养。