學(xué)生學(xué)科認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建構(gòu).docx

學(xué)生學(xué)科認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建構(gòu)認(rèn)知結(jié)構(gòu)是學(xué)生頭腦中的知識(shí)結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)既包括學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu),如基本概念、定理體系等,是一種客觀的存在,也包括學(xué)生在接受學(xué)科知識(shí)時(shí)的認(rèn)知結(jié)構(gòu),如長(zhǎng)期以來(lái)形成的個(gè)性化的學(xué)習(xí)方法、思維能力等,是一種能動(dòng)的反應(yīng)。每個(gè)人對(duì)知識(shí)的理解角度與深度不一樣,思維的方法與特點(diǎn)不一樣,解決問(wèn)題的路徑與能力不一樣,這必然帶來(lái)認(rèn)知結(jié)構(gòu)上的不同甚至迥異。因此,對(duì)學(xué)科知識(shí)的死記硬背,只是一種簡(jiǎn)單的知識(shí)疊加與堆砌,不一定能形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。我們要重視并研究學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的形成與發(fā)展,探索規(guī)律,著力提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng),引領(lǐng)他們將客觀的知識(shí)真正內(nèi)化為分析、解決問(wèn)題的意識(shí)與能力。一、探究學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的形成與特征,正視教學(xué)問(wèn)題時(shí)下,教師對(duì)新課程的理念都已耳熟能詳,在公開(kāi)課上也常常能“秀”出不少新的花樣,但在日常的教學(xué)中,依然會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題。一些教師對(duì)學(xué)生的“學(xué)”不夠重視。很多課堂依然是“一潭死水”,教師拼命地把一些概念、公式、定理灌輸給學(xué)生,然后布置海量的練習(xí),再貫之以大大小小的測(cè)試。灌輸、練習(xí)、測(cè)試的“老三步”,使學(xué)生頭腦中的知識(shí)成為機(jī)械的概念堆砌,這種孤立與簡(jiǎn)單的堆砌一般不可能實(shí)現(xiàn)從量變到質(zhì)變,更不可能使學(xué)科知識(shí)真正內(nèi)化為一種科學(xué)的方法與技能以及正確的認(rèn)識(shí)論與價(jià)值觀。還有一些教師注重了“學(xué)”的過(guò)程,但忽略了學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)建構(gòu)的特殊性,尤其是作為個(gè)體學(xué)生其差異性的存在,他們以統(tǒng)一的“模子”去鑄造學(xué)生,反而可能讓一些學(xué)生形成一種失敗的、痛苦的體驗(yàn)。如果我們把對(duì)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的研究作為一個(gè)重要的著力點(diǎn),循序漸進(jìn)、因材施教,就可能幫助他們建立起良好的、盡可能完備的認(rèn)知結(jié)構(gòu),真正促進(jìn)學(xué)生終身的發(fā)展。對(duì)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的探索,最早起源于皮亞杰的圖式理論。他以主客體的關(guān)系為出發(fā)點(diǎn),在其重要的著作發(fā)生認(rèn)識(shí)論原理中提出:“認(rèn)知的結(jié)構(gòu)既不是在客體中預(yù)先形成的,因?yàn)檫@些客體總是被同化到那些超越于客體之上的邏輯數(shù)學(xué)中去,也不是在必須不斷地進(jìn)行重新組織的主體中預(yù)先形成了的?！彼J(rèn)為，思維的發(fā)展是整個(gè)心理發(fā)展的核心,遵循一定的發(fā)展規(guī)律,既不能跨越,也無(wú)法顛倒。此后,韋特海默提出的格式塔心理學(xué)理論,把學(xué)習(xí)視作學(xué)習(xí)者個(gè)體主動(dòng)構(gòu)造完形的過(guò)程,強(qiáng)調(diào)觀察、頓悟、理解在認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的重要作用。特別是布魯納對(duì)認(rèn)知結(jié)構(gòu)三階段的歸類(lèi)與分析,以及奧蘇伯爾對(duì)認(rèn)知結(jié)構(gòu)三變量的思考與解決策略,進(jìn)一步完善并深化了認(rèn)知結(jié)構(gòu)的發(fā)展理論。良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)起碼要具備以下幾個(gè)方面的特征:第一,能夠比較迅速地掌握諸如概念、定理、公式等一般性的知識(shí)。第二,能夠比較靈活地運(yùn)用頭腦中原有的知識(shí)來(lái)順應(yīng)、同化新的知識(shí),形成立體化的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)。第三,能夠比較全面地建構(gòu)起個(gè)性化的學(xué)科見(jiàn)解,并且將對(duì)某個(gè)學(xué)科的認(rèn)識(shí)論和方法論遷移到其他的學(xué)科,乃至對(duì)人生的規(guī)劃與行動(dòng)之中,形成善于運(yùn)用和創(chuàng)造新知識(shí)的、層次更高的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。二、鼓勵(lì)學(xué)生帶著前概念走進(jìn)課堂,在沖突中前行學(xué)生良好認(rèn)知結(jié)構(gòu)形成的基礎(chǔ)是其已有的學(xué)科前概念與前理解。前概念的“前”是指學(xué)生在正式接觸某學(xué)科的科學(xué)概念教育之前已形成的認(rèn)識(shí)。作為一個(gè)在探索中不斷成長(zhǎng)的個(gè)體,學(xué)生從出生之日起,就開(kāi)始用各種感官去感知周邊的世界,積累了豐富的生活經(jīng)驗(yàn),并逐步建立起個(gè)性化的認(rèn)知圖譜,即便有些現(xiàn)象或者問(wèn)題從來(lái)沒(méi)有遇到過(guò),但他們也能憑著先前的體驗(yàn)與經(jīng)驗(yàn),或進(jìn)行詮釋,或提出假設(shè),或形成解決的策略。因此,這種前概念將在他們接受新知識(shí)并且建構(gòu)新的思維方式與體系時(shí)起到重要的作用。前概念普遍地存在于學(xué)生的思維中，更多地來(lái)源于學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn),是他們?cè)陂L(zhǎng)期的生活實(shí)踐中逐漸積淀而成的。在學(xué)習(xí)科學(xué)概念之前,學(xué)生對(duì)大量的事物與現(xiàn)象都已經(jīng)有了個(gè)性化的理解。當(dāng)然這種廣泛與普遍更多地停留于感性層面,是對(duì)那種看得見(jiàn)摸得著的、平時(shí)的生活中經(jīng)常碰到的事物與現(xiàn)象的一種認(rèn)識(shí)。前概念也頑固地沉浸于學(xué)生的思維中。古希臘哲學(xué)家亞里士多德曾提出，必須有力作用在物體上物體才運(yùn)動(dòng),人們?cè)谏钪幸惨詾榈拇_如此,這個(gè)錯(cuò)誤的前概念一直延續(xù)了兩千多年。可見(jiàn)，前概念往往與人們對(duì)事物的認(rèn)識(shí)深度相關(guān),一旦形成,便根深蒂固,思維產(chǎn)生定式,漸漸成為他們觀察與認(rèn)識(shí)世界的基本認(rèn)知圖譜,很難再改變。前概念更多地“潛伏”在學(xué)生的思維中。它具有一種潛在性,一般情況下并不表現(xiàn)出來(lái),在接受教師傳授新的科學(xué)概念時(shí),往往就激活了他們頭腦中已有的前概念,他們會(huì)自覺(jué)不自覺(jué)地進(jìn)行類(lèi)比,以此去解釋、理解、建構(gòu)新的知識(shí)結(jié)構(gòu)。前概念與科學(xué)概念都來(lái)源于人們的認(rèn)識(shí)與實(shí)踐活動(dòng),有時(shí)候兩者是彼此一致的,有時(shí)候又是有所沖突的,有時(shí)候更是相互排斥的。如果是在趨同的時(shí)候,那么學(xué)生先前的認(rèn)知結(jié)構(gòu)就能對(duì)新的科學(xué)概念的建立起著積極的促進(jìn)作用,他們能夠以自己以前感悟到的鮮活的知識(shí)去消化、深化新知,學(xué)習(xí)便成了一件比較快樂(lè)的事情。如果是在有所沖突的時(shí)候,學(xué)生對(duì)事物表象的、非本質(zhì)的認(rèn)識(shí)的確與科學(xué)概念所相悖,雖然并不那么準(zhǔn)確,但他們是以自己的眼睛看待世界、以自己的經(jīng)驗(yàn)理解世界的,只要略加點(diǎn)撥,前概念往往就會(huì)被科學(xué)概念所同化,這一過(guò)程自然也會(huì)成為學(xué)生理解現(xiàn)實(shí)生活中某些現(xiàn)象的寶貴的精神財(cái)富。而第三種狀況則應(yīng)該引起我們高度的重視,就是當(dāng)學(xué)生的前概念持久而頑固地進(jìn)行認(rèn)知的負(fù)遷移時(shí),會(huì)出現(xiàn)思維的障礙,他們?cè)谡J(rèn)識(shí)新的事物時(shí)會(huì)以錯(cuò)誤的前概念進(jìn)行類(lèi)比,導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)論。長(zhǎng)此以往,可能會(huì)形成學(xué)習(xí)的惡性循環(huán),極大地打擊學(xué)生的自信,甚至?xí)绊懫渖畹膽B(tài)度。因此,當(dāng)學(xué)生帶著先入為主的學(xué)科前概念進(jìn)入課堂,在正式學(xué)習(xí)某類(lèi)重要知識(shí)時(shí),我們首先要了解并分析:他們的前概念有哪些,又是如何產(chǎn)生的，如何使這些前概念比較順利地轉(zhuǎn)換成科學(xué)的概念。通過(guò)各種方式,如問(wèn)卷調(diào)查、個(gè)別訪談、題目測(cè)試等方式從多方面了解學(xué)生的前概念,只有這樣,教學(xué)才能更有針對(duì)性與適切性。例如,在學(xué)習(xí)初三階段的化學(xué)之前,學(xué)生已在日常生活中積累了相當(dāng)廣泛的化學(xué)前概念,且在小學(xué)科學(xué)、初中生物、初中地理等學(xué)科中也有不少相關(guān)的知識(shí)與內(nèi)容。他們的基礎(chǔ)知識(shí)到底掌握到哪個(gè)程度,有哪些普遍存在的前概念？我們主要圍繞以下幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)了一份調(diào)查表,來(lái)考查學(xué)生前概念的掌握情況。我們?cè)趩?wèn)卷中列出的知識(shí)包括四點(diǎn):第一,空氣、醫(yī)用酒精、礦泉水是純凈物嗎，新鮮的空氣是由什么組成的，為什么？第二,金屬是固體的、硬度大、重量大嗎？試舉例說(shuō)明。第三,冰水、水、水蒸氣是同一種物質(zhì)嗎，為什么？第四,家中哪些物質(zhì)混合后能產(chǎn)生二氧化碳？檢驗(yàn)二氧化碳的方法是什么？向階梯形的小蠟燭中倒入二氧化碳,會(huì)產(chǎn)生什么樣的現(xiàn)象，這說(shuō)明了二氧化碳的什么性質(zhì)？就以上幾個(gè)方面,調(diào)查學(xué)生已經(jīng)知道了哪些知識(shí),又是怎么知道的。我們對(duì)剛升入初三的450名學(xué)生進(jìn)行了調(diào)查,整理并具體分析了每個(gè)學(xué)生回答的內(nèi)容,歸納他們的學(xué)科前概念導(dǎo)致認(rèn)知錯(cuò)誤的幾方面原因,為即將進(jìn)行的化學(xué)科學(xué)概念的傳授與探討提供了一份真實(shí)參考。在正式進(jìn)入學(xué)科知識(shí)課堂學(xué)習(xí)之前,我們還要通過(guò)提問(wèn)、交流預(yù)習(xí)情況等環(huán)節(jié),及時(shí)掌握學(xué)生大腦中前概念的情況,精心設(shè)計(jì)并整理出一些典型的問(wèn)題,甚至設(shè)置一些思維的陷阱,鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑、相互爭(zhēng)論,發(fā)現(xiàn)學(xué)生思維中受前概念影響而出現(xiàn)的錯(cuò)誤。這些錯(cuò)誤暴露得越充分,后面的教學(xué)才越有適切性。例如,在講到物質(zhì)的變化時(shí),初中化學(xué)有一個(gè)最常見(jiàn)的例子:燈泡在通電后發(fā)光發(fā)熱。那么,就會(huì)有一部分學(xué)生根據(jù)自己已有的知識(shí)認(rèn)為化學(xué)變化常伴有發(fā)光放熱的現(xiàn)象,從而得出燈泡在通電后發(fā)光發(fā)熱是化學(xué)變化的結(jié)論。而事實(shí)上,物理變化也常伴有發(fā)光和放熱的現(xiàn)象。再如,在講述蠟燭的燃燒屬于化學(xué)變化還是物理變化這一內(nèi)容時(shí),大部分學(xué)生都認(rèn)為,蠟燭燃燒發(fā)光發(fā)熱并有了新的物質(zhì)產(chǎn)生,應(yīng)該是化學(xué)變化。其實(shí)學(xué)生只要仔細(xì)觀察、認(rèn)真分析便可知道,蠟燭在燃燒的過(guò)程中有蠟燭熔化,氣化是物理變化；有新物質(zhì)水和二氧化碳生成時(shí)屬于化學(xué)變化。所以，蠟燭的燃燒過(guò)程既有物理變化也有化學(xué)變化。針對(duì)學(xué)生已有前概念的負(fù)遷移,教師不能只顧完成教學(xué)任務(wù)而忽略此錯(cuò)誤,應(yīng)該把錯(cuò)誤當(dāng)作一種可貴的教學(xué)資源,鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用自己的前概念對(duì)現(xiàn)象作出解釋,讓學(xué)生感受到這種前概念與科學(xué)概念形成的難以調(diào)和的矛盾,從而產(chǎn)生認(rèn)知上的沖突,再引導(dǎo)他們從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因。教師要盡力給學(xué)生提供一個(gè)這樣的環(huán)境,讓學(xué)生清楚地意識(shí)到自己錯(cuò)誤的前概念及其形成的原因,從而逐步改進(jìn)并重建科學(xué)的認(rèn)知圖式。三、引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用前概念啟迪學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)正向遷移了解前概念、暴露前概念,主要是為了幫助學(xué)生避免前概念對(duì)其接受新知時(shí)的負(fù)面影響,進(jìn)一步完善認(rèn)知與思維的結(jié)構(gòu),形成終身學(xué)習(xí)的意識(shí)與能力。學(xué)生有著各種類(lèi)型、各種層次的前概念,其中大多只是對(duì)事物表象的、非本質(zhì)的認(rèn)識(shí),如果引導(dǎo)得當(dāng),會(huì)促進(jìn)學(xué)生科學(xué)概念的建構(gòu),成為理解新知的生長(zhǎng)點(diǎn)。但是很多教師常常無(wú)視學(xué)生的前概念,更不考慮如何利用、同化、轉(zhuǎn)變這些前概念,而是教條地按照既定的程式,一味地灌輸新知。這些新知可能是一些理論、定義或者公式,也可能是一種實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象與結(jié)果,他們認(rèn)為這些可能會(huì)考到的、能夠影響卷面成績(jī)的東西更為重要。因此,我們首先要轉(zhuǎn)變理念,真正理解前概念的特質(zhì)與作用力,實(shí)現(xiàn)前概念向科學(xué)概念的轉(zhuǎn)化。對(duì)于學(xué)生在學(xué)習(xí)之前已經(jīng)掌握的知識(shí),教師在教學(xué)中可以因勢(shì)利導(dǎo),對(duì)學(xué)生已有的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行精心設(shè)計(jì),使教學(xué)知識(shí)體系與內(nèi)容層層推進(jìn)。例如,學(xué)生在蘇教版小學(xué)科學(xué)六年級(jí)的第三章中已經(jīng)接觸到物質(zhì)變化方面的內(nèi)容,其中最典型的是石蠟的變化、鐵的生銹,等等,他們?cè)谄綍r(shí)的生活中也已經(jīng)注意到這些現(xiàn)象,在進(jìn)入化學(xué)學(xué)習(xí)之前就知道了有新物質(zhì)生成的變化和無(wú)新物質(zhì)生成的變化,這樣的前概念向科學(xué)概念的轉(zhuǎn)化,一般不需要過(guò)多的時(shí)間,教學(xué)中只要有層次、有條理地引導(dǎo)學(xué)生加以比較和分析,他們往往就能夠比較輕松地掌握。但對(duì)于有些內(nèi)容,學(xué)生很容易受先前錯(cuò)誤理解的誤導(dǎo),形成頑固的思維定式,這就需要我們認(rèn)真分析,通過(guò)巧妙的問(wèn)題情境,使學(xué)生的前概念與所應(yīng)該掌握的科學(xué)概念發(fā)生沖突,激發(fā)起思維的撞擊,通過(guò)邏輯的推理與讓人信服的試驗(yàn),一步一步引領(lǐng)學(xué)生明確前概念與科學(xué)概念的本質(zhì)區(qū)別,建立起較為牢固的科學(xué)認(rèn)知圖式。例如,金屬不能燃燒,這在很多學(xué)生看來(lái)是理所當(dāng)然的,因?yàn)樗麄冊(cè)谄綍r(shí)的生活中見(jiàn)到的都是金屬不能燃燒的例子。這時(shí),在講授金屬的有關(guān)特性時(shí),教師就可以引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn),觀察鐵絲與鎂條燃燒時(shí)的現(xiàn)象,再引導(dǎo)學(xué)生分析為什么會(huì)形成這樣的錯(cuò)誤認(rèn)知。再如,對(duì)于二氧化碳作用的理解,在各類(lèi)媒體對(duì)二氧化碳經(jīng)常性的抨擊中,不少學(xué)生頭腦中早就把它當(dāng)作造成溫室效應(yīng)與大氣污染的“劊子手”,認(rèn)為其有百害而無(wú)一利。如何正確地看待二氧化碳？教師設(shè)置了一個(gè)滅火的情境,讓學(xué)生猜一猜滅火器噴出的液體的主要成分,引發(fā)學(xué)生的思考,讓學(xué)生初步形成全面看待某種事物的意識(shí)與能力,逐步建構(gòu)起科學(xué)的思維模式。學(xué)生帶著他們的前概念走進(jìn)課堂,這些前概念與科學(xué)概念的沖突,有時(shí)也來(lái)自于他們先前的課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容。如初二物理部分的內(nèi)容告訴他們:一切物體都是由分子組成的,這與初三化學(xué)物質(zhì)構(gòu)成的認(rèn)知有所沖突；初二物理教學(xué)中對(duì)能量的理解主要是從動(dòng)能與勢(shì)能的角度看,與化學(xué)中幾種能量的表示方法相沖突。