在化學教學中優化學生認知結構

程英

摘要：借鑒認知心理學理論，結合高中化學學科課堂教學的特征，分析學生的認知結構，研究如何在高中化學課堂教學問題設計中優化學生的認知心理，幫助學生優化認知結構、發展認知結構，促進學生終身發展.

關鍵詞：認知結構;高中化學;教學問題設計

文章編號：1008-0546（2021）08-0018-02

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j.issn. 1008-0546.202 1.08.005

認知心理學認為頭腦中的知識結構對認知起決定作用。化學教育的任務之一就是要優化和發展學生的認知結構，而認知結構的完善和發展，必須在學生化學學習過程中實現。所以，在高中化學課堂教學問題設計中要注重改善學生的認知結構。

一、學生的認知結構分析

學生的認知結構，簡單來說就是學生頭腦中的知識結構，是他們已有的全部觀念內容和組織。廣義上說，它是學生已有的觀念的全部內容及其組織;狹義地說，它是學生在某一學科的特殊知識領域內的觀念的全部內容及其組織。

學生的認知結構是在學習過程中通過同化和順應作用，在心理上不斷擴大并改進所積累的知識而組成的，學習者的認知結構一旦建立，又成為他學習新知識的極重要的能量或因素。認知結構是學生認識活動賴以形成的心理結構，既有知識的貯存組合，又有一系列的認知操作集合[1]。

二、如何建立良好的認知結構

如何使學生在課堂問題提出后能快速有效地獲取信息、轉換信息、貯存信息、提取信息，關鍵在于幫助學生建立合理的認知結構。據研究，頭腦中合理的知識結構的認知功能主要表現為選擇、建構、整合、提取等諸多方面。在化學學習中，認知結構的發展及其功能的逐步完善，與實踐中的諸多環節和因素有關。

1.幫助學生優化認知結構

（1）認知結構完備化

已有的知識或認知結構對新知識能產生同化作用，使新知識易于理解和掌握，構成有意義的學習，是學生學習的基礎。

對于剛跨入高中的高一學生，有相當一部分缺乏必要的化學基礎知識，認知結構不完備。針對這一特點，需幫助學生完備認知結構。首先，在新生入學時先查漏補缺，使其有必備的知識學習新的課程。其次，督促學生上好每一節課，豐富知識儲備。第三，在課堂問題設計中，要架起新舊知識聯系的橋梁。第四，要通過創設問題情境激活原認知，并通過不斷引導促進認知結構的同化。學習起源于新的學習情境，新知識的輸入實際上就是給學生提供新的學習內容，教師要想方設法創造學習情境，使學生原有的化學認知結構（原認知）和新學習內容發生沖突，使他們在心理上產生強烈的探求知識的愿望和動機，并通過不斷引導促進認知結構的同化。

（2）認知結構條件化

所謂認知結構條件化是指把所學的基本知識與其使用條件結合起來儲存在大腦中，即把頭腦中的知識由陳述性知識轉化成產生式知識（激活狀態的知識），這樣構建的知識是高效學習的基礎。學生從學科中學到的知識有時會不知道在什么情況下使用，從而變成僵化的知識。為了避免知識“僵化”，必須促使學生認知結構條件化。

為了幫助學生認知結構條件化，要引導學生抓住事物的本質，將所學知識與該知識應用的條件結合起來。通過比較和變式學習促使認知結構條件化。例如：學習氣體摩爾體積時，設計肯定例證和否定例證的各種變式可讓學生明確氣體摩爾體積的適用條件。又如：學習電解質這一概念時，設計與導電的單質（如銅）、鹽酸溶液和反應生成另一化合物（如三氧化硫）比較的問題，抓住電解質這一概念的有關特征信息“水溶液或熔化狀態”“能導電”“化合物”。這樣通過比較和變式提問可增強知識間可辨別的程度，明確知識的運用條件環境。

（3）幫助學生知識結構化

知識結構化是把所學的知識劃分為不同部分或歸入某種更大范疇，在頭腦中組織起來形成知識組塊，進而形成良好的結構。知識結構化有利于記憶和信息的提取。

如何幫助學生知識結構化，首先，教師要先把教材的知識在自己的頭腦中有個清晰、完整、正確的認知結構體系，也就是內化為自己的認知結構。化學學科知識有其特定的內在聯系，如：結構、性質、鑒別相統一;性質與用途相統一等。教學時應幫助學生建立這樣互相聯系的認知圖像，同時也應和其它學科一樣把課時知識融入單元甚至整體知識結構中去，引導學生歸納總結使知識結構化，形成組塊的知識。這樣可以減輕記憶負擔，擴大知識容量。其次，要深入了解學生認知結構情況，診斷其錯誤聯系及斷裂部分，設置認知沖突，找準學科知識結構與學生認知結構的結合處。從整體出發，由點連成鏈，由鏈成面，由面成體，引導學生在較短時間內完成知識結構化，以達到優化學生認知結構的目的[2]。

2.幫助學生發展認知結構

優化了的認知結構通常表現為相應的能力，所以教師在這一階段應通過問題的解決，使已形成的認知結構能進一步地發展，并在今后的學習中發揮巨大的作用。從而再構建更高、更新的認知結構，形成一個掌握知識、形成方法、發展能力、提高素質的良性循環體。

美國心理學家布魯納在《教育過程》一書中提出：“不論我們教什么學科，務必使學生理解該學科的基本結構。”化學學科結構具有嚴密的邏輯性，充滿辯證關系。龐雜的元素化合物知識，以元素周期表為綱，提綱展目;有關化學理論知識，以物質結構理論為主干，依干伸枝;物質結構內部的微觀運動和物質外部的宏觀變化，由因及果;一切物質的制法、應用又都以其性質為依據。所以，還應引導學生在學習過程中不斷加深對這個基本結構脈絡的理解和掌握，自覺地遵循學科結構發展自己的認知結構。

參考文獻

[l]吳增強.試論教學活動中學生認知結構的發展[J].上海師范大學學報，1990（3）：125-130，118

[2]王文磧.在化學教學中培養學生的認知策略[J].福建師范大學福清分校學報，2006（5）：63-66