认知灵活性理论与化学教学初探

张建林

（江苏省苏州实验中学江苏苏州215000）

认知灵活性理论是由斯皮罗（Spiro）等人提出并倡导的一个理论。属于建构主义的一种流派，倡导以“学”为中心。所谓认知灵活性，就是指学习者通过多种方式同时建构自己的知识，以便在情景发生变化时能够作出适宜的反应。

认知灵活性理论关于教学的基本观点：“随机通达教学”——运用各种多媒体交互技术为学习者提供一个复杂与结构不良的学习环境，并由此鼓励学习者自己对知识进行积极探索与建构。其核心主张是，对同一内容的学习，要在不同时间、在重新安排的情景下、带着不同目的以及从不同的角度多次进行，以此达到高级知识获得的目标。

一、师生角色的定位

1.教师的角色

（1）研究者：教师应该是教学过程的研究者。在学生概念建立的过程中，教师、学生、内容、媒体四个要素之间密切相关，教师不仅是组织者、管理者，更是研究者、创造者。

（2）引导者：教师在学生意义建构的过程中有意识地引导学生的自主学习意识尤为重要。

（3）合作者：教师在学生意义建构的过程中是一个特殊的合作者，在适当的时候给以必要的引导和补充，通过和学生之间交流、研讨，促进学生在合作的环境中学习发展。

2.学生的角色

（1）自主学习者：认知灵活性理论强调以“学”为中心，意义的建构主要来自学习者自身对多种信息的同化和异化过程，学生个体的发展水平主要取决于不断利用新信息进行自我学习自我提高的能力。

（2）主动探究者：在非良构领域的高级学习中，从单一视角提出的观点、问题都可能是不充分的，学生在学习中必须进行探索性研究性的学习，超越单一的概念维度，进行多维度的整合学习，从而完成对复杂知识的建构。

二、教学设计中应该注重非良构领域学习的非线性和多维性

随机通达教学的核心主张是，对同一内容的学习，要在不同时间、在重新安排的情景下、带着不同目的以及从不同的角度多次进行，以此达到高级知识获得的目标。

在中学化学的学习内容中，既有具体元素及其某些化合物的结构、性质、应用等知识，又有一系列非常重要的基本概念和基本理论。学生要全面深入的掌握这些基本的概念、规律，不仅仅是简单的认识和再现，而应该真正从多方面多角度理解，并且可以灵活地应用到具体的情景中去，解决实际的问题。教师在设计教学过程、教学策略时应该不断重组教学序列、以多种维度表征知识以及揭示知识之间的相互关联性，帮助学生实现复杂意义的构建，提高解决化学问题的能力。

1.充分利用各种教学媒体和手段实现化学知识的多维度非线性呈现

（1）充分利用多媒体技术以及网络的优势

教师可以运用网络技术优势，为学生创设复杂的学习情境，并呈现结构不良问题。教师可以提供解决问题的思维方式和有关线索，然后鼓励学生通过网络等媒介自主探索，选择解决问题的策略，同时激励学生提出自己独到的解决问题的方法和途径。

（2）充分利用实验尤其是学生实验，培养、激发学生探究的兴趣、意识和能力

化学是一门以实验为基础的自然科学，学生实现对物质的多角度的了解或者对一些基本原理、规律的认识理解需要一定的感性认识积累为基础。学生在探索性实验的过程中既可以积累一定的感性认识，更重要的是结论或结果的得出不是通过老师直接的告知或从教材上的机械性记忆，而是通过自己的操作、观察、思考、对比、分析以及同学之间的交流、争论，从而对意义的认知实现不断的修正和构建。在实验的过程中，往往会出现因某些条件控制的非理想化而导致一些不确定现象或结果的产生，问题的产生则可以非常有效地激发学生探究的冲动，从不同的视角去分析产生的原因，进而加深对所研究对象的全面认识。

案例：乙烯的实验室制备

乙烯是一种无色无味气体，实验室制备时需要用浓硫酸作为催化剂和脱水剂，从书本上学生可以接受到并记忆形成自己的知识，这仅是初级学习。在实验室中学生自己动手制备乙烯并检验乙烯的性质时可以观察到的真实现象则为：气体具有刺激性的气味、反应器中液体变黑变稠等。刺激性的气体是什么物质？黑色物质是什么？产生的原因是什么？如何通过实验确定其成分？气体通过溴水后溴水褪色，一定是乙烯作用的结果么？这么多疑问顺理成章的提出自然就打开了学生思维的空间。化学反应中的副反应、浓硫酸的强氧化性、SO2的还原性及检验方法、CO2气体的检验、检验乙烯性质时可能的干扰以及排除等等多层次的问题得以再现和反思，初级学习演变为高级学习，在非良构的领域内实现了对某一内容的多维度多层次的学习，对硫酸的三大特性能够更加全面灵活的理解和应用。

2.创设有利于非良构领域高级学习的教学情景

建构主义认为，学习者想要完成对所学知识的意义建构，最好的办法是让学习者到现实世界的真实环境中去感受、去体验，而不是仅仅聆听别人的关于这种经验的介绍和讲解。

（1）与所学习内容紧密相关的事实情景的呈现

化学学科知识与生产、生活、环境、科技等等方面直接相关，具体的事实往往不是单一的体现而是多方面知识的集合体。情景呈现的方式很多，可以是实物、图片、文字、录音、影片、多媒体的动画等等。

案例：关于氯气的教学，可以呈现一段新闻报导，京沪高速公路淮安段发生运输危险品槽罐车侧翻造成大量液氯泄露致多人伤亡事故。在这次事故中，遇险人员应采取什么应急措施减少伤害？救险人员采取了什么措施控制险情？液氯为什么可以用槽罐车运输？在对这一事故的分析讨论中，有关氯气的颜色、密度等物理性质以及毒性、腐蚀性、强氧化性、与碱类的反应等化学性质的有关知识，学生可以很容易理解并形成自己的知识。

（2）有利于体会、掌握事物多方面、复杂性问题情景的设置

学生在初级学习中对所学习对象的认识往往是较单一的和不全面的，一些多方面知识相互交叉的问题的设置则可以很好的帮助学生从不同的角度建立对所学对象的认识，深入理解不同物质、不同概念之间的关联和差异。

案例：化学中常用类比的方法可预测许多物质的结构、性质，但根据2Na2O2＋2CO2＝Na2CO3＋O2推测2Na2O2＋2SO2＝Na2SO3＋O2就是错误的。物质之间有相似性但也有各自特殊的性质。

对这样的问题的分析，可以帮助学生认识到物质性质的多面性以及在不同的环境中所表现出来的相关方面。

三、结语

认知灵活性理论强调对于知识的学习应从不同的层面，不同的概念入手，最后达到对知识的理解。让学生充分了解知识的不同方面，通过学生自己对所学习对象的研究、探讨，进一步实现对所学习意义的主动构建，正是符合现在教育界所倡导的培养学生的创新精神和探究能力的教育理念。该理论对化学科的教学以及其他科目的教学都有非常重要的理论指导意义。

［1］陈琦，张建伟.建构主义学习观要义评析［J］.华东师范大学学报（教育科学版），1998

［2］顾力雄，陈琦.认知灵活性理论、超文本和Internet网络教学［J］.心理学动态，1998，（3）

［3］丁家永.建构主义与教学心理学的新发展［J］.南师大学报，2000，（5）