认知弹性理论背景下的高效课堂构建——以高中化学教学为例

郭文辉

（甘肃省临洮县第二中学，甘肃 临洮 730500）

随着教学改革的不断深入，当前我国高中课堂教学效率得到了显著提升，但在教学效果与教学效率上仍然有较大的提升空间。高中生学习压力大、学习任务重、学习时间有限，高中化学教师需要通过改进教学方式方法降低学生的学习难度，让学生在高效课堂模式下用更少的时间掌握更多的知识。认知弹性理论对学习的本质进行了探讨，斯皮若将知识分为结构良好领域的知识和结构不良领域的知识两大类，又将学习分为初级学习与高级学习，并针对高级学习与结构不良领域知识提出了超文本认知模式，为高效课堂的构建提供了特殊理论基础。借助认知弹性理论对课堂教学模式进行改进可有效促进教学效率的提升。

1 当前高中化学教学难点与问题分析

高中化学本身具有复杂性强、综合性强以及对学生逻辑思维、数学思维与多角度考虑问题能力要求高的特点，学生学习难度大，且因为不擅长与频频受挫导致学习兴趣不高。首先，教师在开展化学教学时，沿用常规的教学方式，注重知识的传达而非能力的培养，相对单一的教学角度也没能起到启发学生发散思维的作用，使学生没能自觉从多个角度思考与解决化学问题，不利于学生成绩的提高。其次，高中化学教学情境性不足，学生对化学知识进行死记硬背，没能从知识的本质掌握知识。最后，师生之间的互动性差，教师缺少对学生认知方式的调整。总体来看，高中化学课堂需要改进。

随着新课标的改革，传统的教学方式和教学理念并不能让学生的思维得到锻炼和发展，也违背了我国教育改革的宗旨。在传统的教学模式下，教师的教学过于局限，不能充分培养学生的实践能力和创新能力，阻碍了学生全面发展。有的学校是通过老师在讲台上示范实验、学生在下面看的方式进行实验教学，学生无法充分感受到化学实验的魅力，也不能通过化学实验真正体验到将所学知识运用到实际操作中的成就感[1]。为了解决上述问题，提高高中化学实验教学比例，让学生在化学实验中锻炼创新能力和思维能力，是高中化学教师提高化学课堂教学效率的重要突破点。

2 斯皮若弹性认知理论概述

弹性认知理论主要强调教学与学习的多角度，实现在实际情况中对知识的灵活应用。

2.1 知识分类

弹性认知理论将知识分为两类，分别为结构良好领域的知识和结构不良领域的知识，两种类型知识的差别主要在于概念、规则与原理之间的关系。结构良好领域知识规则、概念等关系固定，往往可以直接对某一固定规则进行运用，而结构不良领域知识则缺少某种直接对应关系，使结构不良领域知识的理解与应用更复杂，往往需要通过分析找到知识与知识之间的对应关系。在实际生活中，大部分知识属于结构不良领域知识，如果学生不具备准确寻找对应关系的能力，就很难学好化学。

2.2 学习的分类

学习的分类主要是结合不同知识的类型展开，认知弹性理论将学习分为初级学习与高级学习，初级学习对应的是结构良好领域的知识，高级学习对应的是结构不良领域的知识[2]。初级学习主要是掌握概念、方法与事实，往往通过死记硬背就能实现，而高级学习需要在学习的过程中对结果、问题的由来进行推导与分析，实现真正的掌握，最终能够活学活用，弹性认知理论倡导的就是这种高级学习。当前，大部分高中化学教学属于初级学习，教师在组织教学时应该参考高级学习。

2.3 认知弹性超文本

超文本指的是一种对相关信息进行汇总与排列的学习与认知方式，认知弹性超文本的应用能够有效促进高级学习的实现。认知弹性超文本集中体现在知识学习的完整结构性上，对背景、知识本身以及应用都有涉及。认知弹性超文本在教学上与结构性教学、综合性教学以及联系性教学相对应。

2.4 随机通达教学

结合知识分类以及学习分类，认知弹性理论提出了随机通达教学。随机通达教学集中表现为不同时间、不同角度、不同目的以及不同情境的同一内容教学，让学生在反复多角度的学习中加深对知识的理解，从不同的角度对知识进行全面掌握，将复杂知识反复分解与重构，为知识运用与知识迁移作准备，实现学生的高级学习。

3 认知弹性理论指导下的高中化学教学

3.1 多角度帮助学生理解化学概念

很多学生对化学知识点的概念理解过于单一，这和教师对概念的讲解不够重视以及概念讲解角度的单一有很大关系。概念理解的单一化限制了学生思维的高度与广度，鉴于此，教师要以认知弹性理论为指导基础，多角度对化学概念进行表述。在对某一知识点展开知识教学时，教师可以帮助学生将其与之前学过的知识建立联系，在帮助学生理解概念的同时顺便带领学生复习，促进学生对化学知识的融会贯通。比如教师在对化学变化的相关内容展开教学时，为了让学生深入了解化学变化，帮助学生奠定发散思维的良好基础，教师从多角度出发，帮助学生理解化学变化。首先，为了让学生掌握化学变化的本质，教师为学生提供学习案例，包括冰雪融化、生石灰到熟石灰的转变、新能源汽车中氢气的燃烧等，让学生对变化类型进行分类，整体培养学生对化学变化的感知能力。其次，教师可以从化学现象着手对化学变化类型进行分析[3]。最后，教师可以借助不同化学物质的化学元素组成，从微观角度以及化学方程组合角度对化学变化进行深入讲解。除了从现象、反应类型以及微观角度出发帮助学生理解化学概念，质量、能量变化也是常见角度，教师在教学过程中应结合实际情况灵活采用不同的角度展开教学讲解。化学反应贯穿高中化学教学的始终，很多学生对化学反应的敏感度不够，导致学生的实际知识应用能力受限，同时也影响了对化学变化相关知识的理解。教师在对化学反应相关内容进行教学时，可以从多角度出发帮助学生理解，化学反应的用途、化学反应的分类、化学反应的产物、化学反应实验以及工业生产都可帮助学生认识各种化学反应。

3.2 运用多案例培养学生发现知识与具体情境之间对应关系的能力

学不好化学的学生普遍缺乏高级学习的能力，高级学习能力集中体现在将所学知识与具体情境对应的能力，教师需要借助一定的教学手段培养学生的能力。根据弹性认知理论，从不同角度、不同时间、不同背景开展教学活动，能够有效提升学生高级学习能力。教师可以借助多角度案例展开教学，比如教师在讲解氯及其化合物时，首先要从氯元素的原子结构、氯气的物理性质与化学性质着手，为学生打下良好的基础；在讲解氯元素的化学性质时，教师要注意运用化学实验，比如借助相关实验室装置带领学生制作氯气。为了让学生掌握氯的强氧化性、杀菌性以及弱酸性，教师可以举漂白粉的例子，将理论概念与实际生活中的情境进行配对[4]。再比如教师在讲解物质的量相关内容时，针对该章节中摩尔质量、物质的量等知识，教师可以引导学生回顾在初中阶段学过的高锰酸钾受热反应、木炭燃烧生成二氧化碳等案例，借助案例回顾，将学生更好地引入课堂，帮助学生在知识之间建立联系，培养学生的发散思维。

3.3 联合生活实际创设教学情境

在教学课堂上，一般为了让学生更好地掌握知识，无论是教材还是教师，都有让所有内容典型化的趋势，教材上呈现的案例大多具有典型性，而教师在教学过程中，也更愿意总结出一般性规律让学生套用。这种教学方式虽然在一定程度上帮助学生掌握了普遍性规律，但是现实生活与未来工作却要求学生全面掌握典型与非典型内容。因此，教师在教学过程中需要借助非理想化、真实的环境与情境帮助学生全面了解知识。比如教师在讲解铁及其化合物时，可以将生活中常见的暖宝宝发热现象引入课堂教学，创设教学情境，让学生分析与思考，并在一般知识讲解后，让学生举出其他的例子反驳不够全面的一般性规律，培养学生知识迁移能力。

高中阶段的学生已经具备一定的生活经验，在化学教学过程中，教师将学生的化学学习与生活实际联系在一起，让学生可以在生活情境中学习化学知识、培养能力，一方面，可以拉近学生与高中化学之间的距离，让学生感受到化学就在自己身边，并引导学生学会用化学知识解释生活现象；另一方面，可以降低学生学习化学的难度，激发学生学习化学的兴趣，提高教学的效果和效率。

例如在教学“几种重要金属化合物”这一章节时，教师可以从中选出一例，引导学生从生活层面阐述其用途。在讲解铝的金属化合物时，教师可以为学生提供说明书，让学生从说明书中学习铝与酸的反应以及与碱的反应，引导学生从化学角度分析生活中的实际问题和生活现象。又如在讲解硫酸这一知识点时，教师可以通过生活中的例子为学生讲解硫酸的特点，如硫酸触碰皮肤会破坏皮肤组织，说明硫酸具有较强的腐蚀性。通过结合学生日常生活的方式，可以让学生更深刻地记忆知识点。

3.4 借助实验教学，强化学生学习体验

作为一门理工科学科，化学的教学如果仅依靠课堂理论知识，不能很好地帮助学生了解化学现象。俗话说，“实践出真知”，化学的教学同样离不开实验[5]。在高中化学课堂教学中，教师不难发现，很多化学结论都是经过反复实验验证总结出来的，而在教学设计过程中，通过将化学理论教学与实验教学充分结合，使课本中抽象的理论知识具象化，能有效激发学生的化学学习兴趣，同时培养学生的实践创新思维。

例如在讲解“焰色反应”这一知识时，教师可以结合学生的兴趣点，引导学生进行自主和合作实验。在具体的活动中，教师可以先让学生阅读教材内容，用自己的语言总结实验步骤以及需要注意的关键点；然后，教师可以为学生准备相应实验工具，包括浸过盐酸的铂丝、酒精灯等，让学生4人为一组进行化学实验。同时密切关注学生的实验效果，对于学生出现失误的实验步骤及时进行纠正。在实验完成后，让每名学生分别记录实验结果，并在结果展示中提出自身的思考[6]，如为什么会出现颜色不同的结果？如果将铂丝换成铜丝或小木棒，实验结果是否相同？在学生提出自身的思考之后，教师就可以让学生带着这些问题进行课程内容的深入学习。通过这一教学方式，以学生的自身实践强化学生的学习体验，学生对相关内容知识的记忆也会更加深刻。

4 结语

在认知弹性理论下，学习包括初级学习与高级学习，初中化学属于初级学习，高中化学则需要高级学习才能保证学习效果。知识分为结构良好领域知识与结构不良领域知识，高中化学多属于结构不良领域知识，理解难度比较大，因此，教师需要带领学生对化学知识进行分解与重构，借助情境创建、积极沟通，从多个角度使用案例帮助学生理解复杂知识，提高高中化学课堂效率。