2159.科學(xué)教學(xué)中學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建構(gòu)策略

1、科學(xué)教學(xué)中學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建構(gòu)策略摘要：科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的特征是：知識(shí)組塊數(shù)量足夠；產(chǎn)生方式穩(wěn)定靈活；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層次分明；一定數(shù)量的解決策略。建構(gòu)良好科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的教學(xué)策略包括：熟悉原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)；創(chuàng)設(shè)良好問(wèn)題情境；突出科學(xué)思想方法；加強(qiáng)討論與交流；強(qiáng)化合理整體教學(xué)。關(guān)鍵詞：科學(xué)，認(rèn)知結(jié)構(gòu)，特征，教學(xué)策略，問(wèn)題解決。認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為,在課堂教學(xué)過(guò)程中學(xué)生就是憑借自己已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)來(lái)完成對(duì)世界的知覺(jué)、理解和思考，且在對(duì)世界的知覺(jué)、理解和思考的認(rèn)知活動(dòng)過(guò)程中，不斷豐富或重建自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。而教師在教學(xué)過(guò)程中一方面通過(guò)實(shí)驗(yàn)或在日常生活中發(fā)生的、與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的典型事例等來(lái)有效地激活學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，或通過(guò)提供

2、認(rèn)知沖突即提供與學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)想左的新的科學(xué)知識(shí)促使學(xué)生將其順應(yīng)，從而重建自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。因此，我們科學(xué)教學(xué)的根本任務(wù)就是要造就學(xué)生良好的科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)，以滿(mǎn)足后繼的學(xué)習(xí)需要，最終提高學(xué)生的問(wèn)題解決能力。那么，在科學(xué)教學(xué)中如何幫助學(xué)生建構(gòu)良好的科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)呢？這是值得我們廣大的科學(xué)教師和教育研究人員去探討的問(wèn)題。在此，本文先指出科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的四個(gè)特征，然后提出建構(gòu)科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的四點(diǎn)教學(xué)策略。一、科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的特征科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)是科學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)在學(xué)習(xí)者頭腦里的反映，它是學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中能回想出來(lái)的事實(shí)、概念、命題或規(guī)律、理論等構(gòu)成的知識(shí)系統(tǒng)。這些知識(shí)筆者認(rèn)為可分三種類(lèi)型：一是基本知識(shí)和觀念（言語(yǔ)

3、信息或表象信息），它是學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)一些科學(xué)概念、規(guī)律和原理之后形成的；二是過(guò)程和方法，它是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程或運(yùn)用基本知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題的過(guò)程中形成的；三是科學(xué)問(wèn)題解決的策略。就一個(gè)具體的新知識(shí)的學(xué)習(xí)而言，根據(jù)奧蘇貝爾的觀點(diǎn)可知，良好的科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)有三個(gè)特征：一是可利用性，即在學(xué)習(xí)者原有的科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)中有適當(dāng)?shù)钠鹜饔玫闹R(shí)可以利用；二是可辨別性，即新知識(shí)與學(xué)習(xí)者原有的科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的相關(guān)知識(shí)是可辨別的；三是穩(wěn)定性，即同化新知識(shí)的原有知識(shí)是清晰和穩(wěn)定的。從科學(xué)問(wèn)題解決的角度來(lái)思考，良好的科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的特征包括以下四個(gè)方面：1.足夠數(shù)量的知識(shí)組塊現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)關(guān)于“專(zhuān)家系統(tǒng)”的研究表明，在某個(gè)領(lǐng)域內(nèi)善

4、于解決問(wèn)題的專(zhuān)家必須具備上萬(wàn)個(gè)知識(shí)組塊，沒(méi)有這些專(zhuān)門(mén)的知識(shí)，專(zhuān)家就不能解決該領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)問(wèn)題。在許多專(zhuān)門(mén)領(lǐng)域，如工程學(xué)、計(jì)算機(jī)程序、社會(huì)科學(xué)、閱讀理解、物理學(xué)、數(shù)學(xué)和醫(yī)療診斷等，將“專(zhuān)家”和“新手”作比較，都證明了解決問(wèn)題能力取決于個(gè)人所獲得的有關(guān)知識(shí)的多少及其組織結(jié)構(gòu)。絕大多數(shù)奧林匹克選手，除了具備一定的天賦之外，他們必需系統(tǒng)接受過(guò)各種專(zhuān)題知識(shí)的訓(xùn)練。在各類(lèi)專(zhuān)家的輔導(dǎo)下，他們的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中積累了豐富的專(zhuān)門(mén)知識(shí)。與“新手”相比，專(zhuān)家解決自己領(lǐng)域內(nèi)的問(wèn)題時(shí)較為出色；在不熟悉的領(lǐng)域，“專(zhuān)家”通常并不比“新手”好，因?yàn)樗谀且活I(lǐng)域內(nèi)的知識(shí)和觀念不夠多。2.穩(wěn)定靈活的產(chǎn)生方式足夠多的知識(shí)和觀念僅僅是問(wèn)題

5、解決的必要條件。也就是說(shuō)，頭腦中的知識(shí)越多，并不意味著你解決問(wèn)題的能力越強(qiáng)。甚至問(wèn)題解決者已具備了解決某一問(wèn)題所需的全部知識(shí)，但卻解決不了這個(gè)問(wèn)題。例如，有的問(wèn)題解決者在解決一個(gè)問(wèn)題時(shí)，百思不得其解。但一經(jīng)旁人指點(diǎn)，即刻恍然大悟。這說(shuō)明他的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已具備了解決這個(gè)問(wèn)題所必需的概念、性質(zhì)、規(guī)律和定理等知識(shí)。一些新教師經(jīng)?！霸V苦”，自己備課十分認(rèn)真，課也講得頭頭是道，學(xué)生對(duì)知識(shí)的提問(wèn)反應(yīng)也不錯(cuò)，可一到作業(yè)和考試就不行。也就是說(shuō)，恍然大悟的問(wèn)題解決者與不能獨(dú)立作業(yè)（尤其是非模仿的作業(yè)）的學(xué)生，他們失敗的原因不是缺乏所需的具體知識(shí)和觀念，而是缺乏與具體知識(shí)相對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定的產(chǎn)生方式。學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)的過(guò)程中

6、，其頭腦里逐步貯存了一系列以“如果，那么”的形式表示的規(guī)則，這種規(guī)則稱(chēng)為產(chǎn)生式（production）；產(chǎn)生式是一種“條件活動(dòng)”規(guī)則，簡(jiǎn)記為ca。只要條件信息一出現(xiàn)，活動(dòng)就會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生。這里所說(shuō)的活動(dòng)不僅是外顯的行為反應(yīng)，還包括內(nèi)隱的心理活動(dòng)或心理運(yùn)算。例如，如果學(xué)生一識(shí)別出“某人的血型是a型”，他就能作出反應(yīng)：“這個(gè)人的血液中的紅細(xì)胞上有a凝集原，血清中有抗b凝集素”，那么，我們就說(shuō)該學(xué)生已習(xí)得了這個(gè)產(chǎn)生式。假如被試是在被主試問(wèn)到“什么是凝集反應(yīng)”的情形下復(fù)述出凝集反應(yīng)的概念，我們不能肯定被試已習(xí)得這個(gè)產(chǎn)生式，因?yàn)樗赡軆H僅是從長(zhǎng)時(shí)記憶中檢索出“凝集反應(yīng)”的言語(yǔ)信息，并沒(méi)有學(xué)會(huì)將其應(yīng)用于實(shí)際情

7、境。學(xué)生是否習(xí)得產(chǎn)生式，關(guān)鍵是看他在問(wèn)題情境中識(shí)別出條件信息后能否作出活動(dòng)。尚未習(xí)得“凝集反應(yīng)”產(chǎn)生式的學(xué)生當(dāng)然不能解決與“凝集反應(yīng)”相關(guān)的問(wèn)題,盡管他腦中貯存有“凝集反應(yīng)”的言語(yǔ)信息?！皸l件活動(dòng)”式的產(chǎn)生式對(duì)解決一些簡(jiǎn)單的由已知到結(jié)論的問(wèn)題是有效的，但對(duì)一些復(fù)雜的問(wèn)題則不然。因?yàn)?，有許多產(chǎn)生式的條件信息是完全一樣的，換句話說(shuō)，由問(wèn)題情境中的同一條件信息可以引發(fā)許多活動(dòng)。這樣，如果解決一個(gè)問(wèn)題需要好幾個(gè)產(chǎn)生式，而每一個(gè)產(chǎn)生式的條件信息又可以引發(fā)幾個(gè)活動(dòng)，那么，問(wèn)題解決者將面對(duì)過(guò)多的解題思路而不知如何選擇。因此，除了“條件活動(dòng)”這樣的產(chǎn)生式之外，問(wèn)題解決者的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中還應(yīng)該具備以“要，就要”的形

8、式表示的產(chǎn)生式，即“活動(dòng)條件”式，我們把這種產(chǎn)生式稱(chēng)為逆向產(chǎn)生式，而把“條件活動(dòng)”式稱(chēng)為正向產(chǎn)生式。逆向產(chǎn)生式的含義是，在當(dāng)前情境之下，要使目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，就要具備什么條件。例如，在不同背景下確認(rèn)“物體處于平衡狀態(tài)（或f合0）”的逆向產(chǎn)生式可能有：“要f合0，就要f1f2”、“要f合0，就要f1f2 ，f3f4”、“要f合0，就要”等等。除正向產(chǎn)生式和逆向產(chǎn)生式之外，良好的科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)中還應(yīng)該有一些與正向產(chǎn)生式的模式對(duì)應(yīng)的變形產(chǎn)生式。所謂變形產(chǎn)生式是這樣一種雙反應(yīng)產(chǎn)生式，即：學(xué)習(xí)者事先已習(xí)得某一產(chǎn)生式ca，只要一出現(xiàn)與產(chǎn)生式ca相關(guān)的信息，學(xué)習(xí)者立刻檢索出與產(chǎn)生式ca對(duì)應(yīng)的模式，然后根據(jù)目標(biāo)信息

9、對(duì)這一模式進(jìn)行變形。例如，某學(xué)習(xí)者習(xí)得了有關(guān)歐姆定律的產(chǎn)生式“知道某段導(dǎo)體兩端的電壓u和導(dǎo)體的電阻r通過(guò)導(dǎo)體的電流i導(dǎo)體兩端的電壓u導(dǎo)體的電阻r”，他還可以得出變形產(chǎn)生式“出現(xiàn)電流i、電壓u、電阻r這些部分信息檢索出模式：i=ur變形（uir、rui）”。3.層次分明的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)解決問(wèn)題的思路探索過(guò)程實(shí)質(zhì)上由一連串的產(chǎn)生式構(gòu)成。在問(wèn)題解決者具備相關(guān)穩(wěn)定的產(chǎn)生式的前提下，如何從問(wèn)題情境中識(shí)別出相關(guān)信息并與眾多的產(chǎn)生式中的條件信息相匹配是成功解決問(wèn)題的關(guān)鍵。我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)指出，某一領(lǐng)域內(nèi)善于解決問(wèn)題的專(zhuān)家的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中有上萬(wàn)個(gè)知識(shí)組塊。這些知識(shí)組塊不僅是具體知識(shí)的觀念，而且大多數(shù)是產(chǎn)生式。因此，如果這

10、些數(shù)以萬(wàn)計(jì)的產(chǎn)生式組織得不好，那么問(wèn)題解決者是很難從中檢索出與問(wèn)題情境相匹配的條件信息。就好比一座圖書(shū)館，如果里面的書(shū)籍雜亂無(wú)章，亂堆亂放，那么，要找一本書(shū)時(shí)就會(huì)困難重重。反之，如果里面的書(shū)籍存放有序，類(lèi)別分明，那么查找就很容易。所以，除了具備足夠數(shù)量的知識(shí)觀念和穩(wěn)定靈活的產(chǎn)生方式之外，要建構(gòu)良好的科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)者還必須對(duì)所習(xí)得的知識(shí)信息進(jìn)行加工整理，使之形成一個(gè)個(gè)的知識(shí)組塊，并對(duì)這些知識(shí)組塊再進(jìn)行組織、分類(lèi)和概括，使之形成一個(gè)有層次有條理的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。如在學(xué)習(xí)初中科學(xué)的全部知識(shí)點(diǎn)之后，可以將某一些知識(shí)串成一條線，如“電子原子分子細(xì)胞組織器官系統(tǒng)生物體種群群落生態(tài)系統(tǒng)生物圈地月系太陽(yáng)系銀

11、河系宇宙，”然后在每一個(gè)點(diǎn)上作一些相關(guān)的鏈接，如“細(xì)胞”上有“細(xì)胞結(jié)構(gòu)”和“細(xì)胞分類(lèi)”等等。這樣，就可以提高信息的檢索效率。4.一定數(shù)量的解決策略某一問(wèn)題領(lǐng)域內(nèi)的“專(zhuān)家”解決問(wèn)題的能力之所以比“新手”強(qiáng)，主要的原因之一是“專(zhuān)家”的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中有著比“新手”多得多的問(wèn)題解決策略。因此，良好的科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)必須包括一定的問(wèn)題解決策略。如表征問(wèn)題的策略、波利亞的策略（弄清問(wèn)題、擬定計(jì)劃、實(shí)現(xiàn)計(jì)劃和回顧）、奧加涅相的策略（具體思維、抽象思維、直覺(jué)思維、函數(shù)思維）、舍費(fèi)爾德的策略（問(wèn)題解決的策略）、化陌生為熟悉的策略、化繁為簡(jiǎn)的策略、特殊與一般的互化的策略、正難則反的策略、順推與逆推之結(jié)合的策略、動(dòng)靜之轉(zhuǎn)化

12、的策略等等。這種策略的形成不是一蹴而就的，要靠長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)、反思和總結(jié)。二、建構(gòu)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的教學(xué)策略1.熟悉原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)要使學(xué)生有效地接納新知識(shí)，學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)中必須具備適當(dāng)?shù)挠^念。因此，要發(fā)展學(xué)生良好的科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)，教師首先必須熟悉學(xué)生原有的科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)，這樣才能知道選擇教什么和怎樣教。例如，在進(jìn)行酸的通性的教學(xué)時(shí)，教師可以通過(guò)提問(wèn)、作業(yè)、測(cè)驗(yàn)、個(gè)別談話等方式去了解學(xué)生是否已經(jīng)具備相關(guān)的知識(shí)和觀念，比如他們是“如何理解硫酸和鹽酸的性質(zhì)的”、“是否真正領(lǐng)悟了硫酸和鹽酸化學(xué)性質(zhì)的本質(zhì)”、“硫酸和鹽酸的化學(xué)性質(zhì)掌握得如何”等等。當(dāng)教師對(duì)學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)有了全面而又細(xì)致的認(rèn)識(shí)之后，就可以通過(guò)適當(dāng)?shù)慕?/p>

13、學(xué)手段幫助學(xué)生建構(gòu)那些缺少的觀念，明晰那些模糊的觀念，強(qiáng)化其穩(wěn)定性。2.創(chuàng)設(shè)良好的問(wèn)題情境某個(gè)問(wèn)題有兩個(gè)或兩個(gè)以上的可能性可供選擇時(shí)即形成情境，如情境與學(xué)生已經(jīng)獲得的知識(shí)不一致而發(fā)生沖突,就產(chǎn)生問(wèn)題情境,也就是矛盾是產(chǎn)生問(wèn)題情境的條件.因此, 問(wèn)題情境是一種特殊的學(xué)習(xí)情境, 情境中的問(wèn)題既適合已有的知識(shí)水平、能力又需經(jīng)一翻努力才能解決,從而使學(xué)生形成對(duì)未知事物探究的傾向。目前科學(xué)教育領(lǐng)域有觀點(diǎn)認(rèn)為:創(chuàng)設(shè)學(xué)生認(rèn)為值得思考的問(wèn)題情境是最符合建構(gòu)主義認(rèn)知過(guò)程和科學(xué)推理特征的教學(xué)策略。為此,我們教師就要?jiǎng)?chuàng)設(shè)良好的問(wèn)題情境。筆者認(rèn)為良好的問(wèn)題情境應(yīng)具備以下條件：（1）明確學(xué)習(xí)目標(biāo)明確學(xué)習(xí)目標(biāo)就是讓學(xué)生明

14、白自己將要學(xué)到什么或?qū)⒁邆涫裁茨芰?。這是使學(xué)生自覺(jué)參與學(xué)習(xí)的最好“誘惑”。 例如，在“種子萌發(fā)的條件”的教學(xué)時(shí)，教師可以這樣來(lái)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：“大家知道，種子成熟后，生理活動(dòng)基本停止進(jìn)入休眠期，這種現(xiàn)象是對(duì)不良環(huán)境的一種適應(yīng)，那么當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生怎樣的變化之后，種子才能恢復(fù)其生理活動(dòng)開(kāi)始萌發(fā)呢？”面對(duì)這樣的一個(gè)新問(wèn)題的初中學(xué)生，自然而然地會(huì)遇到疑難，迫切地想知道為什么？然后教師補(bǔ)充這樣一句“學(xué)了今天的知識(shí)，就可以揭開(kāi)這個(gè)謎底?！比绱藖?lái)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，就使學(xué)生產(chǎn)生了“我也要知道”的渴望。（2）造成認(rèn)知沖突。造成認(rèn)知沖突的目的在于讓學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)活動(dòng),使學(xué)習(xí)不再是沉重的負(fù)擔(dān);它不但可以打破學(xué)生的心理

15、平衡，同時(shí)也是激發(fā)學(xué)生彌補(bǔ)“心理缺口”的動(dòng)力。例如，在“生態(tài)平衡”的教學(xué)中，教師可以這樣創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：“在美國(guó)凱巴高原上，生活著一種以草為食的鹿，它們的數(shù)量一直變化不大?？墒?，鹿群常常受到美洲獅和狼的襲擊。當(dāng)?shù)厝藶榱吮Ｗo(hù)鹿，大量捕殺美洲獅和狼。不久，美洲獅和狼幾乎被全部消滅。后來(lái)，鹿的數(shù)量反而大量地減少了?！凹热幻乐蕺{和狼是鹿的天敵，為什么還會(huì)發(fā)生這種情況呢？然后教師讓學(xué)生用已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)嘗試地來(lái)解釋這個(gè)問(wèn)題，使學(xué)生體會(huì)到，單靠前面所學(xué)的知識(shí)解釋還是不準(zhǔn)確的。最后，教師再指出：“只要我們掌握生態(tài)平衡的知識(shí)，這個(gè)問(wèn)題就易如反掌。”這時(shí)，學(xué)生已產(chǎn)生了心理缺口如何準(zhǔn)確地解釋這種現(xiàn)象呢？這樣，學(xué)生就

16、會(huì)積極地進(jìn)入新知識(shí)的建構(gòu)學(xué)習(xí)。（3）貼近生活實(shí)際、關(guān)注熱點(diǎn)從學(xué)生熟悉的生活情境、生產(chǎn)實(shí)際、生活經(jīng)驗(yàn)和社會(huì)熱點(diǎn)這些角度去創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，這樣才能保證學(xué)生有相關(guān)的知識(shí)來(lái)理解問(wèn)題，也才有可能使學(xué)生主動(dòng)積極地建構(gòu)他們的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。 例如，在液體壓強(qiáng)教學(xué)后,引入今年海嘯中的怪現(xiàn)象,在太平洋所羅門(mén)群島發(fā)生地震和海嘯之前,一群天真可愛(ài)的孩子在海邊戲耍,這時(shí)有幾種深海魚(yú)突然出現(xiàn)在面前,模樣怪怪的, 孩子們很驚奇,他們哪里知道, 海嘯的魔爪正步步逼近。為什么深海魚(yú)突然出現(xiàn)就意味海嘯就要來(lái)了,應(yīng)引起高度關(guān)注,并迅速離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng).（4）控制問(wèn)題難度問(wèn)題的難度直接地、極大地影響著學(xué)生解決問(wèn)題的積極性和成功率。問(wèn)題過(guò)難，學(xué)生沒(méi)

17、法入手，望而卻步；問(wèn)題太容易，學(xué)生學(xué)不到新東西，他們沒(méi)有興趣。當(dāng)然，提出問(wèn)題的方式也影響著學(xué)生解決問(wèn)題的積極性和成功率。3.突出科學(xué)的思想方法學(xué)校教學(xué)的目的就是要使學(xué)生能把習(xí)得的內(nèi)容遷移到新情境中去。知識(shí)越具體，應(yīng)用的范圍越狹窄，只能用于非常具體的情境，也容易遺忘；概括性越高，其應(yīng)用的范圍就越廣，隨時(shí)可用于任何情境中的類(lèi)似問(wèn)題，也有利于保持?？茖W(xué)思想方法是科學(xué)中的一般性的原理，它有高度的概括性，有助于學(xué)習(xí)的遷移。因此，要發(fā)展學(xué)生良好的科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)，就必須要突出科學(xué)思想方法的教學(xué)，幫助學(xué)生建構(gòu)思想方法層次上的科學(xué)觀念。例如，像觀察、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查這一類(lèi)基本方法；像非邏輯思維（聯(lián)想、想象、直覺(jué)）、邏輯

18、思維（猜想、假設(shè)、類(lèi)比、分析、綜合、抽象、概括、分類(lèi)、歸納、演繹）、發(fā)散思維（逆向思維、側(cè)向思維、多向思維）這一類(lèi)思維方法；以及像數(shù)學(xué)思想方法（方程的思想、函數(shù)的思想、極限的思想）、轉(zhuǎn)化思想（化陌生為熟悉的思想、化繁為簡(jiǎn)的思想、特殊與一般的互化的思想、正難則反的思想、順推與逆推之結(jié)合的思想、動(dòng)靜之轉(zhuǎn)化的思想）、分類(lèi)討論思想和整體思想這一類(lèi)高層次的思想方法?？茖W(xué)思想方法的教學(xué)可以結(jié)合在科學(xué)史及當(dāng)代科學(xué)成果的教育中，通過(guò)科學(xué)史話及當(dāng)代科學(xué)成果的展開(kāi)托現(xiàn)科學(xué)思想方法；也可以結(jié)合在具體知識(shí)的教學(xué)中，如在歐姆定律的教學(xué)中結(jié)合控制變量方法的教學(xué)；還可以結(jié)合在學(xué)生的作業(yè)和練習(xí)中進(jìn)行教學(xué)。4加強(qiáng)討論和交流討論

19、和交流教學(xué)活動(dòng)的重要環(huán)節(jié)，教師應(yīng)根據(jù)不同的教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容，創(chuàng)造各種條件和形式，開(kāi)展學(xué)生之間的討論和交流。尤其是以合作小組形式展開(kāi)討論和交流，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到小組成員在探究過(guò)程中各有所長(zhǎng)，其知識(shí)和技能可以互補(bǔ)；培養(yǎng)了學(xué)生搜集證據(jù)、回答質(zhì)疑的能力。例如，探究浮力大小與哪些因素有關(guān)？引入：給各組同樣規(guī)格的一張牛皮紙，要求折一只小船看誰(shuí)的承載量大。小組討論：什么情況下承載量大？浮力大小可能與哪些因素有關(guān)？交流：列出最有可能影響浮力大小的因素。小組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（各組選一個(gè)因素）；記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。交流與評(píng)價(jià)。總結(jié)：浮力大小與哪些因素有關(guān)。上述案例中如何有效地組織小組討論和全班交流是教學(xué)成功的關(guān)鍵，而有效地組

20、織小組討論交流的策略主要有：分組策略；成員分工策略；內(nèi)容分割策略；組織交流策略；評(píng)價(jià)策略等。5強(qiáng)化合理的整體教學(xué)我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)指出，層次分明的觀念網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是良好的科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的特征之一。因此，要發(fā)展學(xué)生良好的科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)，教師就必須注意整體性教學(xué)。整體性教學(xué)有兩個(gè)方面的要求：（1）注意知識(shí)組塊的教學(xué)孤立的知識(shí)教學(xué)不可能建立起層次分明和聯(lián)系緊密的觀念系統(tǒng)。因此，新知識(shí)的教學(xué)不能孤立進(jìn)行,應(yīng)把新知識(shí)納入原有的觀念系統(tǒng)中進(jìn)行整體考慮，使新知識(shí)與原有的相關(guān)知識(shí)相聯(lián)系，并把這些有聯(lián)系的知識(shí)點(diǎn)重新組織為一個(gè)大的知識(shí)組塊。這樣，既有利于知識(shí)的保持又有利于知識(shí)的檢索與應(yīng)用。例如，學(xué)完初中自然科學(xué)的所有物質(zhì)分類(lèi)

21、的概念（如純凈物、混合物、化合物、等有23個(gè)之多的概念）后，如果不作進(jìn)一步的組織加工，那么這些孤立的知識(shí)是難以保持和應(yīng)用的，同時(shí)也往往會(huì)造成概念的沖突和混淆。但如果教師引導(dǎo)學(xué)生把這些概念放在一起進(jìn)行觀察、比較、分析，最后概括為新的知識(shí)組塊，那么學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)就得到優(yōu)化。在知識(shí)的鞏固與應(yīng)用中，集中且聯(lián)系各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的組塊練習(xí)比分散、孤立的練習(xí)效果要好。例如下列的一組練習(xí)：在化學(xué)反應(yīng)a23b22x中，x的化學(xué)式為_(kāi)；在化學(xué)反應(yīng)a23b22ab3中，現(xiàn)有24克a2與組兩b2反應(yīng)生成48克ab3，則a與b的相對(duì)原子質(zhì)量之比為_(kāi)；在化學(xué)反應(yīng)a23b22ab3中，6克b2與足量的a2反應(yīng)后得到34克ab3，則化合物ab3中a、b兩種元素的質(zhì)量比為_(kāi)；在化學(xué)反應(yīng)a23b22ab3中，2克a2與足量b2反應(yīng)生成10克ab3，則a2與b2的式量之比為_(kāi)；在化學(xué)反應(yīng)a23b22ab3中，3克a2與足量b2反應(yīng)生成7克ab3，若b2的式量為32，則ab3的式量為_(kāi)。以上練習(xí)是在題中已知條件不變的情況下設(shè)計(jì)的，通過(guò)改變問(wèn)題，不但使學(xué)生理解并鞏固質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用，并且使這部分的知識(shí)系統(tǒng)化，同時(shí)又與相對(duì)原子質(zhì)量、式量、化學(xué)方程式等化學(xué)計(jì)算知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，提高了規(guī)律的應(yīng)用功能。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，既提高了解題興趣，又鍛煉了思維的靈活性。（2）