对生物学的理解和认识例1

高中物理是一门基础性学科，也是一门逻辑性很强的学科。物理学包含了大量的物理规律：原理、定律、定理、法则、公式等。物理规律内容精简，内涵丰富，学生在刚开始接触物理规律时，可能会觉得很简单，但碰到具体问题却不会灵活运用，或张冠李戴，根本不知用何规律解决问题。为此，本文从认知心理学的角度分析物理规律的特点，结合学生平时通常犯的错误，提出教学策略。

一、物理规律在人的记忆中的表征特点

1.物理规律是以命题为主要形式表征的陈述性知识。

由认知心理学可知，人类所学的知识有两类：陈述性知识和程序性知识。陈述性知识是能被人陈述和描述的，是有关人所知道的事物状况的知识，可以以命题、表象、线性排序等基本形式和图式这种高级形式表征的。

物理规律(包括定律、定理、原理、法则、公式等)反映了物理现象、物理过程在一定条件下必然发生、发展和变化的规律，反映了物质运动变化的各个因素之间的本质联系，揭示了物理事物本质属性之间的内在联系。物理规律一般可以用文字表述，即用一段话把某一规律的内容表达出来，物理规律有时也可用数学(公式或图象)表示，它是一种陈述性知识。

2.运用物理规律解决问题是一种程序性知识。

程序性知识是人怎样做事的知识，包括动作技能、认知技能、认知策略，它是以“产生式”这种动态的表征形式表征的。通常用规律解决问题主要有几种可能情况：（1）对物理规律（包括公式和图象）的意义的理解，如：对F=ma的含义的理解，对v-t、a-t图象的理解；（2）对规律的适用条件和范围的辨析，如：牛顿第二定律只适用于低速运动的宏观物体，不适用于高速运动的微观粒子；（3）与规律有关的概念、规律、公式间的关系的讨论；（4）运用规律解决实际问题，运用物理规律解决问题是有一定的方法和步骤的，如牛顿定律的应用，它在具体解题时，可分为两种情况：一种是已知物体的受力情况求物体的运动情况，大致的解题步骤分为：①对物体进行受力分析，②正交分解（力的合成）求F合，③用牛顿第二定律求加速度，④根据运动学的公式求物体的运动情况。另一种是已知物体的运动情况求物体的受力情况，大致的解题步骤也可分为：①对物体进行受力分析，②根据运动学的公式求物体的加速度，③用牛顿第二定律求合力，④用力的正交分解法求未知力。因此，运用物理规律解决问题必须在理解规律的基础上，通过积极的逻辑抽象思维，采取正确的方法，是一种有控制的程序性知识。

二、学生在物理规律学习过程中碰到的问题

1.相关知识准备不足。

影响物理规律学习的有关知识主要包括：感性知识的缺乏，数学知识不够，对物理概念的理解、已学物理规律的理解不深或错误等。如，研究和运用质点运动学规律时，涉及时间、时刻、位置、位移、速度、加速度等很多物理概念，也涉及坐标系、函数图象、代数运算、矢量等数学知识，如果学生在某一环节上准备不足，就会使这些规律的学习和运用遇到困难。又如，许多物理现象在生活中是学生没有遇到过的，必须向学生提供足够的感性材料，通过实验来弥补感性知识的不足，如学习电磁感应和自感的有关规律，需要给学生足够的、能够逐步提示现象间本质联系的实验作基础，否则学生对这些规律就很难理解。

2.错误的朴素观念对科学观念的困扰。

学生在学习物理规律之前，已在日常生活中积累了一定的生活经验，对一些问题形成了某些认识，称为朴素观念。有的朴素观念与科学观念一致，对学习科学观念起促进作用，但有的是错误的，违背科学观念的，对学生正确地理解物理规律往往起着严重的干扰作用。例如，学生在运动和力的关系上，往往认为力是物体运动的原因，物体受力才能运动，不受外力的物体是根本不能运动的；对物体的下落问题，常常认为重物比轻物下落快；对于摩擦力的方向，往往认为摩擦力方向总是与物体的运动方向相反；对物体在液体中所受浮力的问题，往往认为只有浮在液面上的物体才能受到浮力等等。可以说，学习物理规律就是用反映客观事物发生、发展、变化规律的物理观念转换头脑中的错误的朴素观念，如果这种转换的过程未完成，错误的朴素观念未消除，势必造成学习物理规律的思维障碍。

3.思维定势带来的负迁移。

迁移是一种学习对另外一种学习的影响。一种学习对另外一种学习产生了积极的影响就是正迁移，一种学习对另外一种学习产生了消极的影响就是负迁移。在学生学习物理规律时，积极的思维定势是指人们把自己头脑中已有的思维模式和方法恰当地用于学习新的物理规律，解决新的实际问题，有利于学生在原有知识的基础上学习和理解新的物理规律。消极的思维定势则相反，干扰着学生对新的物理规律的理解和掌握，限制着学生思维灵活性的发展。思维定势所引起的负迁移干扰着学生对物理规律的理解和掌握，给物理规律的教学带来困难。例如，有的学生总认为功率大的白炽灯炮（或电炉）的电阻大，理由是根据焦耳定律，导体通过电阻放热，放出的热量与电阻成正比。又如，有些学生由于在数学知识的学习中形成的思维定势，对于反映物理规律的公式及其变换，往往从纯数学的角度加以理解物理规律，思考和处理物理问题，而忽视了它们的物理意义，结果从纯数学推导中引出错误的结论，造成对物理规律的错误理解。例如，欧姆定律的数学表达式为I=U／R，学生常常将其变形为R=U／I，并从纯数学的角度考虑，由此得出导体的电阻与加在它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比等一类错误的理解。

三、物理规律教学采取的认知策略

1.丰富学生的陈述性知识，促进学生对物理规律含义的正确理解。

对于物理规律的文字表述，要认真加以分析，特别要分析关键的字、词，使学生真正理解它的含义，防止在学生毫无认识或认识不足的情况下让学生死记硬背。例如，牛顿第一定律的教学，可仿照伽利略当年运用“理想实验”的思路，在观察实验的基础上，进行推理想象，由有摩擦时的运动情况推想到无摩擦时的运动情况，最后把这一规律的内容作如下表述：“一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。”在理解时，要注意弄清定律的条件是“物体没有受到外力作用”，对“或”的正确理解是：如果物体原来是运动的，它就保持匀速直线运动状态；如果原来是静止的，它就保持静止状态。

对于物理规律的数学表达式，要从物理意义上去理解。每一个物理规律都是在一定条件下反映某个现象或过程变化规律的，故有一定的成立条件和适用范围，只有使学生明确这些，才能正确地运用规律来研究和解决实际问题，否则，就会出现乱用规律的现象，导致错误的结论。例如,牛顿第二定律公式F=ma,它揭示了一定质量的物体所受的合外力与由此而产生的加速度之间的关系,如果只从数学形式考虑,就可能得出物体的质量与所受的外力成正比,或物体的质量与它的加速度成反比(m=F/a),这显然错误的。再如,对于欧姆定律的表达公式：I=U/R,应当使学生理解,这一公式表达了电流的强弱决定于加在导体两端电压的大小和导体本身电阻的大小，即某段电路中电流的大小,与这段电路两端的电压成正比,与这段电路中的电阻成反比,公式中的I、U、R三个物理量是对同一段电路而言。

2.提高学生对知识的迁移水平。

在教学中不可能将所有知识都传授给学生，但必须使学生具有迁移的能力，方能灵活运用所学的知识技能来解决问题，或在新情景中快速地进行学习。在认知心理学的基础上出现了新的学习迁移观，即与陈述性知识相对应的认知结构迁移理论、与程序性知识相对应的产生式迁移理论、与策略性知识相对应的元认知迁移理论。在教学中可以采取以下方法促进学生的迁移：

（1）运用先行组织者促进学习的迁移。

所谓“组织者”是在学习新材料之前呈现给学生的一种引导性学习材料，它以通俗的语言概括说明将要学习的新材料与认知结构中原有知识的联系，为新知识的学习提供认知框架。在物理规律教学中，先行组织者可以是呈现一个现象、一个实验、原先学习过的概念、规律，通过给学生提供足够的感性知识，有助于学生学习的迁移。

（2）通过充分的练习促进陈述性知识向程序性知识的迁移。

运用物理规律解决问题需要将陈述性知识转化为程序性知识，这也需要一定的过程。一方面，要用典型的问题通过教师的示范和师生共同讨论，使学生结合对实际问题的讨论，深化、活化对物理规律的理解，逐渐领会分析、处理和解决问题的思路和方法；另一方面，要组织学生进行运用规律的练习，引导和训练学生善于联系日常生活中的实际问题学习物理规律，经常用学过的规律科学地说明和解释有关的现象，通过训练，使学生逐步学会逻辑地说理和表达。对于运用物理规律分析和解决实际问题，逐步训练学生运用分析、解决问题的思路和方法，使学生学会正确地运用数学解决物理问题。帮助和引导学生在练的基础上，逐步总结出在解决问题中一些带有规律性的思路和方法，逐步提高各种思维品质的水平。

（3）提高学生的元认知水平。

对生物学的理解和认识例2

中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2016.12.003

高中物理是一门与我们的日常生活息息相关的学科，对高中生来说，学好物理不仅对高考成绩有利，也会给以后的生活和工作带来益处。但是，很多高中生反映物理学起来很吃力，知识点很抽象、难懂、艰涩，因此，很多学生对学习物理逐渐失去了兴趣，从而陷入了被动学习的状态。自我国实施新课改以来，一直强调要以学生为本位，以学生为中心，这也就是说解决学生在学习物理时遇到的困难是一件亟待解决的事情，但是，在解决学生遇到的学习困难时，很多教师只是笼统地把学生遇到的困难总结为是学习态度、学习方法、兴趣等一类问题，如果教师不充分地了解学生在学习物理时遇到的困难，就不会真正地解决问题。如何提出综合性的、相对应的解决策略，就成为了迫在眉睫的事情。

物理学习困难是指对智力正常的学生来说，学习质量不高，不能适应物理教学对学生提出的相应要求。高中物理与初中物理是有相衔接的地方的，但是高中物理相对于初中物理而言，的确是增大了难度，高中物理知识抽象难理解，对学生的思维要求提高了很多，同时在解题方法上追求灵活多样，从多个角度分析问题等等，这些要求都对学生学习物理增加了难度。逐渐地，很多学生没有信心学好物理，失去了学习物理的兴趣，在物理学习上由老师牵着鼻子走，陷入了被动学习的状态中。虽然高中物理与初中物理相比升高了一个台阶，而且新课改实施下，高中物理教材也发生了很大的变化，但是二者还是存在衔接的地方，比如教学方法的衔接；教师的衔接；教学内容的衔接等。很多学生在物理学习上遇到的一个困难就是衔接上的困难，无法适应全新的高中物理教学内容等，要想解决学生在衔接上的困难，需要教师做到以下几点：

一、教师要有意识地帮助学生提高对高中物理的认知水平

对一件事情的认知水平和认知能力往往决定了对待这件事情的态度。很多学生之所以认为高中物理难学，很大程度上是没有对高中物理有一个正确的认识，再加上刚刚升入高中，对高中物理还处于陌生的状态；除此之外，学生经过了紧张的中学考试升入了高中，自然对学习还不上心，尚处于玩乐的心态，毫无紧张感，有些学生突然来到了一个陌生的环境，甚至具有畏惧的心理，在这种状态下突然学习物理自然无法适应，认为其很困难。由于以上的因素都影响了学生对物理的认知，使得其刚入高中就认为学习物理很难，物理教师要想解决上述出现的问题，就要在日常的物理教学中有意识地帮助学生提高对物理的认知水平，使学生先对物理有一个正确的认识，做好充分的心理准备。教师还可以帮助学生通过比较初中物理和高中物理教材的变化、教学内容的变化、教学方法的变化等，让学生清楚地意识到初高中物理的不同所在，对此后可能遇到的学习困难有一个认识，能够承受可能出现的失败。与此同时，物理教师在教学过程中要多鼓励、表扬学生，恢复学生对学习物理的信心。

二、提高学生的学习策略，使其主动学习

在学习过程中，最重要的就是学习策略，适合自己的学习策略可以事半功倍，消耗较少的时间却能取得很好的学习成绩，但是如果学习策略不对，即使花费很多的时间，也不一定能取得可喜的学习成绩。因此，教师要指导学生的学习，帮助学生找到适合自己的学习策略，变被动学习为主动学习。对此，学生可以从以下三个方面来调整自己的学习策略：第一，课前做好预习准备。俗话说：“好的开头是成功的一半”。学生提前预习可以提高听课效率和学习质量，学生在预习本节课的时候，一定要把自己不懂的部分标记出来，作为上课听讲的重点部分，如果不预习就不会知道自己在哪一部分听不懂，很可能因为注意力不集中等一些外在的原因，错失了本节课教学的重点和难点。学生不仅要预习新知识，还要复习可能用到的旧知识或是自己薄弱的知识，只有这样才能更好地跟随老师的教学步伐，高质量地完成教学任务。第二，上课重点听讲老师解决问题的思路。学生在课堂上一定要高度集中自己的注意力，认真听老师讲课，尤其是课前预习不懂的地方，要跟随老师的教学思路，尤其是教师在讲解问题的时候，一定要注意教师是怎么解决问题的，以及在解决问题时用到的旧知识或是实验等，学生要知道学习老师的解题思路，而不是仅仅停留在老师讲解的表面上。第三，坚持课后做练习题并且不断复结。做练习题可以帮助学生巩固课堂知识，加深对课堂知识的认识和了解，使其更容易消化吸收。复结可以帮助学生把相关的知识点串联起来，加深记忆。

三、教师要努力培养并提高学生的思维能力

对生物学的理解和认识例3

“化学元素观”是中学化学的核心观念之一，通过初中化学的学习，学生首先应当建立起“化学元素观”。然而，学生对“化学元素观”的认识是伴随相关具体知识的学习而逐渐发展的。要在相关具体知识的教学中发展学生对“化学元素观”的认识，需要立足学科整体的高度，以“化学元素观”为统领来组织教学，思考具体知识的教学对物质及其化学变化等学科基本问题的渗透、落实和具体化。为此，笔者以初中化学“水的组成”教学为例展开讨论。

1 对初中阶段“化学元素观”的理解

化学是研究物质及其变化的科学，“化学元素观”是从元素视角对物质及其化学变化本质的深层次理解。作为化学核心观念之一的“化学元素观”具有统摄性和持久的迁移价值，不仅能促进学生把握最有价值的化学知识，而且能为学生形成相应的认识思路提供思考框架，为学生形成化学认识指明思维方向。具体来说，物质的元素组成是化学观念的基础，依据物质的元素组成对纯净物进行分类，以元素为核心认识物质及其变化，能够为研究物质的性质和化学反应建立认识框架。因此，化学元素观包括3方面的含义：一是对元素本身的认识，包括什么是元素、元素的种类、元素的性质等；二是从元素角度看物质，即元素与物质有什么关系，具体包括元素组成与物质的分类、性质有什么关系等；三是从元素角度看化学反应，即元素与化学反应有什么关系，在化学反应中元素种类是否发生变化等。借鉴梁永平先生关于“化学元素观的基本内涵”的阐述，笔者认为，初中阶段“化学元素观”的基本理解如下，见表1。

学生“化学元素观”的形成和发展是一个循序渐进过程，在不同阶段，基于不同学习内容，学生需要发展的化学元素观不同，其认识层次也不同。如以电解水实验及生成物的检验等事实为支撑，“水的组成”的教学可以发展学生从元素的角度认识物质及其化学变化。从物质的元素组成来认识纯净物并将其分类、归纳，是“化学元素观”的主要内容之一，为此在“水的组成”教学中，可结合水电解前后各物质的元素组成特点，学习纯净物的分类，认识单质和化合物的概念、从水的元素组成特点认识氧化物概念，由此从物质分类的角度依次实现对水是纯净物、化合物、氧化物的认识。不仅如此，从物质的元素组成来认识物质的性质，也是初中阶段“化学元素观”的主要内容，在“水的组成”教学中还可以结合水电解前后各物质的元素组成与性质的差异，引导学生认识纯净物的性质要受到组成元素的影响，对于简单的化合物或单质，元素组成甚至起着决定性的作用。当然，物质的元素组成相同，其性质未必相同，这与物质的结构有关。因此，化学上还要依据物质的性质、结构对纯净物进行进一步的研究，这将是学生后续要学习的内容。

2 从化学元素观看“水的组成”及其教学价值

“水的组成”属于人教版教科书（2012版）第四单元课题3的内容。从“化学元素观”的角度看“水的组成”，就是把该部分内容放在物质及其化学变化等学科基本问题中去考量，思考“水的组成”与“化学元素观”的关系、“水的组成”处于什么位置，能起到什么作用，这样可以从对具体知识的理解上升到对学科基本问题的理解。

“水的组成”涉及较为丰富的事实性知识和概念性知识，这些知识与“化学元素观”之间存在的实质性联系可以用“水的组成”知识层级图来体现（见图1）。

“水的组成”这部分内容，借助电解水的实验及生成物的检验等知识，重在认识电解水实验的实质和水的组成，感悟通过化学实验研究物质元素组成的科学过程与方法，并从物质元素组成角度认识纯净物的分类。显然，这部分内容不仅能发展学生从化学的视角来认识水及其变化，而且能为学生“化学元素观”的认识发展提供有力的支撑：第一，根据电解水实验以及对生成的2种气体进行检验，证明水在通电后生成了氢气和氧气，可以揭示水在通电条件下发生了化学变化；第二，根据水在通电条件下生成氢气和氧气、氢气燃烧生成水的实验事实，依据化学反应中元素不变，认识水是由氢、氧2种元素组成的；第三，根据电解水实验，比较反应物（水）和生成物（氢气、氧气）的元素组成特点，认识纯净物可依据元素组成分为单质和化合物，依据水的元素组成特点认识氧化物，发展学生对物质分类的认识；第四，比较反应物（水）和生成物（氢气、氧气）的性质差异，认识物质的性质与其元素组成有关，组成元素不同，物质性质不同。第五，结合之前学生学习的分子和原子的知识，启发学生初步从微观角度认识化学反应的实质，即水在通电情况下发生化学反应，组成水的氢、氧元素的原子重新组合生成了新物质，加深对化学反应中原子种类不变、元素不变的认识；第六，利用电解水实验来研究水的组成，可以启发学生认识不断分解物质直至不能分解为更简单的成分为止，于是就得到了元素的游离态，即“单质”，这是人类研究和认识物质组成的经验方法，通过此实验人们进一步认识了水：水还可再分，即水不是元素；第七，通过对电解水实验中生成氢气和氧气的体积比为2：1的分析，为水的化学式——H2O提供了事实依据，这为学生后续学习本单元课题4化学式与化合价打下了铺垫。可见，“水的组成”是发展学生“化学元素观”认识的重要载体。

3 如何围绕“化学元素观”展开深入学习

“化学元素观”是学生需要形成的体现学科本质的深层次理解，围绕“化学元素观”来展开“水的组成”的学习，需要对学生知识学习与化学观念认识发展等有整体考虑，让具体知识的学习为学生化学观念的认识发展提供支撑，使学生化学观念的认识伴随具体知识的学习而逐渐发展。

3.1以“化学元素观”为统领构建教学内容主线

化学观念是指居于化学学科的核心，体现化学学科本质，对学科的性质、研究对象、研究方法和学科的价值等学科基本问题的深层次理解。要从知识教学转向化学观念教学，就需要站在学科整体的高度，思考具体知识的教学对学科基本问题的渗透与落实，将化学观念的教学具体化，与此同时，需要兼顾课程的要求和学生的实际发展需要。为此，在“水的组成”课堂教学内容主线的设计方面，根据学生的实际和发展需要，以“化学元素观”为统领来搭建学生知识学习和观念认识发展的整体框架，把指向主要教学目标和教学重点的、能体现“化学元素观”的关键性内容具体化为教学任务，以此构建课堂教学内容的主线索，明确教学的核心所在。

基于上述考虑，“水的组成”一课的教学整体思路设计见表2。

3.2围绕“化学元素观”的关键性内容设计引导性问题

教学的目的在于促进学生对知识的深层理解，发展对化学观念的认识。把教学任务转化为问题，用问题驱动学生思维，是通向理解、发展化学观念认识的重要途径之一。为此，有必要思考应该提出怎样的引导性问题。笔者认为，在化学观念教学中，引导性问题是能激发学生思维，对达成教学目标起决定作用的、能体现化学观念的关键性问题，是统领课堂、推进教学的主线索。为此，在“水的组成”教学中，针对学生学习的实际，把指向主要教学目标和教学重点、能体现“化学元素观”关键内容的教学任务转化为统领课堂教学的引导性问题（见表2），为学生的思维过程指引方向。在“水的组成”教学中，要利用引导性问题调动学生参与学习过程，激发学生通过问题的思考去理解所学知识，在问题分析和解决的过程中去反复认识、体验和感悟“元素与物质的分类”、“元素与物质的性质”、“元素与化学反应”等学科基本问题，从而为从元素视角认识物质及其化学变化奠定知识和方法基础。

3.3将学习任务和引导性问题转化为“手脑并重”的学习活动

学生的学习需要通过活动体验来完成。活动设计需要注意活动的内容、方式要与教学目标、教学任务、以及引导性问题相一致，要针对教学任务和引导性问题，设计相应的手、脑并重的多样化活动。围绕“化学元素观”展开深入学习的活动设计，有以下几点考虑：

一是关注新旧知识的联系，注意调用学生的已有知识经验来学习新知识。如任务1中的问题1的设计，学生已经学过利用过氧化氢分解制取氧气，利用学生已知的这个反应可以搭建学习新知识的桥梁，启发学生思考水是由什么元素组成的，以及如何推测水的元素组成等问题。还可以借助这个反应，引导学生思考可以由水分解的产物来推测水是由什么元素组成，这样把学生的思维引向深入。

二是充分发挥实验的作用，为学生的学习和理解提供事实证据。电解水实验是学生学习“水的组成”、理解“化学元素观”的重要手段和方式。在活动设计方面，一方面通过电解水实验、电解水生成的2种气体的检验等，为学生提供丰富的感性认识，另一方面以实验事实为证据，根据实验的观察，引导学生思考：你认为水电解发生了什么变化？根据水在通电条件下生成氢气和氧气、氢气在空气中燃烧生成水的实验事实，由反应前后各物质的元素组成，说明水是由什么元素组成的？为什么？由此引导学生基于实验事实进行分析、推理并获得相应的结论，使学生的认识从感性走向理性。

对生物学的理解和认识例4

元认知( Metacognition）是弗拉维尔70年代提出的，此后关于元认知的研究越来越多，这些研究主要集中于阅读理解、记忆和问题解决三大领域，其中问题解决中的元认知研究是九十年代才开始的。研究表明学习能力强的学生元认知水平较高，元认知策略可以修补知识水平的欠缺以及补充、完善问题。

本文采取与具体学科相结合的方式，从物理学科的特点出发，从元认知的实质出发，探讨元认知在物理问题解决过程中的作用以及如何对其有效开发。

一、元认知在物理问题解决中的作用

1976年弗拉维尔对元认知的定义:一个人所具有的关于自己思维活动和学习活动的知识及其实施的控制，是任何调节认知过程的认知活动。 1979年Kluwe认为：元认知是明确专门指向个人的认知活动的积极的、反省的认知加工过程； Schraw & Dennison( 1994)定义：元认知是关于个人对自己学习反省、理解、控制的一种能力。元认知概念包括三方面的内容：元认知知识、元认知体验、元认知监控三种成分。三者相互作用，相互联系，其中元认知监控是元认知中的核心成分，它是学习成功的关键。

1. 元认知对物理问题解决的目标进行修正。[1] 元认知使得解题过程具有明确的目标指向性，使解题者的心理活动都朝着目标靠拢。目标是问题解决者主观经验的知觉，它既是问题解决的开始，也是问题解决的归宿，它对问题解决的进程进行指导。解题中问题解决者要监控其解题计划，制订切实可行的目标，致使物理问题解决得以顺利进行。

2. 元认知操作驱动物理问题解决的策略。解决物理问题需要一定的策略。策略是在思维模式的作用下反应出来的，它影响着物理问题解决的效率。问题解决者在解题过程中通过以下方式进行认知操作。（1）激活思维并制定策略，即以目标为出发点，将物理材料放入已有的知识背景中，在操作系统的作用下激活认知结构。在元认知基础上，根据材料系统在认知结构中的相似性，寻求物理认知结构中的“相似点”，把问题改组为适合原有知识的形式，或把以前知识通过经验加工成适合现有问题的形式，从而制订解题策略；（2）改组和实施策略，即通过对问题解决进程的反馈，面对问题，有多种解题方法，问题解决者要进行自我评价，实质上就是对问题解决策略的评价，如果发现目标确信无疑而又达不到或不能顺利达到目标时，则将怀疑其策略，有必要对策略进行调整。

3. 元认知增强解题者在物理问题解决中的主体意识。鉴于物理学科的特点，一般解决物理问题有一定的困难，这就要求解题者能自我激活，发挥自我作用，排除障碍，产生问题解决的欲望。而元认知在整个问题解决过程中存在着内反馈的调节。（1）通过元认知知识，使解题者能审清题意，对问题的类型、难易程度、所用的知识有初步了解，使其能主动选择有效解题策略；（2）元认知体验的自我启发作用，调动非智力因素参与，产生“知”与“不知”的认知体验和情感体验，产生一些新的思路和方法，对原有的思维进行扩充，可以克服障碍，调动解题者的积极性和自信心；（3）元认知的监控作用，体现在解决问题的整个阶段，解题的前计划，解题过程中的监测，解后的评价、反思。

二、通过物理问题解决对学生进行元认知开发

学生的元认知能力往往在解题过程中体现，并在解题过程中培养出来，龚志宁（1999）研究发现元认知策略导致学困生成绩低于优生。有人曾经对比优生与物理学困生解题过程研究中。发现元认知能力的高低一定程度决定物理成绩高低。为了让学生“学会学习”，我们应加强学生物理问题元认知能力的培养。

1．激发学生的自我意识和培养学习动机。元认知能力的发展以一定的心理发展水平为基础，元认知在学生自我意识产生之后才发展起来。如果没有自我意识，学生不能对自己正在操作的认知对象进行积极的计划、监测、评价、反思。自我意识是以主体及其活动为意识对象，对人的认知活动起着监控作用。在解题学习中，人的自我意识是对自己在问题感知、表征、思考、记忆和体验的意识，对自己的目的、计划、行动以及行动效果的意识。

2．剖析思维过程，加强思路教学。以往教师解题只注重解题过程本身以及解题的结果，而忽略学生元认知作用的过程。元认知是认知的认知，元认知时刻在发挥作用，要提高学生的元认知水平，应该让学生体会教师的元认知发挥过程。遇到一个新问题时，向学生示范自己如何分析、寻找有效策略，最终解决问题的整个过程。有时教师也会进入死胡同，但有能力排除障碍。有时教师也犯错，但他运用元认知监控可以修正问题…总而言之，展示教师思维过程，将教师自身过程的自我监控、自我调节展现给学生。[2]

3．传授解题的元认知策略

（1）善于利用波利亚“自我提示语”

Polya波利亚在他的解题理论著作中所给出很多提示语，都是属于元认知的范畴。在解题时经常自觉地运用这些提示语，是提高解题元认知能力的有效途径。如果问得合适，就可能引出好的答案，引出正确的想法。他的基本模式为：

第一步——阅读题意，表征问题；第二步——拟定计划，执行步骤；第三步——评价和反思

（2）同学之间相互质问（Inquiry）和争论（Argument）

质问是学生常采用的方法。学生对一些问题常常被动的接受，争论很少受到重视，但它与询问一样重要，（下转第194页）（上接第184页）通过争论对问题的理解能力比被动地接受强四倍，对一些思考型强的、有多种解法的问题，留给学生讨论，让学生说出自己的解题思路。为什么那样做？原因是什么？为什么选择这种方法？让同学之间相互质疑和争论，每个人对自己和他人的做法进行深入思考和反思，使学生对自己所解的题目有更深层的含义。

4．加强不良结构问题的教学

结构不良问题(ill-structured problem)相对结构良好问题（well-structured problem ），学生经常面对的是结构良好问题，目标定义明确，提供多种解题方法，而结构不良问题比较模糊，问题不明确，具有不清楚的目标和多样的解题方法，同时又属于开放型题目，对问题很难得到明确的方法。学生对知识不能迁移，而教育者往往对这方面重视不够。国外有这方面的研究，表明经过结构不良问题的训练，学生的元认知解题能力有很大提高。

总之提高学生物理问题解决的元认知水平非一朝一夕所能实现的，需要师生共同协作。教师应把学生的元认知能力培养纳入自己的教学目标中，在问题教学中，不断渗透元认知知识和策略的训练内容。调动学生的主体意识，注意元监控的实施，只有这样，学生的元认知水平在物理问题解决中得到开发。 参考文献

对生物学的理解和认识例5

物理教学也是一样，在明确了教学任务之后，就要解决完成任务的方法问题。本文首先对几种常见的物理课型的教学方法进行分析，接着提出一种能有效地减轻学生课业负担，全面提高教学质量的新模式 ── 系统教学法。

一 、几种常见课型的教学方法

在物理教学中，教师必须熟悉物理教学中的一些基本课型，才能很好地组织教学活动，顺利地完成教学任务。根据物理学科的特点和物理教学的特点，我们把物理教学中的课的类型主要划分为三种，即实验教学课、知识教学课和习题教学课。

（一） 实验教学课

物理实验教学的方式主要有四种，即演示实验、学生实验、随堂实验和课外实验。

1. 演示实验 所谓演示实验是指教师在讲授知识的过程中为配合教学内容而演示给学生看的实验。因此主要是使学生获得感性认识，培养观察能力和思维能力，引起学习兴趣，同时也能对培养学生的实验操作能力起一定的示范作用。为了确保演示实验成功，并取得良好的实验效果，课堂演示实验要首先做好准备，力求演示的现象清楚，并配合必要的说明和讲解。

2. 学生实验 学生实验是物理实验教学的一种重要形式，是培养学生实验能力，掌握实验技能，使学生受到物理学研究的实验方法的初步训练的主要措施。进行学生实验教学要做到以下几点：

第一、努力创造条件，开出物理教学大纲中规定的所有实验。

第二、关于实验能力的培养要具体落实，要明确要求，严格训练，逐步做到由学生自己设计实验方案，进行实验操作并完成实验报告。

第三、实验中要及时给学生以具体指导，巡回检查，及时发现并帮助学生解决操作中的问题，纠正实验上的错误。

3. 随堂实验 这种实验是物理实验教学的补充形式，可作为实验作业布置给学生，也可作为建议，由有兴趣的学生自愿进行。

（二） 知识教学课

物理基础知识中最重要最基本的内容是物理概念和物理规律。教好物理概念和物理规律，并使学生的认识能力在形成概念、掌握规律的过程中得到充分发展，是物理教学的重要任务。

物理概念和物理规律的教学，一般要经过以下四个环节：

1. 引入物理概念和规律 这一环节的核心是创设物理环境，提供感性认识。概念和规律的基础是感性认识，只有对具体的物理现象及其特性进行概括，才能形成物理概念；对物理现象运动变化规律及概念之间的本质联系进行研究归纳，就形成了物理规律。因此教师必须在一开始就给学生提供丰富的感性认识。常用的方法有：运用实验来展示有关的物理现象和过程、利用直观教具、利用学生已有的生活经验以及利用学生已有的知识基础等。

为形成概念、掌握规律而选用的事例和实验事实，必须是包括主要类型的、本质联系明显的、与日常观念矛盾突出的典型事例。例如，在进行“杠杆”教学中，关键在于弄清“力臂”的概念。教师在选择事例时，必须包含力的作用点不垂直于力的作用点到支点的联线这一情况。

2. 建立物理概念和规律 物理概念和规律是人脑对物理现象和过程等感性材料进行科学抽象的产物。在获得感性认识的基础上，提出问题，引导学生进行分析、综合、概括，排除次要因素，抓住主要因素，找出一系列所观察到的现象的共性、本质属性，才能使学生正确地形成概念、掌握规律。例如，在进行“牛顿第一定律”教学时，其关键是通过对由演示实验和列举大量日常生活中所接触到的现象的感性材料进行思维加工，使学生认识“物体不受其它物体作用，将保持原有的运动状态”这一本质。但是这一本质却被许多非本质联系所掩盖着，如，当“外力”停止作用时，原来运动的物体便归于停止；恒定“外力”作用是维持物体匀速运动的原因，等等。因此，教师必须有意识地引导学生突出本质，摒弃非本质，才能顺利建立牛顿第一定律。

3. 讨论物理概念和规律 教学实践证明，学生只有理解了的东西，才能牢固地掌握它。因此，在物理概念和规律建立以后，还必须引导学生对概念和规律进行讨论，以深化认识。一般要从以下三个方面进行讨论：一是讨论其物理意义，二是讨论其适用范围和条件，三是讨论有关概念和规律间的关系。在讨论过程中，应当注意针对学生在理解和运用中容易出现的问题，以便使学生获得比较正确的理解。

4. 运用物理概念和规律 学习物理知识的目的在于运用，在这一环节中，一方面要用典型的问题，通过教师的示范和师生共同讨论，深化活化对所学的概念和规律的理解，逐步领会分析、处理和解决物理问题的思路和方法；另一方面，更主要的是组织学生进行运用知识的练习，要帮助和引导学生在练习的基础上，逐步总结出在解决问题时的一些带有规律性的思路和方法。

（三） 习题教学课

习题教学，也是物理教学的一种重要形式。在讲述若干重要概念和规律，或者在重要的教学单元之后，一般要安排以解题指导为中心的习题课，及时而有重点地进行复习和解题训练。要上好一堂习题课，重要的是根据教学要求和学生程度，选编好例题和习题，认真研究教学方法，把复习讲评、示范解题和学生练习等组成一个有机的整体。

以上我们对物理教学中最重要的三种课型，即实验教学、知识教学和习题教学进行了初步分析，物理教师必须熟悉这三种课的教学。

二 、物理课堂教学的新模式 ── 系统教学法

为了切实减轻学生的课业负担，全面提高物理教学质量，我们倡导一种新的课堂教学模式 ── 系统教学法。其根本目的就是：让学生轻松愉快而卓有成效地学习。

（一） 系统教学法的基本特点

1. 注重信息系统

美国著名心理学家加涅用信息加工理论解释学习活动，认为学生的学习过程可以分为动机、领会、获得、保持、回忆、概括、动作和反馈八个阶段，这八个阶段是分别以学习者在学习中所发生的心理活动过程为依据的，相应的八种心理过程为：期待、注意、编码、储存、检索、迁移、反应和强化。从学习动机的确立到学习结果的反馈，就是从学习愿望的产生到愿望的满足，揭示了人类掌握知识、形成技能和发展能力的过程。既然如此，教师对教学过程的设计也必须遵循这一规律，把教学活动看作是一个完整的信息传输系统，系统中的每一阶段都是为学习者安排外部教学情境，以支持他们每一阶段的学习。

2．突出学生主体

构建学生物理认知结构的基础是靠学生主体与物理世界客体的相互作用。突出学生主体，就是要在教学中突出学生主体能动地作用于客体（物理环境）。这种能动作用表现为两个“飞跃”，即从感性认识到理性认识的“飞跃”，由理性认识到实践的“飞跃”。这就要求我们在教学中做到：第一、强调客体的重要作用，要使学生在物理环境中学习物理，要通过各种直观形式，包括运用现代教育技术向学生展现生动具体的物理世界；第二、强调主体的积极作用，即主体的实践和主观能动性，物理认知结构只有在主客体相互作用过程中，通过主体的能动反映即主动构建才能形成；第三、强调完成两个“飞跃”要按学生的认识规律办事，教学要以物理认知结构的形成、发展规律为依据，采取必要措施，创设必要条件，自觉促进物理认知结构的有序形成、发展与构建。

3. 明确教学目标

整个教学工作必须紧紧围绕教学目标进行，要有明确的教学目标，并将它有效地落实到每一个学生身上。这样，学生的学习就有了明确的目的，而“当一个人清醒地意识到自己的学习活动所要达到的目标与意义，并以它来推动自己的学习时，这种学习的目的就成为一种有力的动机”（[美] 奥苏伯尔语）。

4. 强调意义接受

学生学习的最有效的方法是有意义接受学习。学生学习是以间接知识为主，学校教育的最主要的目的是让学生掌握人类的知识财产。而接受法可以使学生在短时间内学到大量知识，避免走很多弯路。但是，我们要求的是进行有意义接受，而不是机械接受。有意义接受，不仅可以迅速地接受知识，而且能发展学生的智力，培养他们各方面的能力。

5. 完善认知结构

根据奥苏伯尔的有意义接受理论，一切新的有意义学习都是在原有学习的基础上产生的，不受学习者原有认知结构影响的学习是不存在的。在有意义学习中，学生的认知结构始终是一个最关键的因素。因此，在教学中必须帮助学生把握知识的整体及其内在联系，使知识系统化，不断完善和优化学生的认知结构。

6. 注意随堂记忆

每一节课上都留有一定的时间，让学生记忆所学知识。

7．强调有序构建

物理教学的本质是通过传递人类探索物理世界的社会经验，构建学生一定的物理认知结构。教学活动设计必须依据学习规律，体现各种经验要素所特有的学习规律，从而使构建学生物理认知结构的过程有序进行，完成有序构建。因为作为教学目标的物理认知结构是通过一定的步骤分步构建而成的。这是构建过程的有序，此外还要求构建结果的有序，也就是要注意提高学生物理认知结构的有序度。耗散结构理论告诉我们，系统有序度提高的关键是系统的开放，即只有开放系统才可能走向有序。为此，在物理教学中必须做到：一要开放（包括课内外有机结合、理论和实践的结合等），二要交流（包括相互讨论和启发等），三要思考（包括对物理知识的分析、归纳和整理等）。

8．加强范例教学

范例，是具有典范性的例题。教师选择例题要有明确的目的性，要具有典型性和针对性，题目的内容应能充分反映物理概念、规律的本质和关键，反映分析和处理物理问题的一般方法，并能针对学生在解答时容易产生的错误和问题。教学中，要注意精心启发和引导，重点放在教给学生分析和解决问题的思路和方法上。

9. 允许免交作业

要切实减轻学生的课业负担，尊重学生的学习自主权。教材中的习题全都在课内完成，学生可以免交作业，可指导学生对课堂练习以“互查法”判阅。鼓励和建议学生选做课外习题，只要通过适当措施，学生会主动积极地做更多的习题，并且也会做得更好。

10. 重视单元过关

每单元教学结束后，通过测验及时了解学生“掌握学习”的情况，不使问题积压成堆。变换讲解的方式，“对没有命中的目标，再射一箭”。

（二） 系统教学法的课堂设计

根据加涅的学习阶段理论，学生的学习从本质上来讲，是一个系统而完整的信息加工过程，也是信息的摄取、加工、贮存和反馈的过程，即知识的知觉选择、理解领会、记忆贮存和作业反馈的过程。课堂教学设计必须为这一过程，特别是内部加工过程提供良好的外部条件。据此，我们设计出系统教学法的教学模式 ── 课内外“四环三习三追忆”。其中，“四环”是指自学探究（知觉选择阶段）、重点讲解（理解领会阶段）、整理吸收（记忆贮存阶段）和评价矫正（作业反馈阶段）四个环节；“三习”是指学生在课外要做到复习、练习和预习；“三追忆”是指对新课题的即时追忆、复习前追忆和复习后追忆。

1. 自学探究 ── 知觉选择阶段

每上一节课，教师事先拟发自学提纲，提供本节课要达到的目标和要求。接着根据教学目标和要求，组织学生自学教材、观看演示、动手做实验、展开讨论等。教师巡视指导，启发质疑，收集学生中的各种问题。

这一阶段，是知觉选择的过程。学生对教师讲授的教材内容，引起注意，有意识有选择地运用视听知觉进行感知，定向地摄取知识，获得感性认识，但对教材的意义尚未真正理解。

2. 串联精讲 ── 理解领会阶段

针对学生自学探究的情况，教师进行重点讲解，澄清模糊观念，解答疑难问题，加深对概念和规律的理解。特别要注意对教学内容进行串联精讲，纵向串讲教材的重点、难点和关键，使所学知识系统化；横向串讲知识之间的区别和联系，讲清易错易混处，使学生对所学知识的理解更加深刻。

这一阶段是在知觉选择的基础上领会和理解教材。领会，是明白、知晓知识的意义及结构、规律，在领会过程中，根据已有的知识经验去解释新知，并把新知纳入旧的认知结构中。理解，是揭示事物本质的过程，在理解的过程中，将个别事物、个别现象类化、概括为普遍的原理；或者将一般原理具体化，用一般规律解释个别事物或个别现象。理解领会是知识获得的重要环节。

3. 整理吸收 ── 记忆贮存阶段

教师帮助学生回顾本节课的主要内容，总结出要掌握的几个基本概念、基本规律和基本方法，指出学生运用这些概念和规律时经常出现的错误并分析其原因。接着，创造安静环境，让学生默记本节所学知识。

经过理解领会，知识就进入记忆阶段，通过记忆，保持知识，习得知识，实现学习知识的期望。为了保持知识，就必须根据遗忘规律，指导学生同遗忘作斗争。

4. 练习巩固 ── 作业反馈阶段

结合本节课所学内容，教师提出各种类型的有一定梯度的典型习题，让学生当堂练习。根据学生反馈出来的信息，教师予以必要的矫正和辅导。

学生已获得的知识，要经过练习作业才能巩固，它是检查学习结果，提高、充实和巩固知识的重要环节。巩固知识的途径，一般是通过练习形式去强化知识。同时根据练习作业的水平，了解知识学习的结果，为教师和学生本人提供学习反馈。

以上我们对物理教学中几种常见课型的教学方法进行了具体的分析和讨论，对我们所倡导的“系统教学法”的课堂教学模式的基本特点和课堂教学设计进行了较全面的介绍。

值得指出的是，我们并没有涉及到各种具体的课堂教学方法，诸如讲解法、讨论法、探究法等。我们认为，物理教学应从教学实际出发，具体情况具体对待，关键是要博采众长，综合运用，合理组织，并在教学全过程中贯彻启发式，让物理教学过程始终处于一定的问题情境之中，使之成为一个不断提出问题、分析问题和解决问题的过程。

参考文献

1.查有梁等：《物理教学论》，广西教育出版社，1996年。

2.阎金铎、田世昆：《中学物理教学概论》，高等教育出版社，1991年。

对生物学的理解和认识例6

毛泽东同志曾经指出：“我们不但要提出任务，而且要解决完成任务的方法问题。我们的任务是过河，但是没有桥或没有船就不能过。不解决桥或船的问题，过河就是一句空话。不解决方法问题，任务也只是瞎说一顿。”

物理教学也是一样，在明确了教学任务之后，就要解决完成任务的方法问题。本文首先对几种常见的物理课型的教学方法进行分析，接着提出一种能有效地减轻学生课业负担，全面提高教学质量的新模式 ── 系统教学法。

一 、几种常见课型的教学方法

在物理教学中，教师必须熟悉物理教学中的一些基本课型，才能很好地组织教学活动，顺利地完成教学任务。根据物理学科的特点和物理教学的特点，我们把物理教学中的课的类型主要划分为三种，即实验教学课、知识教学课和习题教学课。

（一） 实验教学课

物理实验教学的方式主要有四种，即演示实验、学生实验、随堂实验和课外实验。

1. 演示实验 所谓演示实验是指教师在讲授知识的过程中为配合教学内容而演示给学生看的实验。因此主要是使学生获得感性认识，培养观察能力和思维能力，引起学习兴趣，同时也能对培养学生的实验操作能力起一定的示范作用。为了确保演示实验成功，并取得良好的实验效果，课堂演示实验要首先做好准备，力求演示的现象清楚，并配合必要的说明和讲解。

2. 学生实验 学生实验是物理实验教学的一种重要形式，是培养学生实验能力，掌握实验技能，使学生受到物理学研究的实验方法的初步训练的主要措施。进行学生实验教学要做到以下几点：

第一、努力创造条件，开出物理教学大纲中规定的所有实验。

第二、关于实验能力的培养要具体落实，要明确要求，严格训练，逐步做到由学生自己设计实验方案，进行实验操作并完成实验报告。

第三、实验中要及时给学生以具体指导，巡回检查，及时发现并帮助学生解决操作中的问题，纠正实验上的错误。

3. 随堂实验 这种实验是物理实验教学的补充形式，可作为实验作业布置给学生，也可作为建议，由有兴趣的学生自愿进行。

（二） 知识教学课

物理基础知识中最重要最基本的内容是物理概念和物理规律。教好物理概念和物理规律，并使学生的认识能力在形成概念、掌握规律的过程中得到充分发展，是物理教学的重要任务。

物理概念和物理规律的教学，一般要经过以下四个环节：

1. 引入物理概念和规律 这一环节的核心是创设物理环境，提供感性认识。概念和规律的基础是感性认识，只有对具体的物理现象及其特性进行概括，才能形成物理概念；对物理现象运动变化规律及概念之间的本质联系进行研究归纳，就形成了物理规律。因此教师必须在一开始就给学生提供丰富的感性认识。常用的方法有：运用实验来展示有关的物理现象和过程、利用直观教具、利用学生已有的生活经验以及利用学生已有的知识基础等。

为形成概念、掌握规律而选用的事例和实验事实，必须是包括主要类型的、本质联系明显的、与日常观念矛盾突出的典型事例。例如，在进行“杠杆”教学中，关键在于弄清“力臂”的概念。教师在选择事例时，必须包含力的作用点不垂直于力的作用点到支点的联线这一情况。

2. 建立物理概念和规律 物理概念和规律是人脑对物理现象和过程等感性材料进行科学抽象的产物。在获得感性认识的基础上，提出问题，引导学生进行分析、综合、概括，排除次要因素，抓住主要因素，找出一系列所观察到的现象的共性、本质属性，才能使学生正确地形成概念、掌握规律。例如，在进行“牛顿第一定律”教学时，其关键是通过对由演示实验和列举大量日常生活中所接触到的现象的感性材料进行思维加工，使学生认识“物体不受其它物体作用，将保持原有的运动状态”这一本质。但是这一本质却被许多非本质联系所掩盖着，如，当“外力”停止作用时，原来运动的物体便归于停止；恒定“外力”作用是维持物体匀速运动的原因，等等。因此，教师必须有意识地引导学生突出本质，摒弃非本质，才能顺利建立牛顿第一定律。

3. 讨论物理概念和规律 教学实践证明，学生只有理解了的东西，才能牢固地掌握它。因此，在物理概念和规律建立以后，还必须引导学生对概念和规律进行讨论，以深化认识。一般要从以下三个方面进行讨论：一是讨论其物理意义，二是讨论其适用范围和条件，三是讨论有关概念和规律间的关系。在讨论过程中，应当注意针对学生在理解和运用中容易出现的问题，以便使学生获得比较正确的理解。

4. 运用物理概念和规律 学习物理知识的目的在于运用，在这一环节中，一方面要用典型的问题，通过教师的示范和师生共同讨论，深化活化对所学的概念和规律的理解，逐步领会分析、处理和解决物理问题的思路和方法；另一方面，更主要的是组织学生进行运用知识的练习，要帮助和引导学生在练习的基础上，逐步总结出在解决问题时的一些带有规律性的思路和方法。

（三） 习题教学课

习题教学，也是物理教学的一种重要形式。在讲述若干重要概念和规律，或者在重要的教学单元之后，一般要安排以解题指导为中心的习题课，及时而有重点地进行复习和解题训练。要上好一堂习题课，重要的是根据教学要求和学生程度，选编好例题和习题，认真研究教学方法，把复习讲评、示范解题和学生练习等组成一个有机的整体。

以上我们对物理教学中最重要的三种课型，即实验教学、知识教学和习题教学进行了初步分析，物理教师必须熟悉这三种课的教学。

二 、物理课堂教学的新模式 ── 系统教学法

为了切实减轻学生的课业负担，全面提高物理教学质量，我们倡导一种新的课堂教学模式 ── 系统教学法。其根本目的就是：让学生轻松愉快而卓有成效地学习。

（一） 系统教学法的基本特点

1. 注重信息系统

美国著名心理学家加涅用信息加工理论解释学习活动，认为学生的学习过程可以分为动机、领会、获得、保持、回忆、概括、动作和反馈八个阶段，这八个阶段是分别以学习者在学习中所发生的心理活动过程为依据的，相应的八种心理过程为：期待、注意、编码、储存、检索、迁移、反应和强化。从学习动机的确立到学习结果的反馈，就是从学习愿望的产生到愿望的满足，揭示了人类掌握知识、形成技能和发展能力的过程。既然如此，教师对教学过程的设计也必须遵循这一规律，把教学活动看作是一个完整的信息传输系统，系统中的每一阶段都是为学习者安排外部教学情境，以支持他们每一阶段的学习。

2．突出学生主体

构建学生物理认知结构的基础是靠学生主体与物理世界客体的相互作用。突出学生主体，就是要在教学中突出学生主体能动地作用于客体（物理环境）。这种能动作用表现为两个“飞跃”，即从感性认识到理性认识的“飞跃”，由理性认识到实践的“飞跃”。这就要求我们在教学中做到：第一、强调客体的重要作用，要使学生在物理环境中学习物理，要通过各种直观形式，包括运用现代教育技术向学生展现生动具体的物理世界；第二、强调主体的积极作用，即主体的实践和主观能动性，物理认知结构只有在主客体相互作用过程中，通过主体的能动反映即主动构建才能形成；第三、强调完成两个“飞跃”要按学生的认识规律办事，教学要以物理认知结构的形成、发展规律为依据，采取必要措施，创设必要条件，自觉促进物理认知结构的有序形成、发展与构建。

3. 明确教学目标

整个教学工作必须紧紧围绕教学目标进行，要有明确的教学目标，并将它有效地落实到每一个学生身上。这样，学生的学习就有了明确的目的，而“当一个人清醒地意识到自己的学习活动所要达到的目标与意义，并以它来推动自己的学习时，这种学习的目的就成为一种有力的动机”（[美] 奥苏伯尔语）。

4. 强调意义接受

学生学习的最有效的方法是有意义接受学习。学生学习是以间接知识为主，学校教育的最主要的目的是让学生掌握人类的知识财产。而接受法可以使学生在短时间内学到大量知识，避免走很多弯路。但是，我们要求的是进行有意义接受，而不是机械接受。有意义接受，不仅可以迅速地接受知识，而且能发展学生的智力，培养他们各方面的能力。

5. 完善认知结构

根据奥苏伯尔的有意义接受理论，一切新的有意义学习都是在原有学习的基础上产生的，不受学习者原有认知结构影响的学习是不存在的。在有意义学习中，学生的认知结构始终是一个最关键的因素。因此，在教学中必须帮助学生把握知识的整体及其内在联系，使知识系统化，不断完善和优化学生的认知结构。

6. 注意随堂记忆

每一节课上都留有一定的时间，让学生记忆所学知识。

7．强调有序构建

物理教学的本质是通过传递人类探索物理世界的社会经验，构建学生一定的物理认知结构。教学活动设计必须依据学习规律，体现各种经验要素所特有的学习规律，从而使构建学生物理认知结构的过程有序进行，完成有序构建。因为作为教学目标的物理认知结构是通过一定的步骤分步构建而成的。这是构建过程的有序，此外还要求构建结果的有序，也就是要注意提高学生物理认知结构的有序度。耗散结构理论告诉我们，系统有序度提高的关键是系统的开放，即只有开放系统才可能走向有序。为此，在物理教学中必须做到：一要开放（包括课内外有机结合、理论和实践的结合等），二要交流（包括相互讨论和启发等），三要思考（包括对物理知识的分析、归纳和整理等）。

8．加强范例教学

范例，是具有典范性的例题。教师选择例题要有明确的目的性，要具有典型性和针对性，题目的内容应能充分反映物理概念、规律的本质和关键，反映分析和处理物理问题的一般方法，并能针对学生在解答时容易产生的错误和问题。教学中，要注意精心启发和引导，重点放在教给学生分析和解决问题的思路和方法上。

9. 允许免交作业

要切实减轻学生的课业负担，尊重学生的学习自主权。教材中的习题全都在课内完成，学生可以免交作业，可指导学生对课堂练习以“互查法”判阅。鼓励和建议学生选做课外习题，只要通过适当措施，学生会主动积极地做更多的习题，并且也会做得更好。

10. 重视单元过关

每单元教学结束后，通过测验及时了解学生“掌握学习”的情况，不使问题积压成堆。变换讲解的方式，“对没有命中的目标，再射一箭”。

（二） 系统教学法的课堂设计

根据加涅的学习阶段理论，学生的学习从本质上来讲，是一个系统而完整的信息加工过程，也是信息的摄取、加工、贮存和反馈的过程，即知识的知觉选择、理解领会、记忆贮存和作业反馈的过程。课堂教学设计必须为这一过程，特别是内部加工过程提供良好的外部条件。据此，我们设计出系统教学法的教学模式 ── 课内外“四环三习三追忆”。其中，“四环”是指自学探究（知觉选择阶段）、重点讲解（理解领会阶段）、整理吸收（记忆贮存阶段）和评价矫正（作业反馈阶段）四个环节；“三习”是指学生在课外要做到复习、练习和预习；“三追忆”是指对新课题的即时追忆、复习前追忆和复习后追忆。

1. 自学探究 ── 知觉选择阶段

每上一节课，教师事先拟发自学提纲，提供本节课要达到的目标和要求。接着根据教学目标和要求，组织学生自学教材、观看演示、动手做实验、展开讨论等。教师巡视指导，启发质疑，收集学生中的各种问题。

这一阶段，是知觉选择的过程。学生对教师讲授的教材内容，引起注意，有意识有选择地运用视听知觉进行感知，定向地摄取知识，获得感性认识，但对教材的意义尚未真正理解。

2. 串联精讲 ── 理解领会阶段

针对学生自学探究的情况，教师进行重点讲解，澄清模糊观念，解答疑难问题，加深对概念和规律的理解。特别要注意对教学内容进行串联精讲，纵向串讲教材的重点、难点和关键，使所学知识系统化；横向串讲知识之间的区别和联系，讲清易错易混处，使学生对所学知识的理解更加深刻。

这一阶段是在知觉选择的基础上领会和理解教材。领会，是明白、知晓知识的意义及结构、规律，在领会过程中，根据已有的知识经验去解释新知，并把新知纳入旧的认知结构中。理解，是揭示事物本质的过程，在理解的过程中，将个别事物、个别现象类化、概括为普遍的原理；或者将一般原理具体化，用一般规律解释个别事物或个别现象。理解领会是知识获得的重要环节。

3. 整理吸收 ── 记忆贮存阶段

教师帮助学生回顾本节课的主要内容，总结出要掌握的几个基本概念、基本规律和基本方法，指出学生运用这些概念和规律时经常出现的错误并分析其原因。接着，创造安静环境，让学生默记本节所学知识。

经过理解领会，知识就进入记忆阶段，通过记忆，保持知识，习得知识，实现学习知识的期望。为了保持知识，就必须根据遗忘规律，指导学生同遗忘作斗争。

4. 练习巩固 ── 作业反馈阶段

结合本节课所学内容，教师提出各种类型的有一定梯度的典型习题，让学生当堂练习。根据学生反馈出来的信息，教师予以必要的矫正和辅导。

学生已获得的知识，要经过练习作业才能巩固，它是检查学习结果，提高、充实和巩固知识的重要环节。巩固知识的途径，一般是通过练习形式去强化知识。同时根据练习作业的水平，了解知识学习的结果，为教师和学生本人提供学习反馈。

对生物学的理解和认识例7

相对于元素化合物知识，概念具有较高的概括性和间接性，比较抽象和枯燥。要克服化学概念成为学生学习化学的障碍，教师有必要对新概念进行认知―建构分析与学生的学习活动管理研究。所谓“认知―建构分析”，即先应用认知主义学习理论对化学概念进行认知分析，对具体概念的学习属性、规律、条件和作用等给出基本判断，为化学概念教学的设计提供理论依据。再应用建构主义学习理论对学生的概念学习过程进行梳理，对学习活动中主体的多元性、过程的动态性、状态的生成性和认识的发展性等更为复杂的问题进行剖析。在认知―建构分析的基础之上，教师还要对学生的化学概念学习活动管理做深入研究，为化学概念学习的规划设计、学习过程管理、问题指导、分化管控等提供决策参考与方法指南。现以“物质的量（第1课时）”为例，探讨高中化学概念学习的策略和路径。

一、“物质的量”概念学习的认知―建构分析

1.“物质的量”概念的学习障碍

第一，前理解（也称前概念、自然概念或日常概念）的干扰造成定势思维。学生在初中的学习经历中，习惯了其它SI制物理量的简单词语描述方式，物质的量的词组组合有悖于汉语文字的习惯，不但名词抽象、难理解，读起来也生硬，学生存在心理障碍。再从认知发展来看，学生对已学的“根据化学方程式的计算”印象深刻，暂时不能体会物质的量概念系统给解决问题带来的方便，心理上不愿接受以物质的量为核心的新计算体系。

第二，概念关系多且杂，知识体系琐碎零散。在1节课内同时出现阿伏加德罗常数、物质的量、摩尔和摩尔质量等多个概念，对初涉高中化学学习的学生来说，易造成知识消化上的困难。高一新生对于微观粒子想象力普遍不足，思维方式和学习方法尚不成熟，对抽象概念的认知障碍势必对后续学习产生恐惧心理和畏难情绪，从而在解决实际问题的过程中忽略感受概念的形成过程与作用，无法很好地构建概念之间的联系。

此外，有些教师对化学概念教学的教育功能认识不足，没有深入到概念的本质特性中去，教学设计没有思想，缺乏理念;教学手法千人一面，缺乏个性;课堂结构简单粗糙，缺乏整体性。如此，导致学生对概念的理解浮于表面，只能用机械记忆的方法背概念，从而在后续使用物质的量等概念解决问题时，不能从恰当的认识角度，以与问题相匹配的认识方式类别及清晰的认识思路进行思考和解答。

2.“物质的量”概念学习的认知―建构分析

爱因斯坦的科学概念观认为，任何一个科学概念的形成，应该由“原始概念”到“数目较大的概念和关系”，再到“概念本质的整体”螺旋上升。物质的量是高中化学核心性概念，在现行的不同版本高中化学教材中，编者都将物质的量安排在开篇第1章。基于高中化学课程标准的概念教学，应从认知主义及建构主义理论的视角，回归概念教学的本真，以分析者、建构者和指导者的身份，组织、管理学生的概念学习活动，让学生体验概念的形成过程，在更深层次感受事物的内在本质与联系，并构建科学的认识方式。

首先，进行学习者认知分析。已经掌握了的相对原子质量、密度等概念，对新概念的建构可以起到一定的帮助;根据认知主义学习理论及高一学生的生理、心理特征，学生的思维方式逐步由感性向理性转化，可以使用相对直观的数据帮助理解微观粒子，使抽象的概念具体化;没有化学实验帮助理解概念，可以带领学生用新旧知识类比的手法感受新概念生成的美妙;物质的量、摩尔等新名词晦涩，可以在理解和运用的时候，用学生熟悉的其它名词来对比学习;多个概念同时出现，可以引导学生找到它们的内在关系，建立不可见、不可称量的微观粒子与宏观可称量的物质之间的关系。

然后，进行概念建构分析，帮助学生有效建构化学学科思维方式，发展学生的定量认识。包括学习准备、活动设计和实施。学习准备：分析相关概念对于促进学生认识发展的功能和价值，厘清化学概念教学的出发点和落脚点。活动设计和实施：通过访谈法、调查法，有意识地引导学生论及自己的思想和已有观点，揭示前理解;引发学生认知冲突，激发求知欲，促进认知结构的同化和顺应;通过合作学习，将新概念和已有概念比较、讨论、澄清，揭示和解决冲突概念，准确处理已有个人概念和认识方式的转变与发展之间的关系，进行概念重建和应用。

由此，我们将本课时的学习目标定位为：正确理解阿伏加德罗常数、摩尔、物质的量、摩尔质量等概念的含义，理解概念之间的关系，能进行相关计算;发展学生的微粒观、定量观，体验化繁为简的科学思想与概念建构的逻辑之美;体会在解决实际问题的过程中构建概念的基本学科思维与方法，理解新概念的功能和价值;体会定量研究方法的重要性，并在解决实际问题的过程中促进定量认识的发展。

二、对“物质的量”概念学习活动的指导和管理

在概念学习活动过程中，按“建立微观粒子数与宏观可称量的物质之间的关系，获得感性知识抽取本质属性，建立概念模型在更深层次上理解事物的内在本质与联系，构建科学的定量认识方式”3个层次安排教学环节。

1.创设情境，认识微观粒子数与宏观物质之间的关系

获取感性认识是帮助学生理解和掌握新概念的前提。首先，让学生知道物质的量是SI制7个基本物质量之一，将物质的量初步纳入学生的认知结构中。其次，了解阿伏伽德罗等有关化学史实，帮助学生理解概念的由来。再次，采取定义学习的方式来了解阿伏加德罗常数：①利用系列情景引发认知冲突。由学生熟悉的“水”开始，请学生描述对水的理解，如水的组成等，回顾初中已学的分子、原子、相对分子质量、相对原子质量等概念。②提供多种数值研究路径，获取对阿伏加德罗常数的感性认识。如介绍科学家利用扫描隧道显微镜（测算微粒数的一种仪器）测算“18g水中有多少个水分子？”;从电解水的化学方程式进行推算“2g氢气中有多少个氢分子？”;再从质量的数值规律进行推算“12g碳（12C）中有多少个碳原子？”等等，殊途同归，其数值约为6.02×10 23，从而引出阿伏加德罗常数的概念。在学生获取新认识的同时，思考阿伏加德罗常数与6.02×1023的区别。

2.抽象本质属性，把握概念的内涵与外延，建立概念模型

当学生有了感性认识之后，教师设计新情景让学生尝试解决更深层次的问题，如何获取物质的量这一核心概念呢？在解决实际问题中采用逻辑推导、建立集合，化繁为简、类比演绎的方法，促进学生在不同的变式中获得概念的理解和建构。教师继而抛出问题：“阿伏加德罗常数究竟有多大？”“阿伏加德罗常数使用起来方便么？”教师举例：6.02×1023个水分子1个挨1个地排在地球的赤道上，可以绕地球300万周;60亿人每人每天吃1斤大米，6.02×1023粒米要吃14万年。由认知冲突中寻找解决问题的方法，让学生感知引入物质的量概念的重要性。教师帮助学生将物质的量与质量、体积类比，如对于“常温下的18g水”我们可以说“18mL水”“1mol水”“这份水的质量是18g”“这份水的体积是18mL”或“这份水的物质的量是1mol”。接着，教师引导学生以数据体验为基础，建立微粒数目与物质的量的关系：“18g水，2g氢气，12g碳中所含有的水分子、氢分子、碳原子数分别都约为 6.02×1023，即其物质的量均为1mol。”那么，若用“物质的量”如何分别描述“4g氢气的粒子？”“10g氢气？”“6.02×1024个氢气分子？”“3.01×1023个氢气分子？”等等。由此，让学生体验微粒数与物质的量间的关系，建立微观粒子与宏观物质的联系，初步把握概念的内涵与外延，建立物质的量的概念模型。

3.深入理解概念的内在本质与联系，构建定量认识方式

在上一学习环节的讨论过程中，学生已经懂得用阿伏加德罗常数找到微粒数目与其物质的量之间的关系，即找出NA、N、n三个物理量之间的关系，“18g水中有阿伏加德罗常数个水分子”“18g水即1mol水”“水的摩尔质量为18g・mol-1”即“18gH2O∽NA个H2O∽1molH2O”，故而很顺利地推出“1molH2O的质量是18g ”。通过条分缕析，学生顺利建立起新的思维体系即相关科学概念系统：（1）物质的量这一物理量与微观粒子的数量相联系，又与宏观物质的质量相联系，它是联系宏观与微观的桥梁，也是开启化学定量研究之门的金钥匙。（2）阿伏伽德罗常数、物质的量、摩尔、摩尔质量等概念之间相互关联，关系多样，包括同一和差异、系统和要素、整体和部分等等。（3）多元化认识概念，包括“宏观-微观”“定性-定量”“静态-动态”“孤立-系统”等。如此，学生学会定量化表述对概念的理解，从定性走向定量、从感性走向理性。

三、基于化学概念建构实践的感悟

对生物学的理解和认识例8

1．1教师课程知识的内涵与结构舒尔曼把课程知识描述为教师的“职业工具”［2］，意思是指每一学科可用的材料和程序。这是最广泛意义上的课程知识，即为学生设置的全部课程、学习的编程和用来教授每一学科的各种课程资料，以及用来教授课程各方面的材料和资源等。课程论专家古德莱德把课程区分为5个层次［3］，认为课程知识既包括“理念的课程”（诸如政府、基金会或特定的专业团体探讨的课程问题、提出的课程变革方向）和“正式的课程”（由教育行政部门规定的课程计划、课程标准和教材），又包括“理解的课程”（学校教师对正式的课程加以解释后所认定的课程）、“运作的课程”（教师在课堂教学中实际执行的课程）和“经验的课程”（学生实际学习或经验的过程）。台湾学者单文经将教师的课程知识分为纵横两面的课程知识［4］。横面的课程知识，是指教师必须了解学生在同一时间内所学习其他各科的内容，以便在教学上做横向的贯通；纵面的课程知识，则是指教师必须了解学生在同一学科的内容上，过去曾经以及未来要学的教材主题及概念，以便在教学上作纵面的衔接。范良火将教师的课程知识分为教材知识（主要是关于教科书）、技术知识（主要是关于多媒体）以及其他教学资源知识（主要是关于教辅材料）等3部分［5］。随着课程概念的不断发展和丰富，课程知识的范围更加广阔，包括课程目标的确定、课程内容的选择和组织、课程实施、课程评价、课程开发和管理等一系列活动。教师课程实践的基本活动是以课程标准为指导，以教科书为内容资源、任务资源和活动资源，结合学生学习需要进行的认知性实践活动。因此，从教师课程实践的基本活动来看，教师课程知识中最为核心的是课程标准知识和教科书知识。

1．2化学教师课程知识的内涵与结构化学教师的课程知识按照其功能可以分为理解性的化学课程知识、实施性的化学课程知识、评价性的化学课程知识。理解性的化学课程知识，主要是指对于化学课程目标、课程结构、课程内容及其基本关系理解的课程知识。实施性的化学课程知识，主要是指依据课程标准确定教学目标，将内容标准的表述性要求转化为学生的学习要求，对教科书进行教学分析，选择课程资源，并在此基础上进行有效教学设计的知识。评价性的课程知识，主要是指依据课程标准对学生的化学学习效果进行评价的知识。化学教师关于化学课程的知识具有年段性、时段性、区域性和发展性。年段性指的是初中化学教师主要关注的是初中化学课程知识，高中化学教师主要关注的是高中化学课程知识。时段性指的是课程标准和教科书在一个时段是相对稳定的，一旦进行课程改革，或进行课程标准调整，或进行教科书变化，教师关于化学课程的知识就必须做出重大调整。区域性指的是在不同地区的学校所选用的教科书版本是不同的，教师的课程知识存在着区域性差异。发展性指的是教师的课程知识是随着教师的教学经验不断发展的，这种发展是永恒的。我国现阶段高中化学教师的课程知识分为3个层次：第一层次，关于化学课程总体目标和宏观课程结构的知识。高中化学课程作为科学学习领域的一个主要科目，是科学教育的重要组成部分。总体目标是从化学知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观3个维度进一步提高学生的科学素养。高中化学课程由2个必修模块（化学1、化学2）和6个选修模块（化学与生活、化学与技术、物质结构与性质、化学反应原理、有机化学基础、实验化学）构成。第二层次，关于各化学课程模块的目标和教科书基本结构的知识。高中化学必修课程模块是在义务教育化学课程基础上为全体高中生开设的课程，具有在义务教育化学课程基础上进一步发展学生化学素养，同时为每个高中生未来的个人发展奠定良好基础的双重意义。化学必修模块的目标是：认识常见的化学物质，学习重要的化学概念，形成基本的化学观念和科学探究能力，认识化学对人类生活和社会发展的重要作用及其相互关系，进一步提高学生的科学素养。选修课程是在必修课程基础上为满足学生的不同需要而设置的。选修课程在提高学生科学素养的总目标下各有侧重。如“化学与生活”模块的目标是：了解日常生活中常见物质的性质，探讨生活中常见的化学现象，体会化学对提高生活质量和保护环境的积极作用，形成合理使用化学品的意识，以及运用化学知识解决有关问题的能力。“物质结构与性质”模块的目标是：了解人类探索物质结构的重要意义和基本方法，研究物质构成的奥秘，认识物质结构与性质之间的关系，提高分析问题和解决问题的能力。高中化学教科书是按照模块进行编写的。每一模块教科书的结构总体上是与主题相对应的。不同版本的教科书在结构上又有自己的特点。如人教版《化学1》教科书的基本单元是，第一章“从实验学化学”，第二章“化学物质及其变化”，第三章“金属及其化合物”，第四章“非金属及其化合物”。鲁科版《化学1》教科书的基本单元是，第一章“认识化学科学”，第二章“元素与物质世界”，第三章“自然界中的元素”，第四章“元素与材料世界”。第三层次，关于特定化学课题的课程标准要求和教科书组织的知识。课程标准的“内容标准”规定了特定化学课题内容的教学要求，这是确定具体化学学习内容和学习要求的依据。特定课题的教科书组织是依据课程标准将特定课题内容具体化，考虑到学生的一般认知规律，按照认识活动的方式进行编写的。教科书是教师进行教学活动设计的主要资源，包括内容资源、情境资源、任务资源、活动资源、话语资源和教学表征资源等等。初中化学教师的课程知识分为2个层次：第一层次，关于化学课程目标和教科书基本结构的知识；第二层次，关于特定化学课题的课程标准要求和教科书组织的知识。在化学教师的课程知识结构中，前一层次的课程知识对后一层次的课程知识起着指导定位作用，教师关于特定课题课程标准要求的把握和教科书组织的课程知识直接影响着教师的具体课程实践。

2教师课程知识发展的基本理论

理解性实践是教师课程知识发展的根本途径。首先，理解是教师课程知识发展的基础。教师实施课程的前提是教师对课程的理解。影响教师课程理解的因素主要有3个：（1）教师对化学科学的理解。教师对化学科学的理解影响着教师课程知识的发展。以初中化学课程标准中的5个基本主题为例，化学科学认识的基本问题是“物质及其转化”，因此“身边的化学物质”和“物质的化学变化”就自然成为2个基本的主题。化学科学认识的基本活动是科学探究，因此“科学探究”成为化学课程的重要主题。化学科学认识活动对其基本问题“物质及其转化”的认识有2大基本任务：一是探寻“物质及其转化”的基本规律，一是建构“物质及其转化”的科学理论。从问题性质来说，既要探讨“物质及其转化”有什么规律，又要探讨“物质及其转化”为什么会呈现这样的规律。从方法论上来说，为了对复杂的物质及其转化世界形成有序的认识，化学学科采取了独特的认识视角———元素视角。物质按照元素组成可以进行分类，组成相似的物质性质上具有相似性。因此，在“身边的化学物质”主题中，在认识具体物质的基础上，进一步认识金属、酸、碱、盐等类别物质的性质相似性。为了解释“物质及其转化”的事实和规律性，化学科学在认同分子、原子等微观粒子存在的基础上建构了相关的化学科学理论。因此，化学课程中就需要安排“物质构成的奥秘”这一主题。前4个主题是围绕化学科学本身的理解设定的，“化学与社会”主题是从化学与社会的关系角度来设定的。如果教师对于化学科学没有很好的理解，就不可能很好地理解5个主题及其基本关系。其实，高中化学必修课程的内容主题及其选修课程的结构就是围绕这样的基本理解形成螺旋递进的认识阶梯。（2）教师对教学的理解。教师对教学的理解制约着教师课程知识发展的思维方式。教学是一种有目的的认识活动，是以学科的标准和目标为依据的，这是教学的内在永恒法则。教学活动的本质任务就是知识传承和理性训练，在此基础上实现素质的发展和能力的培养。化学教学的根本任务就是以理解具体化学内容为基础，使学生达到对化学科学的理解。因此，化学教师的基本教学活动就是将自己理解的化学知识“转化”为学生理解的化学知识的过程。教师为了实现这一“转化”，就必须思考课程标准中相关内容标准的要求是什么？教科书对于相关的具体内容有哪些？这些具体内容的学习要求是什么？这些内容学习对于学生的化学理解有什么意义？怎样判断学生们是否已经理解了这个课题，理解到了什么程度？教科书有哪些可利用的的教学表征资源等等。（3）教师对学生学习的理解。教师对学生学习的理解制约着教师对教科书的教学分析。学生的学习有2条重要的原理：第一，学习需要原理。学生的学习是在产生学习需要的情况下发生的，这种学习需要往往是通过学习任务的挑战性来激发的。学习任务设计得太难或太容易都不能起到激发学习需要的目的。第二，有意义学习原理。有意义学习的基本要义是，当新的学习内容发生在原有学习经验基础之上的时候，能够发生知识间的有意义联系。按照学习需要原理，教师需要对教科书进行任务分析，充分利用教科书资源，设计能够促进学生“最近发展区的发展”的学习任务，以激发学生的学习需要。按照有意义学习原理，教师的教学设计要尽可能地将新的学习活动发生在原有的学习基础之上。这就要求教师把握教科书内容的基本结构，教学设计要尽可能考虑前后知识间的联系。需要强调的是，学生的化学学习活动也是一种科学认识活动，这是学生化学学习的一个重要特征。教师需要对教科书进行活动分析，充分利用教科书“活动”类资源，设计学习活动。其次，教师课程知识的发展是在教学实践中建构的。从知识性质来说，教师的课程知识是指向教学实践的。从知识的构成要素来说，教师的课程知识既包含有理论性认识要素，又包含有实践性知识要素。从知识的形成过程来说，教师的课程知识主要是通过教学实践建构而形成的。根据建构主义观点，知识不是通过传授或移植得到的，而是认知个体在一定的学习情境和社会文化背景下，利用必要的学习资源和工具，通过积极的意义建构的方式获得的。换言之，知识是认知个体与外在情境交互作用而建构出的产物［6］。因此，教师的课程知识是教师在教学实践中自主建构的。第三，教师课程知识的发展是一个非线性的、螺旋的动态发展过程。一方面，教师对课程的理解制约着教师的教学实践水平。如前所述，教师实施课程的前提是教师对课程的理解。另一方面，教师教学实践水平的提高又促进着教师对课程的理解。教师的课程知识是在理解与实践的互动过程中发展的。

3化学教师课程知识发展的策略

3．1理解化学科学化学课程的核心目标就是使学生认识化学科学、理解化学科学［7］。教师对化学科学的理解制约着教师的课程实践，影响着教师化学课程知识的发展。理解化学科学的标志是形成较为良好的化学知识结构。良好的化学知识结构包括3个维度：（1）化学内容知识，主要包括化学的基本事实、基本概念、化学规律和化学理论。（2）化学认识论知识，主要包括对化学学科特征和化学科学认识方法论的理解。（3）化学科学的核心观念，主要有元素观、能量观和科学本质观。化学教师要积极发展和建构化学知识结构。首先，要从整体上把握化学科学。对化学科学的基本问题、化学科学的独特视角、化学科学认识的基本任务及其方法论以及化学科学的核心观念形成基本的理解。只有对这些问题形成基本的理解，才能在认识论层面上搞清楚化学的基本事实、基本概念、化学规律和化学理论之间的基本关系，从整体上理解化学科学，进而理解科学的本质。其次，要深化对具体化学概念和化学理论内容的理解。已有研究表明，WWHW的认识论思考模型可以帮助教师深化理解知识内容［8］。第三，建构有意义的化学知识结构。“物质及其转化”是化学学科的基本问题，对于具体化学内容的意义学习具有“回归性”作用，将似乎“无关”的内容很好地联系起来。基于化学核心观念的概念图技术可以帮助教师建构有意义的化学知识结构。

3．2理解化学课程结构首先，要理解化学课程的宏观结构。模块化和主题化是高中化学课程宏观结构的基本特点。教师在宏观上理解化学课程，就是要理解化学模块和内容主题的宏观组织结构。高中化学课程有2个必修模块和6个选修模块，每一模块都是由几个主题构成的。2个必修模块中的6个内容主题（认识化学科学、化学实验基础、常见无机物的性质与应用、物质结构基础、化学反应与能量、化学与可持续发展）与义务教育阶段化学课程的5个内容主题（科学探究、身边的化学物质、物质构成的奥秘、物质的化学变化、化学与社会发展）在内容性质上是一致的。其次，要理解各化学课程模块的目标价值取向。现行的高中6个选修模块从性质与功能上可以分为3类：第一类是与化学学科核心领域的发展相联系的模块，如“物质结构与性质”、“化学反应原理”、“有机化学基础”。这类模块突出化学学科的核心观念、基本概念原理和重要的思想方法，目的是让学生比较系统地学习化学核心知识，利用所学知识分析和解决化学问题。第二类是与化学实验有关的模块，即“实验化学”。该模块采用以实验活动为主的课程设计取向，目的是让学生学习化学实验的研究方法并通过实验的方式去学习化学核心知识，提高学生科学探究能力，使学生进一步体认到“化学是一门以实验为基础的自然科学”。第三类是STSE（科学、技术、社会和环境）取向的模块，如“化学与生活”和“化学与技术”。这类模块凸显社会生活问题中心、技术问题中心的课程设计取向，使学生认识到化学在生活、工农业生产、高新技术、能源开发及环境保护等方面发挥着重要的作用。第三，要理解各模块内容之间的层次关系。必修模块课程内容标准的一级主题是对义务教育阶段化学课程的5个一级主题的提升，2者是性质一致、螺旋上升与发展的关系。6个选修模块与2个必修模块的一级主题存在着螺旋上升、层级发展的关系。“认识化学科学”主题贯穿整个高中化学的各个模块，“实验化学”模块是必修化学1内容主题“化学实验基础”的发展，“有机化学基础”模块是必修化学1内容主题“常见无机物及其应用”的物质类别知识扩展，“物质的结构与性质”是必修化学2内容主题“物质结构基础”的深化发展，“化学反应原理”模块是必修化学2内容主题“化学反应与能量”的深化发展，“化学与生活”和“化学与技术”模块是必修化学2内容主题“化学与可持续发展”的扩展。

3．3理解化学教科书结构

教科书是教师开展教学活动所利用的主要教学资源，教师对教科书组织结构的把握程度影响着教师的教学实践。教师要将课程标准中的内容主题、化学科学理解的基本结构和学生认识规律结合起来理解化学教科书的组织结构。如现行人教版初中化学教科书围绕5个基本主题分12个单元进行编排。5个基本主题是：科学探究、身边的化学物质、物质构成的奥秘、物质的化学变化、化学与社会。12个单元依次是：（1）走进化学世界；（2）我们周围的空气；（3）自然界的水；（4）物质构成的奥秘；（5）化学方程式；（6）碳和碳的氧化物；（7）燃料及其利用；（8）金属和金属材料；（9）溶液；（10）酸和碱；（11）盐、化肥；（12）化学与生活。“科学探究”主题贯穿整个化学学习过程。“身边的化学物质”主题分单元2、3、6、8、9、10、11按照学生的认识规律进行编排。“物质构成的奥秘”主题主要集中在单元4。“物质的化学变化”主题以集中（单元1和单元5）和分散（身边的化学物质各单元）的方式进行编排。“化学与社会”采取分散（身边的化学物质）和集中（单元12）的方式进行编排。

对生物学的理解和认识例9

中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2016.07.057

物理课程是高中教育的重要组成部分，在新课标进一步与推进和深化的大背景之下，高中物理课程的教学目标不仅仅是使学生通过进行相关物理知识的学习，提升学生的物理学科成绩和学习水平，还要求教师在进行高中物理课程的讲授时，不断培养和提高学生的动手能力、实践能力，促进学生的全面发展，提升学生的学科素养和整体素质。而实验教学作为高中物理课程的有机组成部分，在使学生更加生动形象的了解和掌握物理课程原理和知识的同时，还能够提升学生的课堂参与程度，增强高中物理课程的教学效率。

实验是高中物理课程教学必不可少的组成部分，它是物理相关理论知识的来源，同时也是物理知识的重要验证手段和验证方法，因此，在进行高中物理课程教学时，教师应该充分认识到实验在教学过程中所占据的重要地位，增强对于实验教学的重视程度，将物理学科理论和实践相结合，在向学生讲授物理知识的同时，也要注重对于学生实验能力和实践能力等的培养。因此，如何在高中物理课程教学过程中更好的进行实验教学，提升实验教学的有效性成为该门课程所面临的重要课题。

首先，高中物理教师应该加深自身对于实验教学的认识和理解，给予实验教学以充分的认识和重视，扭转自身的教学理念，将实验教学纳入高中物理课程教学的范畴之中。在传统的高中物理教学理念当中，该门课程的任课教师往往存在着重理论而轻实验的教学理念，在进行课程教学时，教师习惯于将更多的教学关注点和注意力集中在对物理相关原理和知识的讲授上，对于物理实验往往采取轻视的态度，忽视对于学生动手能力和实践能力的培养。更有甚者，不少高中物理教师在进行教学时，直接将进行物理实验的环节省略掉，认为在课堂上进行实验是对教学时间的一种浪费，根本意识不到物理实验对于教师讲解相关物理知识以及学生物理课程学习所具有的重要辅助作用。

针对上述情况，作为一名高中物理教师应该及时扭转自身的教学理念，深刻的认识到实验是物理课程的重要基础，在物理课程教学过程中进行有效的物理实验，不仅是对于自身所讲解的物理知识的一种剖析和解读，同时还是对所讲解知识的一种反思和验证。实验教学不仅不可以省略，还应该给予高度的重视，在进行实验的过程中加深学生对于物理相关原理和知识的理解，激发学生的物理课程学习兴趣，提升学生的学习积极性，通过对学生进行实验演示和实验讲解，使学生领会到物理课程的奥秘与魅力，提升学生的课堂实验参与热情，从而增进高中物理课程实验教学的效率，提升实验教学以及整个物理课程教学的有效性，进而更好的完成教学任务，实现教学目标。

其次，教师在进行高中物理课程的实验教学时，应充分认识到学生在实验教学过程中的重要地位，提升学生的实验参与程度和水平，切实提升高中物理实验教学的有效性。在传统的高中物理课程实验教学过程中，教师习惯于采取教师演示，学生远距离观察的方式进行教学。这种实验教学模式虽然有利于相关物理实验更加顺畅高效的完成，但是对于学生而言，这种仅仅停留在观察层面的物理实验教学，纸上谈兵的意味过重，对于学生的动手能力和实践能力的提高收效甚微。长此以往，不仅不利于学生物理专业水平的提升，还会使学生在进行高中物理课程的学习时产生倦怠心理和实验惰性，不利于学生物理课程学习兴趣的激发和学习效率的提升。针对这种物理实验教学状况，教师应该扭转自身在进行物理课程实验教学过程中的位置和地位，充分认识到学生在实验教学过程中的主体性地位，使学生能够切实参与到物理实验教学过程中来，增强学生的物理实验参与程度，使教师由实验的主导者转变为实验的引导者，指导学生进行物理实验，使学生能够亲自动手进行相关的物理实验。在动手的过程中，加深学生对于相关物理原理和物理知识的认识和理解，在实验过程中感受学习物理课程的乐趣，在活跃的课堂氛围中，提升自身的物理专业素养和实践能力，提升高中物理课程实验教学的有效性。

对生物学的理解和认识例10

一、重视实验。

审慎地选择实验和事例,使学生获得必要的感性认识,是理解掌握概念的基础。若在教学中习惯于“口头加粉笔”的教学,特别是对物理实验(包括演示实验和学生实验)不重视,在学生对所学习的物理问题尚未获得必要的感性认识的情况下,就向学生讲解有关的物理概念,在这种情况下,要学生理解掌握是不可能的。巴甫洛夫曾说过:“鸟的翅膀无论多么完善,如果不依靠空气的支持,就不能使鸟儿上升。事实就是科学家的空气。没有事实你们就永远不能飞腾起来,没有事实,你们的‘理论’就是枉费心机。”同样,在物理教学中,不使学生掌握必要的事实,要使学生掌握概念是枉费心机的。每一个物理概念都是包含大量的具体事例。教师要重视感性认识,但并不是越多越好,这是不可能的,也是不必要的。这样就有一个“选择”的问题。那么选择感性材料的原则是什么呢?一般来说,教师应该根据有关概念,选择本质联系明显的,包括主要类型的以及与日常观念矛盾突出的。

例如,在进行惯性教学时,如果只举木块、汽车等固体为例,尽管教师在课堂上强调“一切物体都有惯性”,但在稍隔一段时间后者再去问学生:“水、空气是否有惯性?”很多学生往往答不出来。为演示汽车突然开动时车上的人后仰和突然刹车时车上人前倾的现象,教师用图1所示的实验,而不宜图2的所示实验。

如果用图2所示的装置。学生看了会认为,小车上的木块“本来就有向前倾倒的趋势,所以小车遇到障碍物时突然停止时,木块就向前倒下了”。学生的这种看法显然是被小车放在斜面上“不稳”这一非本质的“假象”所干扰了。而图1就不存在这个问题。再如,摩擦力的概念,不少学生有这样的错误概念:摩擦力总是阻碍物体运动的,它的方向总是与物体运动方向相反,摩擦力的大小与物体重量成正比。如果教师在教学中,只用图1作用力拉物体一类事例,不仅不能纠正学生的上述错误认识,而且在某种程度上,还会强化学生的某种错误认识。这是因为在这个实验中,物体受到的摩擦力方向与运动方向相反,阻碍物体的运动,物体之间压力的大小是和物体重量相等的。也许正是由于这原因,学生才把阻碍相对运动和运动相混,把物体之间的压力和物体所受的重力相混。要纠正学生思想上的这种错误概念,单靠重复强调“阻碍相对运动”、“正压力”这些词语是无济于事的。最好的办法是补充如图3和图4所示的实验。

图3中木板上面的物体受到的摩擦力的方向与它的运动方向相同,并“促进”它的运动,这就与“摩擦力总是同运动方向相反”、“总是阻碍物体的运动”相矛盾。图4中由于力F作用影响物体,受到的摩擦力的大小,虽然与重量有关,但不是正比关系,且当α为90度时,就和重量毫无关系了。学生在解决这些矛盾的过程中,他们头脑中的片面认识就会发展成为全面的认识:错误的认识就会转化为正确的认识,表面的认识就会深化为内在的认识。

二、重视科学,突出本质,摒弃非本质,使学生理解由感性到理性的上升过程,是掌握概念的关键。

物理概念是人脑对物理现象和过程等感性材料进行“科学抽象”的产物。列宁说过:“认识是人们对自然界的反映,但并不是简单的、直接的、完全的反映,而是一系列的抽象过程,即概念、规律等等的构成、形成过程……”这里所说的“一系列抽象”过程,就是用比较、分类、类比、归纳和演绎、分析和综合等等抽象思维的方法,对感性材料进行“去粗取精、由表及里”的整理加工、将非本质的东西摒弃掉,从而把握其本质属性的过程。

例如,对什么是惯性的问题,学生可以举出奔跑的运动员、行驶的车辆为例表示惯性,并说:“这些物体都具有惯性。”或一字不漏地背诵课文上惯性的定义,而却不能从这些事例中分析和概括出是“一切物体都具有的”基本属性来,也不会运用惯性概念对有关现象作出合乎逻辑的正确解释。要使学生形成“惯性”的概念,其关键在于使学生认识“物体具有保持匀速运动状态”这一本质属性。但是,在物体的纷繁复杂的运动中,这一本质属性却为许多非本质的联系掩盖着。例如,要维持物体运动,一定要“外力”作用,“外力”停止作用时,原来运动的物体便归于静止(亚里士多德的观点);恒定的“外力”作用,是维持匀速运动的原因;“外力”大,速度就大;“外力”小,速度就小……在教学中怎样使学生摒弃这些非本质联系而较顺利地掌握惯性概念呢?我认为:引导学生进行“讨论”和“辩论”,使学生在整个教学过程中,对感性材料进行大量的“去粗取精,由表及里”的整理加工,从而区分和辨别了本质与非本质,这样的教学不仅能使学生掌握正确的概念,而且能使他们学到研究问题的方法,使他们的认识能力得到发展。

三、重视概念的物理意义,是理解掌握概念的根本。

学生对有关物理问题的感性材料进行抽象得出结论后,一般来说,对有关概念的理解往往仍然是表面的、片面的,有时甚至是错误的。为此,教师要通过多种途径和方法使学生着重理解其物理意义。

(一)使学生容易理解的语言文字表述,再“翻译”成数学表达式。这对学生对于有关的概念获得明确、完整的认识是必要的。应注意的是,用文字表达概念要适时。概念是人们认识事物的一定阶段和方法,因此对概念下定义,必须在学生对有关的物理问题的本质有相当认识的基础上进行,切不可在他们毫不认识或认识不足的情况下“搬出来”,“灌”给他们,然后加以解释和说明。须知,这样做,这些概念对学生来说,完全是空洞的东西。例如,“速度”是表示物体运动快慢程度的一个物理量(质的规定性),在匀速直线中,速度在数值上等于物体在单位时间内通过的路程(量的规定性),其单位是“米/秒”。在教学中,教师要引导学生不断从概念的“质”和“量”两个方面来加深理解其意义。

(二)对于概念的文字表述,不应要求学生机械地记忆,重要的是要及时地将其“返回”到具体的事例中,使抽象的东西“物化”,并在具体与抽象反复结合的过程中,使之对有关概念的理解不断加深。例如,学过惯性定理后,教师可让学生解释以下的现象:一列火车在平直轨道上匀速行驶,坐在车厢里的人竖直向上抛出一个物体,此物体下落后会落在原来的抛出地点吗?对于这个问题,很可能引起争论,争论的过程就是具体与抽象反复结合的过程。通过争论,学生对惯性的理解就会更深入一步。