新旧知识相互作用视角：广义知识学与教一般过程模型的改进研究——以中加小学科学“呼吸系统”同课异构实录为例

宗国庆　李远蓉　李　敏　肖富林　宋海洋　付成茵　黎　莉　陶　杰

(1.西南大学化学化工学院，重庆 400715；2.西南大学教育学部，重庆 400715)



教育比较

新旧知识相互作用视角：广义知识学与教一般过程模型的改进研究
——以中加小学科学“呼吸系统”同课异构实录为例

宗国庆1李远蓉1李敏1肖富林1宋海洋2付成茵1黎莉1陶杰1

(1.西南大学化学化工学院，重庆 400715；2.西南大学教育学部，重庆 400715)

为深入了解教学过程中新旧知识的相互作用，本文以中国和加拿大小学科学教师“呼吸系统”同课异构的教学过程实录为例，运用广义知识学与教一般过程模型，比较分析了中国和加拿大教师教学过程中促进新旧知识间相互作用的不同做法。加拿大教师教学过程中包括引入主题、告知目标、呈现新知、活动应用、巩固练习等环节，注重采用活动探究的方式促进学生新旧知识相互作用。我国教师在课堂教学过程中应以知识分类理论为指导，重视新旧知识相互作用对教学目标和教学方法的制约作用，选择切合学生知识水平的教学方法，提高教学效果。

知识分类理论；新旧知识；相互作用；广义知识学与教过程模型；改进；同课异构

一、问题的提出

基于不同知识类型制定不同教学目标，采用不同的教学方法和教学评价方式，是近20年来认知心理学，更具体的说是教育心理学中的学习理论所带给教学论领域最大的变革。但这股变革之风，并未形成吹绿我国教育教学之岸的“大风”，有的只是局部地区“微风”，使得知识分类理论对我国课堂教学影响甚微。国内外社会经济与政治制度差异、教育环境差异以及知识分类理论在指导我国课堂教学上的偏差等都可能是导致“不起大风”的原因。基于以上分析，本文以中加小学科学教师“呼吸系统”同课异构的教学过程实录为例，运用广义知识学与教一般过程模型分析比较中加两国教师课堂教学过程，以加深对新旧知识间相互作用的认识。并在此基础上，对皮连生提出的广义知识学与教一般过程模型提出了改进。同时在运用知识分类理论指导我国课堂教学方面提出建议，以期促进知识分类理论更为广泛的研究与传播。

二、知识分类理论和广义知识学与教的一般过程模型

1.知识分类理论简述

认知心理学从知识是个体与环境相互作用后获得的信息及其组织的广义定义角度将知识分为三类：陈述性知识、程序性知识、策略性知识。陈述性知识是个人有意识地提取线索，能够直接陈述的知识，包括概念、规则等，即关于“是什么”的问题，旨在回忆。程序性知识是运用概念和规则解决问题的知识，即关于“怎么办”的问题，旨在形成技能、达到自动化的程度。策略性知识是程序性知识的一个亚类，是运用概念和规则对内调控、控制自己信息加工过程的程序性知识，即关于“为什么”的知识，旨在调节和控制自身学习过程、提高学习效率。

2.广义知识学与教的一般过程模型

华东师范大学心理学教授皮连生是我国较早研究知识分类理论与课堂教学的心理学家，曾提出广义知识学与教的一般过程模型。[1]现将模型简要介绍如下：

图1　广义知识学与教的一般过程模型

该模型可概括为“六步三阶段两分支”模型。该模型前四步为第一阶段，即习得阶段。新知识与学习者原有知识结构相互作用，获得意义并暂时储存于短时记忆中。第五步为第二阶段，即巩固与转化阶段。运用适当策略，使储存于短时记忆中的知识进入长时记忆，并且知识开始分化，一部分仍然保持陈述性知识不变，另一部分转变为程序性知识。第六步为第三阶段，即迁移应用阶段。在该阶段陈述性知识根据新的线索回答“是什么”的问题，程序性知识根据新的情境回答“为什么”和“怎么办”的问题。

三、中加小学科学教师“呼吸系统”同课异构教学

1.基本信息

表1　中加小学科学教师“呼吸系统”同课异构教学基本信息表

2.课标分析

根据2007年《小学科学课程标准(修改稿)》(3—6年级)关于“呼吸系统”一节的内容标准为：“了解人体呼吸的过程，知道常见呼吸系统疾病的产生和预防。”教学建议为：“从计量分析全班同学的肺活量开始，讨论呼吸系统保健、呼吸系统传染病、抽烟、一氧化碳中毒、大气污染等与呼吸有关的问题。”[2]

3.学情分析

五年级学生多数年龄在12岁左右，认知发展水平处于皮亚杰所划分的具体运算阶段.出现了逻辑思维和抽象概念，但思维活动需要具体内容的支持。

“呼吸”是每个人都要进行的身体活动，学生对此有一定的了解，对空气也已经有了一定的认识，但学生缺乏系统认识呼吸的过程。学生对于运动和平静状态下的心跳和呼吸有直接的生活体验：运动后心跳加快，呼吸急促。关于呼吸器官，学生可能想到“鼻子、气管”，也可能有部分学生想到“肺”。对于呼吸方式，学生可能会想到用嘴巴和鼻子都可以进行呼吸。

4.中加小学科学教师教学过程(详细教学过程参见附录)

(1) 中国教师C教学过程

A.引入主题

教师C向学生演示呼和吸动作，并提问学生呼和吸区别，引出本节主题：呼吸器官和呼吸过程。

B.回忆旧知，呈现新知

教师C通过不断提出问题，层层引导学生，促进学生对于呼吸器官和呼吸过程的温故与知新。

C.总结、答疑

最后教师C对学生关于本节内容提出的问题进行解答，并对本课进行总结。

图2示意了中国教师教学过程的大致环节。

(2) 加拿大教师B和 W教学过程

A.引入主题

教师W以教授学生“呼吸系统”(Respiratory System)英文词组读音开始，然后向学生示范呼和吸动作，引出主题。

B.告知目标

教师B向学生展示加拿大1—8年级科学课程标准对本节“呼吸系统”所要求达到的教学目标：识别人体重要系统，描述其作用及相互关系；描述呼吸系统、循环系统和消化系统中主要器官的基本结构和功能。

C.呈现新知

教师W对照幻灯片讲解呼吸系统结构组成；

教师B向学生指出呼吸系统实物模型中各组成部分的位置。

D.活动应用

教师B和W让学生在活动中(脉搏跳动次数测定活动、模型制作活动)解决问题，加深学生对呼吸系统组成、功能及过程的认识，并指导学生制作呼吸模型。

E.巩固练习

最后两位加拿大教师带领全班学生当堂完成5道练习题，以进一步巩固所学内容。

图3示意了加拿大教师B与W教学过程的大致环节。

图2　中国小学科学教师C“呼吸系统”教学过程示意

图3　加拿大小学科学教师B与W“呼吸系统”教学过程示意

四、分析与比较

运用广义知识学与教一般过程模型(图1)分析比较中加小学科学教师“呼吸系统”同课异构教学过程。在分析比较过程中，均是先给出比较结果，然后再进行分析、论述。

1.教学过程的完整性

参照“六步三阶段两分支”模型(图1)，可以对中加小学科学教师“呼吸系统”同课异构教学过程的完整性进行比较。

(1)中国教师C的教学过程缺少明确的“告知目标”和“练习和巩固”环节。

从中国教师C的教学过程可以看出，其仅在最后的教学总结中才涉及教学目标(如“这节课我们认识了呼吸器官，也模拟了呼吸的过程”)与“练习和巩固”的内容(教师C为学生解答相关问题，即“答疑”)。这并非实际的教学目标和“练习和巩固”。

(2)加拿大教师的教学过程比较完整，但新旧知识的相互作用并不如中国教师C的教学过程作用的强烈、广泛与持久。

2.教学方法的优劣

从新旧知识间相互作用的持久性和广泛性而言，中国小学科学教师运用的教学方法优于加拿大教师的教学方法。

从图1可以看出，无论何种知识类型的教学，达成教学目标的前提之一是新旧知识间发生相互作用，即促使学生理解。在这个意义上说，凡是促进新旧知识间相互作用的教学方法就是有效的教学方法。当两种教学方法都能有效促进新旧知识间相互作用时，就需要进一步比较这种相互作用的持久性和广泛性。

具体看来，在促进学生新旧知识相互作用时，中国教师C的教学方法主要为小组合作与问题牵引；加拿大教师的教学方法主要为讲授与活动探究。中国教师运用问题牵引法使学生认知结构中新旧知识间的相互作用持续的时间更长，作用面更加广泛。

3.新旧知识间相互作用的持久性与广泛性

由图1可知，新知进入学习者原有认知结构时，与旧知发生相互作用，二者相互作用的强烈程度，决定了其后对于知识的提取和应用。因此，教师应该采用适宜的教学方法和策略促进新旧知识间的有益作用。下面分别对中加小学科学教师所用教学方法对新旧知识间相互作用的广泛性和持久性的影响进行分析。

(1)中国教师C讲授新知时，步步以学生呼吸器官和呼吸过程的旧知为基础，通过一系列相关问题逐步引导学生。可以将问题分为如下四类：

“是什么”(气体进入身体，它是什么路线呢？呼吸系统中第一个器官是谁？)

“为什么”(把它叫作气管，你们推测出了取名的原因。为什么我们最好要用鼻子呼吸而不是口腔？)

“怎么样”(那消耗掉的氧气和二氧化碳又是怎么排出去的呢？)

“怎么办”(怎样做才是正确的呼吸方式？)

以上问题贯穿于整堂课中，也就是说教师C的课堂教学始终从学生认知出发，呈现每一新知时，都试图通过一系列问题与学生已有认知结构发生联系，而不是仅在上课的前半段时间里，才回忆旧知。

如果这样理解的话，我们就加深了对于图1学与教模型的认识，即第二步到第四步应该发生于整堂课中，只有当新知直指教学目标时，适当的巩固与练习才是最适宜的。可以以下选取的中国小学科学教师C的呼吸器官组成的教学片段加以论述。

教师C先了解学生有关呼吸器官的旧知(“肺叶的由来”，“气管就是管道”)，在激活学生旧知的基础上，引导学生注意器官名字的由来(“气管是空气通过的管道，所以叫做气管”)，这是新知。这一新知与学生已有知识(肺叶、支气管、气管等名字的来源)进行相互作用，新知同化了旧知。

但“器官名字由来”这一新知未达到教学目标“了解并模拟呼吸系统的过程”，所以教师C进一步激发学生旧知(“呼吸系统中第一个器官是鼻腔”)，通过提问(能不能用口腔呼吸)引发学生日常经验(生活中可以用口腔呼吸)，并进一步明确正确的呼吸方式是鼻腔呼吸而不是口腔呼吸这一新知。此时新知与旧知发生相互作用，学生产生认知冲突，通过及时的巩固练习(指导学生进行正确的呼吸动作练习)，解决了这一冲突。

为实现另一教学目标(模拟呼吸过程)，教师C进一步引发学生旧知(刚刚学过的新知——呼吸器官和呼吸过程，此时充当学习另一新知——模拟呼吸过程的旧知)和新知发生联系。当这一新知就是教学目标时，随即进行巩固和迁移。

(2)加拿大教师采用活动探究(“脉搏次数测定”和“模型制作”活动)和课堂小测验的方式促进学生新旧知识相互作用。

在第一个活动中，加拿大教师将新知“呼吸器官组成中的肺”通过“脉搏次数测定”与学生已有生活经验“运动量越大，呼吸越急促”发生关联，通过学生间的讨论和教师的引导，得出“呼吸器官——肺运动后跳动的快，脉搏跳动得也就快”。

在第二个活动中，加拿大教师引导学生利用提供的材料(剪刀、气球、吸管、橡皮筋、橡皮泥、塑料饮料瓶等)，进行呼吸系统模型的制作。在进一步巩固呼吸器官的结构和功能的旧知基础上，了解呼吸的具体过程的新知。最后在对比上述两个活动的过程中，达到新知与旧知的关联。

为了进一步促进学生对所学知识的巩固和应用，加拿大教师又带领学生做了五道练习题，进一步帮助学生理解新知的难点，在师生相互讨论和讲解中，逐渐清除学生认知结构中不利于新知理解的旧知。

如学生在解答“呼吸系统是由气管，肺和________组成。a.膈b.血c.肝d.心脏”这一题时，尽管教师已经在活动中花费了较长时间讲解呼吸过程，并用套在塑料瓶底的气球皮模拟了呼吸系统中的膈，但是多数学生仍选择自己生活中较熟悉的“血、肝、心脏”选项，而几乎没有学生选择a选项。而只有在教师再次讲解模型和呼吸系统的对应关系时，多数学生才选择了a选项。(但仍然有少数学生因无法理解a选项，而不选a)。这说明学生认知结构中的旧知对于学生新知学习的影响是巨大的。课堂上学生虽然口头上理解了“某一新知”，但当他们做题或者实际运用时，往往因循旧知，导致选错答案和不知所然。“理没理解，做几道题就知道了”与“读万卷书，行万里路”都暗含了这一问题的解决办法：只有当学生对于新知建构起属于自己的意义，进入长时记忆或形成技能，才可以说学到了新知。在这个意义上说，中国教师C未进行课堂练习，学生是否真正习得了新知还是一个未知数。

五、结论

1.对广义知识学与教一般过程模型的两处改进

根据上述分析，新旧知识的相互作用不应只发生于图1中的第四步，而应该贯穿于整堂课中。课堂上每一新知的呈现，都应尽量联系学生已有的认知结构，教师需要抛弃“回忆旧知”仅仅是40 min里(或者45 min)前几分钟内的观念，而应认识到新旧知识间无时无刻不在进行相互作用。

虽然图1模型表示出新旧知识间的相互作用贯穿、循环于整堂课，但这种循环是除“注意与预期”外其余教学环节的循环。而实际课堂却是教师为了达到教学目标，不断激活学生已有知识以理解新知，当这一新知是教学目标所规定或者与其相关知识时，才会进行最后的练习巩固与迁移应用(如：多数课后习题的设计是基于教学重难点进行)。因此考虑到这一情况，为进一步扩大该模型对实际教学的适用范围，现对该模型提出两处改进建议：

(1) 添加一个“教学目标是否达到”的判断条件。

(2) 并由此判断条件而将第二步至第四步的教学过程改进为一个教学循环体。

改进后的模型由原来的“六步三阶段两分支”改进为“七步三阶段两分支”，如图2所示。

2.对我国课堂教学的思考和建议

(1) 教学过程的完整性是实现教学目标的必要条件。加拿大科学教师教学目标的顺利达成离不开其教学过程的完整性。C教师由于教学环节的缺失导致无法检验教学目标的达成，缺少通过习题的反馈；学生们没能当堂检测自己的学习效果，也无法从习题的反馈中改进自我的学习。

(2) 新旧知识间的相互作用应贯穿整堂课中。每一新知的呈现，都应尽量联系学生的已有认知结构，新旧知识间无时无刻不在进行着相互作用。

(3) 新知与旧知是相互联系、相互转变、辩证统一的关系。可以通过教师C的教学片段来进一步认识新知与旧知间的这种辩证关系。教师C引导学生将刚刚习得的新知作为下一步新知学习的“旧知”，即新知可以转变为旧知。对于旧知，如果学生不进行及时的复习与巩固，也会变成新知。如学生在跟随加拿大教师进行课堂小测时，尽管刚刚学过“膈是呼吸系统组成结构之一”这一知识，因而该知识应为“旧知”。但当学生实际做题时，仍然对于该知识点不清，选错答案，即旧知变为新知。

因此，新知可以转变为旧知，旧知也可以转变为新知。直到教学目标的达成，新旧知识间的相互作用方才停止，二者辩证统一于学生的认知结构中。

(4) 教师应首先考虑采用适当的教学方法和教学策略促进学生认知结构中新旧知识的相互作用，即先让学生理解，然后再根据陈述性知识、程序性知识等知识的类型进行有针对的教学方法的选择。

六、展望

本文仅分析了新旧知识间的相互作用对教学目标和教学方法的制约作用，但对学生原有知识水平本身对教学方法和教学目标的影响未予以进一步研究[3]，希望更多教育同行能够对这一问题加以进一步研究。因为每个学生已有知识水平各有差异，如果在选择教学方法时，仅视新旧知识间的相互作用程度为唯一因素，则是预设了所有学生原有认知结构在同一水平的前提条件，而这一条件无疑罔顾了学生个体间的认知差异，结果必然是无法达到理想的教学效果。

更加需要说明的是，本文运用广义知识学与教一般过程模型对中加小学科学教师“呼吸系统”同课异构教学过程进行比较分析，并不是意图将中加三位教师的教学过程附会上这种理论，也并不是假设这三位教师的教学过程就是她们有意识地运用这种理论指导的结果。因为这三位教师可能并不了解这种理论模型，但是，这并不妨碍我们去分析她们的教学过程。实际上本文是将她们的教学过程作为一种经验材料，在运用广义知识学与教一般过程模型进行分析的过程中，发现了该模型存在可以改进的地方，这也表明了教育理论与教育实践的辩证关系：教育理论指导教育实践，教育实践受教育理论指导又反作用于教育理论，并对教育理论进行检验和改进。

[1] 皮连生.学与教的心理学[M].上海：华东师范大学出版社，2009：226-235.

[2] 中华人民共和国教育部.全日制义务教育科学(3—6年级)课程标准(实验稿)[M].北京：北京师范大学出版社，2007:9-10.

[3] 皮连生.知识分类与目标导向教学：理论与实践[M].上海：华东师范大学，1998:117-121.

[责任编辑：江桂珍]

[DOI]10.16165/j.cnki.22-1096/g4.2016.08.030

2016-03-29

SSHRC加拿大社会科学和人文学科研究委员会基金合作项目(104200-41005214)。

宗国庆(1992-)，男，安徽亳州人，硕士研究生；李远蓉(1962-)，女，四川阿坝人，教授，硕士生导师；李敏(1991-)，女，河南周口人，硕士研究生；肖富林(1989-)，男，广西北流人，硕士研究生；宋海洋(1992-)，男，安徽合肥人，硕士研究生；付成茵(1991-)，女，河南郑州人，硕士研究生；黎莉(1990-)，女，重庆忠县人，硕士研究生；陶杰(1990-)，男，云南文山人，硕士研究生。

G40-059

A

1002-1477(2016)08-0117-06