“知识形式教学”的意蕴及其实施策略

蔡 剑，赵灿冬

（1.靖江市教师发展中心，江苏 靖江 214500；2.靖江高级中学，江苏 靖江 214500）

一、“知识形式教学”基本含义的界定

什么是“知识形式”？从知识论的角度看，知识具有内容、形式、旨趣三个维度。知识形式是相对于知识内容而言的，主要指知识的思维方式、检验方式和表达方式。比如说，“楞次定律”的结论“感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”就是知识内容，对如何推导、求证得出结论的过程性思考方法则属于知识形式的范畴。知识内容是人们在长期的生产、生活、实践中积累起来的实践经验与精神财富。知识内容只有通过特定的探究过程、认识方法与思维方式，经过检验，借助一定的外在形式加以表达，才能为人们认识与理解。[1]物理课堂教学应将知识内容的生成蕴含在学科方法、思维方法的应用之中，用方法图式支撑、催化知识图式，实现知识的自主建构。

知识形式教学的基本特征，就是将知识形成过程中的方法要素显性化，将探究活动中的思维方式显性化，即把思维这一心理活动的具体过程通过易于感知的载体表现出来，将结论的导出过程类化成知识的产生过程，引导学生自觉生成“程序性知识”。换言之，即在创设的特定条件下，复演知识产生过程，释放其应有的发展价值。

为何要在创设的特定条件下，复演知识产生过程呢？我们不妨先来认识什么是“知识发现”。科学家的“知识发现”（完成科学知识或理论建构的过程）,是在一定的情景中运用一定的方法实现的，显然这些情景可能是很复杂的，科学家需要对情景进行抽象化、理想化等处理，并运用学科方法或思维方法进行逻辑的分析、推理、演绎等获取新的认识（知识）。由此可见，缺少了一定的情景和方法要素，“知识发现”是难以实现的，这也正说明在“知识发现”这一过程中，“知识形式”的意义和价值高于“知识内容”。对于“知识学习”，很多教师往往理解成认识、理解科学知识，而对知识形成过程中的方法等较为“弱视”“短视”甚至是“漠视”，导致学生“知其然不知其所以然”。究其原因是因为这样的“知识学习”缺少了“知识形式”的支撑，学生难以进入意义学习的境界。倘若我们把“知识发现”过程中的方法要素、思维方式在“知识学习”中再现或重演，就能克服上述学习中的“严重缺失”，使得“真学习”得以发生，使得“意义学习”落地，使得“过程与方法”维度的课程目标得以实现。

教学活动是受一定时间制约的，要让学生完全重新经历“知识的发现”过程、复演知识形成，显然是不现实的。这就需要教师用心创设意义教学情景（也就是将“知识发现”的情景进行“简化”和“生活化”），这里的“简化”和“生活化”不是简单地将“知识发现”情景进行删减，而是一种基于学生的认知能力、紧扣学生的生活实际、体现蕴藏于“知识发现”中的方法要素、思维品质要素等的新情景，这样的新情景有利于学生意义学习的发生。这也正是我们所说的“创设的特定条件”。学生在这种新情景中，选择或寻找恰当的方法，进行逻辑的分析、推理、演绎，获取的新知识，自然就是内生着“知识形式”的活的知识。

二、“知识形式教学”的意义

（一）“知识形式教学”裨益于达成“过程与方法”之目标

课程标准中的“过程与方法”目标与注重“知识形式教学”的追求是高度契合的，是同一问题的两个不同视角：“知识形式教学”旨在强调在“学什么”的问题上，既要学习知识内容，也要学习知识形式；“过程与方法”之目标要求旨在改变“只重结果、不重过程”。其实质都是旨在通过科学情景的合理选择、方法要素的科学介入、思维要素的即时显化，催生物理模型、建构知识内容。注重“知识形式教学”所强调的和“过程与方法”目标所追求的，都是要求我们在教学过程中，把学科的概念、原理等的产生与相应的探究过程及方法论结合起来，引导学生激活、调度已有的学科方法、思维方法主动参与到问题的探索中来，进而获得新体验，形成新认识。这是一种由内容导向形式的伴生过程，是以学科思维的外显和暴露为价值追求的过程。在这一过程中，实现了内容与形式的统一、过程与结果的统一，学生的心智和整个精神世界都能获得实质的发展与提升，我们就能实现教学与发展、知识与素质的统一，实现转识成智的教学追求。反之，如果我们把形成知识、结论的生动过程变成单调刻板的接受记忆，忽略问题探究过程，就从源头上剥离了知识与能力的内在联系和转换条件。因此教学中，我们应想方设法创造条件、创设情景，引导学生经历知识的“再发现”“再创造”过程，灵活运用知识的思维、检验、表达方式中不同的具体方法，促进学生在内生“知识形式”的过程中体悟知识习得的方法，获得技能，达到对知识内容的深度理解和本质把握。

（二）知识形式教学有利于学生提升学科素养

任何一门学科的学科素养都与该学科的“知识形式教学”的深度与水准呈现着“正相关”的因果联系，越是注重“知识形式教学”，学生的学科素养就越高。知识内容属于理智探索的成果，探索过程必然有方法要素的参与，无论是假设的提出、猜想的诞生，还是实验方案的设计、实验操作的技巧、实验数据的观察和记录、实验数据的处理，抑或实验结论的导出或交流等环节，都浸润着科学探索的精神、态度与方法。在这些环节中，学生对方法的科学和规范应用，就会逐渐形成良好的科学学习习惯，养成和提升学科科学素养。

三、“知识形式教学”实施的基本策略

（一）“知识形式教学”的基本框架

人的认识始于对情景的感知，情景引发好奇，好奇生发问题，而对问题的解决过程即是知识获得的过程。不同的情景会产生不同的感知，创设什么样的情景，对引发什么样的问题具有强烈的导向性。教材中展示的情景需要师生联系生活实际和科学发展历程进行优化重组，找到学生既熟悉又能激发兴趣，既指向学习目标又基于已有认知，既利于观察辨别又利于发现研究的问题，促使其意义学习得以发生。

发现问题后，接着就是解决问题。课堂教学中，运用知识形式教学来解决问题，其路径就是再现知识的发现过程，这里所说的再现知识的发现过程，不是说要学生重走科学家发现知识之路，而是指历经发现过程的关键环节，悟得方法之要，生长思维之树；也就是说，对发现的问题需要运用何种思维方式、选择何种方法在何时、何处参与，以利于学生在体悟中形成认识，化知为能。

再现知识的发现过程，既是学生已有科学方法的运用，又有生生、师生合作交流中不同方法的融合；既让学生的思维过程得到完整的显现，又让学生在交流中修复和完善表达方式；既让学生在探究检验的过程中获得能力，又让学生的科学素养得到自觉提升。

知识形式教学就是师生共创探究情景，发现研究的问题（课题），引导学生用科学探究的方法对问题进行分析，形成解决方案，指导学生完成探究实验验证，导出科学结论。

1.明了学什么（即在情景中寻找解决什么问题）

问题之于情景犹如盐之于水，合适的浓度易于察觉盐之所在，合适的情景易于发现问题之所在。创设合适的情景，学生在情景中或观察、或体验，必有所思、有所悟，也必有所“惑”，这个“惑”是对景的感悟与已有认知的冲突，这个“惑”的外显形式就是问题，这个“惑”源自自我，是激起探究的“兴奋剂”。可以说，创设科学合理的情景就是找到了问题的产房。

例如，笔者在进行《楞次定律》这堂课的教学时，首先表演了一个“魔术”：用被包裹的磁体推动闭合的铝环。在激发学生学习兴趣的同时，引导学生通过问题链进行思考：铝环为什么会运动？（结论：磁体和铝环间的作用力）→为什么会产生这个作用力？（结论：铝环中有电流，电流产生磁场）→靠近时磁体和铝环相互排斥说明什么？（结论：感应电流的磁场与磁体的磁场相反）→改变磁极的磁性，斥力会不会变成引力？（实验证明：仍然是斥力）→磁体远离圆环时是斥力还是引力？（实验说明：磁体远离圆环时是引力）→远离时磁体和铝环相互吸引说明什么？（结论：感应电流的磁场与磁体的磁场相同）→可以得出怎样的推测？（结论：磁通量增大时，环中感应电流的磁场与原磁场方向相反；磁通量减少时，环中感应电流的磁场与原磁场方向相同）→这个结论正确吗？（实验证明：结果正确）

在此过程中，问题链的产生是学生思考问题时应该经历的过程和必须掌握的方法，教师的引导是思维过程稳定的保证，而实验的证实是对学生最好的鼓励。

2.指导方法

方法是知识的催产婆，也是通往能力的桥梁，更是形成素养的基石。知识获取的过程是问题解决的过程，然解决的道路常常被设“卡”，这些“卡”也正是教和学的难点所在，突破它需要不一样的思维方式和检验方法。这些“卡”往往设在把生活情景转化为物理情景之处，如在初中物理学习杠杆时，列举了大量的生活实例，需要得到“硬棒”时，要求学生善用比较、归纳、概括的方法；这些“卡”往往设在把物理情景转化为物理模型之处，如对杠杆的认识只要抓住支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂五个关键要素而不需要关注它是什么形状，这需要模型法的建立；这些“卡”往往设在探究过程中对实验条件的控制之处，如在探究物体动能大小与其质量关系时，需控制速度相等，可以再现比萨斜塔实验，让学生运用迁移类比的方法获得；这些“卡”往往设在对数据的分析处理之处，如在学习牛顿第一定律时，小车在不同平面上前进的路程不同，其实质是不同的阻力使速度变化的快慢不同，可以运用推理的方法，让学生体会出在阻力减小为0时，速度变化也为0，导出物体的速度不变。

上述对“卡”的突破过程中，学科方法、思维方法是爆破手，学生在这一过程中，对方法不断累积、不断优化组合，思维方式不断得到发展和完善，对问题的检验方式手段不断多样，策略性知识自觉形成，学科素养也就潜滋暗长。

3.导出结论

导出结论是问题解决的标志，但怎样导出很有讲究。导应基于实验数据（记录），需要比较、归纳、概括等；导应基于不同观点的交流和碰撞。这个过程中，重要的是追问学生为什么得到这样的结论，通过不同结论之间的辨析，学生的思维方式得以逻辑体现，表达方式趋于科学、规范。

例如，在高中课本中，使用水杯来类比电容器（参见表1）。

表1

表2

学生发现，水量和电量可比，水的高度（正比于水压）也可比，但拿电容量和杯底面积比实在不合适。教师启发学生能否找到自己能接受的类比方式呢？

经过学生的思考，给出了新的类比模式（参见表2），这种比较学生接受程度很高，而且在寻找类比方式的过程中也加深了学生对电容相关概念的认识。

（二）“知识形式教学”的基本流程

从知识形式教学的框架结构中可以看出，开端情境的创设明确了学什么，结论的导出则是水到后的一种渠成，而最重要的问题如何解决水到渠成中的“水到”，才是凸显师生思维方式、检验方式最精彩实效的一环。从科学探究要素和过程与方法目标的达成角度来看，其中最关键的有以下几个步骤，即：引发猜想与假设（有目标），拟订实验方案（有路子），控制实验条件（有办法），收集分析实验数据（有证据）。加之框架中的第一步和第三步，知识形式教学的基本流程如图1所示。

图1 知识形式教学流程图

例如，在进行初中物理欧姆定律教学时，其教学流程大致如下：

步骤1：创设实验情境，从体验中发现问题

具体做法：（1）将桌上提供的电源、开关、导线和其中一只电阻连成一个电路，用电流表测出电路中的电流。（2）如果添加一只滑动变阻器，请尝试改变这个电路电流的大小。学生通过实验体验出电路中电流大小是可以变化的，其变化的原因来自电源或变阻器。

步骤2：添加器材再实验，引发猜想与假设

具体做法：在上面实验器材中再添一只电压表，重做实验，提出你对引发电流变化因子的猜想及这些因素对电流如何变化的猜想。

步骤3：设计实验，确定研究方案

具体做法：学生设计的方案有两种（电路图分别见图2、图3）。

图2 改变电压

图3 改变电阻

通过比较，选择图3的方案进行实验探究。

步骤4：控制变量，进行实验探究

具体做法：在探究电流与电压关系时，控制电阻不变，学生知道将电压表接在定值电阻两端；在探究电流与电阻关系时，学生只是改变不同的定值电阻，出现没有控制其两端的电压不变或不知如何控制，让学生交流发现错误，结合上一步的实验尝试调试。

步骤5：分析数据，验证猜想

具体做法：对电阻一定时的电流与电压的数据分析较为简单，可用比例法或图像法，但对电压一定时，电流与电阻的数据分析不能用前面的方法，可用比例法或图像法分析电流与电阻的倒数的关系后进一步得到。

步骤6：归纳概括，得出结论

方式落实到具体操作中实则为方法。上述案例中，从发现问题至导出结论的全流程中，思维方法、检验方法、表达方法在各个环节具化为不同方法，这些方法或单独出现、或组合出现，发挥着关键作用。也就是说，思维方式、检验方式、表达方式以不同的方法有机地融入在教学的各个环节，它们之间的关系如图4。

图4 知识形式与课堂流程的关系

不同类型的物理课堂其任务不同，有的是建构概念，有的是掌握规律，有的是理解原理、命题等等。但课堂教学应围绕培养学生的科学素养这个大目标，不同类型的课中，应根据需要，对基本流程中的基本环节进行科学合理的选择和组合，灵活运用。

[1]潘洪建.知识形式：基本蕴涵、教育价值与教学策略[J].课程·教材·教法,2014，34（11）：40-45，56.