论知识结构化的生成理路

文∣岳红利 赵静 程岭

《义务教育课程方案(2022年版)》(简称“课程方案”)明确提出“加强知识间的内在关联，促进知识结构化”[1]的要求，再一次吹响了知识结构化改革与建设的冲锋号。但当前有关知识结构化的研究还比较薄弱，且较多停留在意义探索等初级阶段，缺乏系统化的梳理和论述。究其原因，是研究者缺少认知转型的意识、阶梯嬗变的理念和对必备条件的认识。

一、知识结构化演化生成的观念转变

知识结构化是新时代教育教学改革中的重要理念，它强调知识的组织、归纳与整合，使学生能够更好地理解和内化知识，提高学习效率。但是，要达到知识结构化的建设目标，需要厘清知识结构化的生长发育机制和知识结构的演化嬗变规律。从传统教育学的视角来看，知识是学习的内容，“是客观事物的属性与联系的反映，是客观事物在人脑中的主观映像”[2]，“知识生成是物质与意识相互作用的产物”[3]。由此可见，在人们对知识的理解中，知识是以自然、拼接、积累的方式生成的习惯认识。人们也在无意识间慢慢形成了自然生成、拼接生成、积累生成知识结构的学习习惯。可喜的是，目前人们已逐渐认识到，知识结构化是知识学习的一场革命，其不仅强调知识的结构化，而且强调知识的生成性、建构性、组合性、体系性。因此，需要重构传统的知识学习观念，优化对知识以及知识结构化的认知与理解。

(一)从自然生成到革命式生成

1.知识结构化生成过程并非自然生成

自然性是事物依循自身所具有的特性而自由发展的一种属性，自然生成是指学习者的知识结构体系形成的过程是自由发展、不经人力干预而生成的过程。可是，知识结构化并非是不受外界干预自然生成的。学习者的学习过程是知识转化—内化的过程，其内蕴的知识结构化是帮助学习者将原本零散的、孤立的、模糊的、碎片化的知识云团建构成属于个体理解的相互关联的、层级清晰的知识结构的过程，即人脑认知模式构建的过程。[4]在此过程中知识结构并不是自动生成、自主结合、自性黏合地自然生成的。因为，未经人工干预生成的知识结构没有经过人为的结构安排和设计，没有在知识生成过程中将相互关联的知识的层次性结构展现给学习者，学习者就不能在相关的知识点之间建立起有机的联系，更不能形成牢固稳定的知识结构网络，实现知识的结构化。质言之，知识结构的形成需要学生学会建立知识之间的有机、多元联系。在此过程中，教师需要引入认知冲突使知识思辨升华而引出大概念，进而联系大概念形成高通路连接，从而整合高通路，将孤立的认知碎片与其他知识模块建立起多元的联系，使得知识能够有机、协同、互动地融合在一起，在融合的过程中涌现出高阶功能，从而化知为识、转识成智、化智为能，形成结构型的知识网络。[5]

2.知识结构化生成过程实为革命式生成

知识结构化的生成过程是通过建立知识点之间的有机联系，形成比较稳定的知识体系，使学生的思维能力得到拓展与飞跃的过程。这个过程固然离不开知识点的积累，但更应该看到，学生学习时的知识结构生成是一次又一次的蜕变，是基于先在知识结构不断革新、不断扬弃、不断吸收、不断重构、不断优化、不断革命、不断推陈出新的过程。在这个过程中，新的知识、新的问题会不断涌现，但此时的知识结构是散乱的、碎片化的状态，学生会逐渐发现原有的认知工具(认知图式、认知脉络、认知方法及认知策略等)不能克服现有的混乱状态，此时需要借助大概念的凝聚性与关联性，将新知与旧知快速关联形成知识结构网络，并解决新的问题。需要说明的是，在解决新问题后的知识结构并不具备较强的普适性，还需要学生不断地转化、拓展思维场域，增加其认知弹性和普适性，最终形成成熟的知识拓展结构。[6]学生不断以上一步的积累为基础，逐级逐层构建起了更加精细、更加复杂的知识结构，如此，知识结构化在扬弃和革命中得到新生。

(二)从拼接生成到进阶式生成

1.知识结构化生成过程并非拼接生成

拼接性是将事物拼凑、接合在一起时所表现出的一种属性，知识的拼接性是把不同的知识拼盘、凑合在一起时所表现出的一种属性。但知识结构化的生成过程并非是拼接生成的。教学活动是一种知识传输并演化的活动，在活动中，知识会随着教师的传授而慢慢地嵌入学生的原有知识体系之中，由此逐渐生成了学习过程中知识的传导-融合特性。换言之，新的知识不能直接迁移、镶嵌到原有的知识结构之中形成崭新的知识结构。一方面，多型、多类、多维、多域知识会逐渐汇合、聚合与融合，在这个过程中，知识的内容与结构会逐渐嬗变，与其他知识发生化学反应，其生成的过程虽然有物理性的汇合与叠加，但更重要的是化学性的融合与质变；另一方面，不同知识按照属性、功能、关系、特征等自我组织起来，找到“集体的领导者”——大概念，由此组合成不同结构、不同层级的知识体系，其内容会变得更加丰富，结构会变得更加复杂，在此蜕变、升华的过程中，也演化出了层次性、阶梯性的特点——由平面化的拼接性转变为立体化的阶梯性。由此可知，知识结构化生成过程并非拼接生成。

2.知识结构化生成过程实为进阶式生成

进阶性是指事物由低级向高级发展的一种性质，是一种类似于不断攀援、拾级而上的发展特性，而知识结构的生成也如同攀登阶梯一般，不断地逐级进阶。学习者在学习知识、内化知识、搭建属于自身的知识结构时，教授者会一步步帮助学习者接纳新知、消化新知，这往往是从基础部分开始的。学习者首先掌握简单的单元元素，然后在单元元素的基础上通过层次性、进阶性的方式进一步将更高级、更复杂的知识联系起来，从而建构起属于自身的知识结构，最后学习者不仅掌握了所学知识的基本概念，也掌握了所学知识之间的联系和层次，由此发展进阶性推导和思维能力。进阶式的知识阶梯搭建过程不仅能够为学生的进阶式学习指明道路，还能为其铺平路基，从而快速提高学生的学习能力。[7]知识结构生成过程中的进阶性，不仅体现在先在基础知识本身的丰富内涵层面，即知识的深奥性、复杂性、多面性之中，还体现在阶梯式、层进式的概念获得上，这些都能够帮助学习者深化知识层次、提升境界、开阔视野、扩大知识领域，使学习者的思维路径更加明晰、知识概念层次的建立更加高效，进而能够在学习者的领悟能力、共情能力、预见性洞察力、审美情操等方面搭建起成长的阶梯。而如何运用正确路径勾画出构建阶梯的结构和层次，则是我们研究知识结构化的进阶模型的方向所在，即在教学内容和方法上融入主题性的相关概念，在不同的阶段串联起相关主题，在观念上贯穿教学内容主题，合理构建出知识架构，进而系列化地整合进阶式知识结构逻辑[8]，促进学习者高阶能力的不断生成。

(三)从积累生成到催化式生成

1.知识结构化生成过程并非积累生成

积累生成指的是知识逐渐聚集、积聚起来的过程，在这个过程中学习者对知识的掌握只是单纯的内容堆积，简单机械式的知识叠加。如此一来，学习者只是知识的容器，学习的过程只是无意义的内容堆砌，学习者不能系统性地搭建起各级各类知识之间的联系，无法体会到知识的层次性和递进性，不能通过教授者和学习者双方的相互作用实现知识生成，更无法实现生成结构化的知识体系，对学习者自身思维能力的发展和进步也无甚裨益。这种学习方式下，学习者所掌握的大都是浅层知识，不能形成大概念引领的知识网络，不能在教学过程中产生深度和意义，进而促进学习者的学习质量和效率，这也是传统灌输式教学常见的问题。[9]在现今知识经济时代，如果继续将知识结构生成过程视为积累生成的，那么学习者就不会真正学习、掌握且生成创造性知识，需要在现实中运用知识的时候，不能因时因势地基于已有的知识网络储备解决实际问题，不能灵活掌握广博的学科知识，利用自身的结构化知识把知识碎片组合起来，形成复杂的整体知识网络，从而帮助其更好地进行思考和行动。

2.知识结构化生成过程实为催化式生成

“催化”一词来源于化学，化学实验中催化剂改变化学反应速率而不影响化学平衡。学习者知识结构的生成过程亦是如此，外来力量的催化介入可以促使知识概念网络形成相互链接的结构。知识结构具有可催化性，也存在着催化机制，这是一种内隐学习机制，一种增值性学习机制，一种在高阶思想引领下的思想跃迁机制。学习者在构建属于自身的知识结构时，首先会以自身原有的经验为基础，通过知识结构本身具有的相互联系性进行新知和先在经验的相互融合，如同化学反应一般，以学习者本身所拥有的知识结构为底板，经由具有活力和创造力的吸收、内化、改造重塑学生的知识结构，这个过程需要利用学科知识结构内在的相互关联性，引导学生促成知识结构整体性有机生成。若没有经过催化发生质变形成被内化的、有价值的知识结构，就仅仅是无意义的知识堆积，学生就不能运用到实践中去解决实际问题。要构建结构化的知识体系，形成复杂的整体结构，灵活调度多种思维方式，在理解的前提下构建和谐的精神世界。

二、知识结构化演化生成的基本进程

基于上述知识结构化革命式生成、进阶式生成和催化式生成的新型认知，知识结构化的生成并非是一蹴而就的，其蕴含了多个振荡与跃迁、超越与迭代、形变与质变的进程，主要包括从先在结构到混沌结构的进程、从混沌结构到初定结构的进程、从初定结构到拓展结构的进程。

(一)从先在结构到混沌结构

先在结构是指学习者在进入学习环境之前的知识基础结构。维果茨基说过，学生并不是空着脑袋走进教室的。学生在走进教室时，并不是一无所知的，他们在日常生活中、在以往的经历中，已经形成了一定的知识与经验。由于知识的动态性和相对性以及学习的建构性，教学不再是传递客观而确定的现成知识，而是激活学生原有的相关知识经验。质言之，任何认知活动都是以个人头脑中已经存在的意识结构为前提的。[10]因此，教学是帮助学生从原有的知识经验中生长出新的知识经验，以实现知识经验的重新组织、转换和改造的过程。总之，学习者先前的知识所构成的先在结构是学习发生的本源，是获得新知识的基础性工具，在知识的构建、反思、理解中具有价值优先性。

“混沌”是一种没有秩序和结构的状态，常出现在学生进入学习环境之时，新的知识概念会不断侵入学生原有的知识结构，此时，学生会不断地唤醒、选择、调遣、组织原有的认知工具来抵御新知。当外界刺激达到一定的强度时，原来占据支配地位的认知结构就会失去统治地位，先在结构的平衡也会被打破，两者就会纠缠在一起。此时，混沌结构便会产生，发生了从先在结构到混沌结构的演化。在混沌结构中，学生为应对模棱两可的新知会不断地通过动机刺激激活多元的认知工具，在这个过程中，大脑不断地选择最适合的认知工具，一方面通过认知工具解决新出现的问题，另一方面认知工具本身也在不断地适应问题，进而优化自身；必要时，大脑也会组织多种认知工具协同，从而形成更加复杂混乱的混沌局面。

(二)从混沌结构到初定结构

混沌结构是学生头脑中固有知识的先在结构与所选择并接受的知识进行有意义的碰撞、磨合、融会以及批判性理解时所形成的新的结构。学生原先的特定的先在知识结构与新知识之间出现不一致、不协调与不和谐，需要不断地调动大脑中的认知工具，不断地解决匹配性问题，不断地调整建模状态时，所形成的结构就是混沌结构。一般来说，混沌结构是人脑认知的过程性结构，在大概念的统整、催化下，还会演化出新的知识结构。

学生常规认知工具的力量是有限的，当遇到超过其认知能力范围的问题、困难或障碍时，学生就难以逾越，此时，学生就需要借助新的武器——大概念。在这个过程中，学生的知识结构需要不断地整合、重塑以实现革命性的过渡。然而，如何实现从混沌结构到初定结构的革命性过渡呢？研究发现，大概念、大观念、大理念的统整、催化、协调与重构作用不可或缺，由此才能激活高阶思维，厘清解决问题的路径。“大概念”是一种高度形式化、兼具认识论与方法论意义、普适性极强的概念。[11]它能够对现有的知识结构进行再组织、再设计、再结构化，使不同的知识结构建立起有机联系，从而建成结构化、体系化、综合化特性明显的大知识结构，也使所重构的大知识结构更具活力、张力与动力，能够推动知识向理论、方法、思想层面不断跃迁。[12]在这个过程中，学生的知识结构也完成了由混沌结构到初定结构的转化。

(三)从初定结构到拓展结构

一般来说，初定结构的地域性、情境性较强，普适性较弱，不能够适用于复杂场景，难以应对新的问题。为了使初定知识结构这一新的认知工具发挥出更大效力，成为普适性的工具，并与其他认知工具建立联系、形成组合工具并提高迁移运用的可能性，就需要从初定结构嬗变到拓展结构。事实上，拓展结构就是一种更加高效、灵活、具有普适性和综合性的知识结构。然而，如何实现初定结构到拓展结构的进阶演化呢？这往往需要经过以下过程：首先，模型强化。认知模型的物理结构是人脑中由多元神经元组成的神经回路，各个神经元的轴突形成髓鞘化之后，其认知模型才能稳固下来，形成长期记忆。所以，一定的强化练习是必不可少的。其次，弹性变形。为增强认知工具的普适性，需要多次变换思维场域，增减问题条件，转变思维视角。再次，抽象提升。认知工具只有进入到程序性、内隐性、自动化素养状态下才能更好地发挥作用。为此，就需要抽象脱域，脱离情境限制，脱离场景羁绊，进入程序化、自动化内隐状态，实现从“无感”到“实用”的素养养成。最后，广泛联络。生活是跨学科的，复杂疑难的问题也是跨学科的，孤立的认知工具很难解决复杂问题，因此，需要与其他工具建立多元的联系。当然，由于认知负载的限制，相互联系所形成的网络是有限的。在此过程中，增加关联度和内在的精细度以及对它们整体进行二次、三次抽象加工是主体认知发展的重要工作。当学生进入到拓展结构状态之后，能够从不同的知识或方法中抽象出更上位的概念，并逐步拓展，[13]学生的思维也相应地达到最高水平状态，学习者能够由已知知识引发新思考，进而领会新知识，并掌握学习知识的方法，彰显思维的独创性和深刻性，不断激发对知识的深度理解、深层把握、阶梯认知、系统阐释，推动持续性理解、高通路联结、思想性进阶，催化并练就优质的思维与表达。

三、知识结构化演化生成的必备条件

学生知识结构的构建不仅有利于将自身零碎、杂乱的先验知识进行分类、整理，进而将这些独立、分离的知识建立联系，构成相互关联的知识体系，还有助于超越事实性、符号性、表层性的知识理解，有助于挖掘知识背后所隐含的思想、意义、思维方式的深层追问。[14]质言之，这样的知识体系既能帮助学生在解决问题时构建知识的联系性，又能锻炼学生的思维。如何有效地促进知识结构的嬗变演化呢？研究发现，下面三方面的条件不可或缺。

(一)高阶知识的挖掘与渗透

知识结构的嬗变过程是先在结构、混沌结构、初定结构、拓展结构，以革命、进阶、催化的演化方式逐级行进的。在此过程中，大概念的融入能够为孤立的新旧知识建立有机联系提供帮助，是知识结构化构建不可或缺的要素。而类似于大概念的高阶知识就需要着重的挖掘和渗透，这种高阶知识是指建构的、个人的、情境的复杂知识，是支持高阶学习、培养高阶思维的必要条件。其作用在于，在知识结构体系未建立之前，学生头脑中的知识主要是低阶知识，即客观的、孤立的、个体性的简单知识，迁移应用能力非常有限；而高阶知识相对于低阶知识具有更明显的内隐性、情境性、效能性、统摄性与灵活性，对于学生知识结构的生成与运用具有更重要的价值，能够对知识结构的形成起到监督、指导、评价、优化、矫正的作用。[15]质言之，在知识结构嬗变的过程中，高阶知识的意义在于将零散的低阶知识通过分类、集合、整理等行为整合起来，形成完整的知识体系。同时，高阶知识的学习与运用也有利于高阶思维的培养与生成。[16]知识结构的嬗变与构建不仅需要高阶知识的统摄，还需要高阶思维，也就是高级思维、高水平思维、“发生在较高认知水平层次上的心智活动或较高层次的认知能力”[17]的融入。因此，高阶知识的挖掘与渗透在知识结构形成过程中至关重要。

为此，教师及学生在教学活动中要注重对高阶知识的挖掘和渗透。在实践层面要注重哲学性知识的引入。在教学中，教师可以先挖掘所学知识蕴含的本质意蕴及哲理思想，再有针对性地将相关哲学性知识引入教学过程中，并为学生讲解其内涵与外延，提供相关应用范例及注意事项，随后引导学生认识知识的层级结构。经过学生内化的哲学性知识在学生知识结构中成为统摄性的元知识，能更好地、循序渐进地与其他相关知识碎片建立有机联结，最终帮助学生实现知识结构化。

(二)图式工具的学习与应用

知识结构的嬗变过程是学生在头脑中进行的无声革命，知识之间关联的隐匿性、思维的潜在性给学生建构知识体系、教师指导学生带来不小的挑战。因此，为展现知识之间的联系、形成可视化思维，图示工具的学习与应用就显得至关重要。

图示工具是以带有规则的图形、图像、动画等可视化元素为特征，将抽象的知识与信息(如概念、原理、关系等)进行基于规则的结构化组织和可视化表征，帮助人们对知识形成整体而又形象的认识和理解的工具。[18]例如，思维导图是最典型的图示工具之一，它的主要意义就是能够充分展现知识的整体构造与脉络，能够从不同维度表达、修饰和联系相关主题的知识脉络，使得知识体系呈现出由一个主题、多个节点、多条连线、多种图像和色彩构成的特点。[19]究其原因，思维导图在知识结构的形成过程中，从大概念产生分支和节点，子概念作为关键节点再生成多个子节点，随着高阶思维的转动，逐渐形成有序的图示结构，最终呈现为完整的知识体系。[20]从其具体价值来看，完整的、成体系的思维导图既能够帮助学习者冲破混沌结构阶段的迷茫，又能够在初定结构阶段帮助学习者明晰概念之间的联系，进而巩固知识的拓展结构。

因此，教师在教学过程中带领学生进行图示工具的学习与应用就是在无意识中帮助学生进行知识结构的塑造。具体而言，首先，学生根据课堂中的知识问题初步绘制自己的思维导图，厘清思路，明确问题的切入点；其次，教师引导学生形成自己的问题分析过程，学生通过自主探究的形式绘制个性化思维导图；然后，教师组织学生对绘制的思维导图进行讨论并修改完善；最后，教师分析思维导图的逻辑特点，总结重点知识。在此过程中，学生能够在自主学习中感受知识之间的奇妙关联，既减轻了知识记忆的压力，又掌握了学习方法的关键。一旦学生形成主动运用图示工具的意识，就会无意识地将这种工具迁移到各种学习场景中，成为学习知识的有效工具，加深知识的内化，促进知识结构的高效生成。

(三)思想实验的创设与演练

思想实验是认识主体在已有知识的基础上，遵循有形实验的模式和规范进行的一种探索性思维活动。[21]它成为知识结构形成的必要条件之一在于其独特的实施过程。具体而言，首先需要构建假设的命题和条件，其次学生在原有的认知基础上构想真实场景，最后推理预测或者驳斥存疑来论证预见性结果。[22]

综观知识结构的嬗变过程，思想实验在一定程度上是推动其演化的潜在动力：一方面，思想实验通过学生自主思考和探索，释放学生主体性的同时激发学生思维的创造性，为知识结构的构建提供能力保障；另一方面，思想实验通过对假设的命题进行总体建构，在头脑中形成层级分明的知识谱系、过程步骤及工具措施，即“以新的、不寻常的、创造性的方式改造和重新安排我们的知识”[23]，为知识结构的形成提供实践机会。

为此，教师在教学过程中要注重引导学生进行思想实验的创设，为知识结构的嬗变过程提供必要的活动基础。首先，教师可以从学生日常所熟知的事物着手，鼓励学生对这些习以为常的事情进行根本性的自主认知；其次，教师要引导学生进行思想实验的建构，从中发现问题，让学生体会思维的乐趣，思想的发现，思考的意义；最后，让学生自主在零散的信息和新旧知识之间建立关联，归纳和提炼基于主题的新知识结构。