摘要：认知弹性理论指出了传统教学对劣构领域问题解决的不足之处，既接受建构主义学习理论的主要观点，又不同于极端建构主义；既重视基本概念，重视知识的结构、联系与整体性，又提供给学习者自主构建的空间。基于认知弹性理论，我们认为：知识的掌握过程不是现成而孤立的；基本概念和原理应与实例结合；教学目标应注重主题性、系统性、分层性；教师应通过各种途径进行心理表征，培养学生的认知弹性。本文拟从基于认知弹性理论的教学原则与策略出发，结合理科教学的实例进行分析，提出改善理科教学的一些思路。
关键词：认知弹性理论；劣构领域问题；理科教学
众所周知，学习理论对教学设计有着直接和重要的影响，秉持不同学习观的教学设计者所偏好的教学设计范型与模式各相迥异。例如，以行为主义或认知主义学习理论为指导的教学设计普遍认为教学过程即是传递既有客观知识的过程，教学结果是可预测的，教学应遵循固定的程序和步骤。这类教学设计范型表现出决定论的思维倾向，重视教师的调控作用而忽视了学生的主观能动性，知识与学习者两相分离，教学过程的动态性、复杂性及不确定性等本质未得到充分考虑。相对应地，以建构主义学习理论为指导的教学设计虽然也认同世界是客观存在的，但主张对于世界的理解更多的是个人自己的主观决定，知识通过学生在与外部环境的交互过程中自行建构。这类教学设计范型强调学习环境的设计，重视“协作”、“对话”的作用。
本文所要探讨的认知弹性理论产生于20世纪90年代初，为美国依利诺斯大学的斯皮罗等人所倡导。该领域一方面接受“学习是学习者主动建构内部心理表征的过程”的建构主义基本观点，另一方面也反对只强调学习中非结构的一面而忽视概念的重要性和知识的系统性的极端建构主义做法，试图综合上述两种学习理论的长处，着眼于复杂和结构不良领域中的学习的本质。
那么什么是认知弹性呢？所谓认知弹性，是指同时以多种方式重建知识，对发生根本变化的情境做出适宜的反应。认知弹性理论的基本原理是：（1）只有在面对多重事实时，学习者才能以最佳方式对劣构领域的现象进行思考；（2）面对概念与案例构成多维非线性的情境问题，学习者会因背景不同而对其形成各自有根据的理解，因此，一个问题的解决方案也就不止一种。显然，多重知识表征正是为了构建各种观点的“马赛克”，构建概念与案例的“十字交叉”，使学习者对复杂知识尽可能完整地理解，获得灵活性的知识来适应多变的真实情境。
一.基于认知弹性理论的理科教学原则隐喻
认知弹性理论包含许多教学设计原则隐喻，结合理科教学的实际情况，试对其作如下论述：
（一）知识的掌握过程不是现成而孤立的
掌握复杂知识的不同方面，必须重视知识的多元表征，每个概念或原理的教学都要配合充分的实例，来帮助说明其不同方面的含义。例如化学教学中碳酸氢根离子既可以成酸又可以成碱的原理或共轭酸碱对的概念问题。
（二）教学设计应当既重视创设情境，也注重讲授基本概念和原理
传统教学常常是抽象的、脱离情境的知识灌输，这样的知识很难迁移到真实情境中去，因此教学设计要尽可能接近实际生活，另一方面，也不能忽视基本概念和原理对问题解决的基础作用。例如在物理教学中，可将斜面推木箱的实验作为讲授力的分解的课堂情境，再归纳总结其中的科学原理。
（三）基本概念和原理应与实例结合，与具体情境联系
实例可能同时涉及许多概念，学生可以借此机会形成多角度理解。例如，在化学教学中，酸雨的实例能够涉及诸如PH值，硫循环，环境污染等多个概念甚至跨学科的知识点。
二.基于认知弹性理论的理科教学策略启示
认知弹性理论为教学质量的改善和提高提供了丰富而可贵的支持，从教学目标、教学环境、教学方法、教学过程等几个方面来看至少可提出如下策略：
（一）教学目标重主题性、系统性、分层性
教学目标应重点分明，让学生对劣构领域的知识有清晰的界定概念，认识到哪些知识点是本门课程的重难点，尤其是逐渐显现的学科交叉性质带来的问题。例如在物理教学中，牛顿物理学这一特定环境，主要包括牛顿定律方程，而非解这些方程式所需的代数技能。分层性体现在教学任务细分为各个子任务，避免将高级知识的获得过程简约化，保持知识的关联性和整体性。
（二）通过各种途径进行心理表征，培养认知弹性
掌握复杂知识必须重视多元表征，如果教学内容是劣构领域知识，需通过各种途径进行教学、组织和心理表征，使学生对知识的掌握更加精确和深刻，增强其迁移用于具体情境的能力。例如在生物教学中，对于免疫这一生理特性，不光要表达清楚它是生物的一道保护屏障，也要阐明通过抗原的注射可以人为获得免疫的科学原理，以使学生在实际生活中能够加以应用。
（三）创设弹性教学环境，重视情境教学、案例教学
传统教学很大程度上是脱离情境的灌输式学习，知识很难迁移到真实情境中，理科教学因与其他学科相比更与实际生活紧密相连，理应受到更多重视。在教学策略方面，应重视将知识与情境、与案例相结合，引导学生了解案例时获得对概念的理解，教会学生从不同角度看问题，提高建构能力，培养创造力。例如在生物教学中，植物光合作用吸收二氧化碳释放氧气这一知识点就是能用具体情境和实验加以说明的范例，将学生带到种植园或观看相关视频、在课堂上演示透明玻璃箱光合作用实验、指导学生自己动手操作等，都是改善教学效果的好方法。
三.总结与讨论
在进行教学设计时，参照认知弹性理论，一方面要为学生提供建构理解所需的基础概念，另一方面也要为学生留出充足的自主建构空间，认知弹性理论对建构观的折中取向是我们进行教学设计的主导思想。当然，这类教学设计思路有其优势，也有其局限性。首先，认知弹性理论主要对劣构领域的问题解决起作用，并不是放之四海而皆准的，不考虑学生的具体情况和学科特点而推广是行不通的。其次，概念的多重表征，在一定程度上会加重学生的认知负担，如何把握这当中的度，也是值得我们思考的问题。总之，我们不能要求一种模式能够适应所有的教学情境，在适合的教学任务中合理地使用它，还需要我们的不断摸索。
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