阎金铎教授认为物理科学方法可分为三个层次：第一层次叫具体方法；比如观察的方法，实验仪器的使用方法或某个实验的具体操作方法等；第二层次叫逻辑方法；在具体方法的基础上，运用逻辑方法进行思考，通过分析、综合、抽象、概括等过程，最后上升到思维的三个形式，即概念、判断和推理；第三个层次是研究方法；如理想化方法、等效法、假设法、类比法、数学方法等.物理科学研究方法泛指非具体和非逻辑的第三个层次的物理科学方法，它是指在物理学发展过程中形成和积累的学习和研究物理问题的符合科学一般原则的各种实践途径以及具体手段.
1高中物理科学研究方法教育的现状
物理科学研究方法以隐性的方式存在于高中物理内容中.这样，从物理教材中物理科学研究方法的呈现形式来看，就不可避免的导致高中物理教师把“方法”教育放在物理教学的次要位置，具体表现在以下三个方面.
1.1无“法”意识
物理科学研究方法是物理科学实践的产物，是发现物理知识的重要“技术”手段，是解决物理问题的一把钥匙.所以，应该把物理科学研究方法教育放在与物理知识教学的等同位置.但就当前的物理教学来看，无物理科学研究方法教育意识的现象普遍存在.
比值定义法是物理学中定义物理量的一种科学研究方法.在初中物理内容中没有用比值定义物理量的科学方法，比如，密度定义为单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度，而没有用物质的质量与体积的比值叫做这种物质密度的比值定义法定义密度.其实，比值定义法是一种物理科学研究方法，其所定义的物理量由其特殊规律，比如用比值定义法所定义的物理量与所比的两个物理量无关，其定义式是量度式而不是决定式.而在高中物理教材(人教版)中第一次用比值定义法定义的物理量是速度，由于物理教师对比值定义的物理科学方法不甚熟悉或不够重视，所以在用比值定义法定义速度时，对比值定义的物理科学方法的内容和特点避而不谈.
1.2一提而过
物理知识是物理科学研究方法的载体.同时，物理科学研究方法又具有实践性、科学性，是科学实践智慧的结晶.挖掘高中物理内容中物理科学研究方法教育素材，融物理科学思想方法教育于物理教学之中，以此培养学生的物理科学研究能力和实践创新能力.因此，在物理教学过程中加强物理科学研究方法教育不容忽视.
高中物理内容中的物理科学研究方法有：理想化的方法，如质点、单摆模型；比值定义法，如速度、电场强度、磁感应强度定义；等效法，如力的合成与分解、运动的合成与分解；类比法，如电场与重力场；控制变量法，如探究加速度与力、质量的关系，等等.但在物理课堂教学中对这些物理科学研究方法往往出现一提而过的现象，而对物理科研究学方法概念的内涵、外延、特点以及应用等很少涉及.比如，质点模型是理想化科学方法应用的产物，但在质点概念的教学中，教师常只说明质点是一种理想化的物理模型，而对什么是理想化的物理科学研究方法？为什么要把实际物体理想化？在什么条件下把实际物体理想化？等理想化方法的内涵、外延以及实质和特点置之教外.
1.3有“法”不依
物理科学研究方法潜伏于物理知识之中，挖掘物理教学内容中的物理科学研究方法教育素材，放大物理科学研究方法的教育价值，提高物理科学研究方法的教学地位，加强物理科学研究方法的学习考查，做到有“法”必学、学“法”必用、用“法”必考，从而引起对物理科学研究方法教育的重视，为实现学生知识向能力的转化提供方法的支持.
物理科学研究方法是物理知识向物理能力转化的纽带和桥梁，学生学习物理知识的同时更要掌握物理科学研究方法，
想品质.可以通过实验思想方法的比较选择来养成基于严谨方法对某事物进行判断的认知品质等.当然我们也可以说得更细致一点，譬如在物理问题的解决过程中，我们可以通过查找某类问题的“锲子”，以帮学生不断生成更高水平的的解题策略.
根据笔者的经验，认知策略的最佳教学时机，在于物理知识的学习或物理问题的解决之后，两者之间衔接要紧凑，一般应先让学生自主反思，然后教师进行点拨.长此以往，则可收到培养学生物理学习品质的功效.
最后需要强调的是，创设问题情境、实施探究教学与追求认知策略不应当是分开的，而应当是一体的.在具体的实施过程中，情境的创设就是为了探究的顺利进行，而在探究过程中学生除了习得物理知识与物理思想之外，对探究过程的体验与反思，本身就是认知策略不断生成的过程.在这一整体过程中，教师的作用除了判断学生的知识达成度之外，还可以通过问题解决的方式去判断学生的认知策略是否形成.总的来说，有了这三个基本理念的支撑，高中物理教学就可以进入一个良好的状态，从而实现教学相长.
从而提升学生的探索、发现和创新能力.在物理知识的教学过程中，要把物理知识方法化、科学研究方法显性化，做到知“法”、学“法”、用“法”.在学生掌握物理科学研究方法的前提下，加强物理科学研究方法的应用训练和考查.当前的物理教学现状表明，物理知识的巩固训练多是致力于物理概念和物理规律以及物理实验，而对物理科学研究方法的应用训练是练的少、考的少，表现出有“法”不依的教学现状，由此说明当前的物理教学对物理科学研究方法教育的乏力.
2高中物理科学研究方法教育的思考
2.1增强高中物理科学研究方法教育意识
意识是客观存在在人脑中的反映，物理科学研究方法教育意识是物理科学研究方法在人脑中的客观映像.物理科学研究方法对物理学的发展具有深远的影响，物理科学研究方法教育对学生知识向能力的转化和学生创新能力的培养具有深远的重大意义.物理教师要在提高对物理科学研究方法教育认识的基础上，增强物理科学研究方法教育意识.要在领会理解物理科学研究方法概念的同时，具有抓住物理科学研究方法本质的意识，挖掘物理科学研究方法教育素材的意识，以及物理科学研究方法的应用意识和评价意识.
2.2构建高中物理科学研究方法教育体系
表1高中物理科学研究方法教育体系
高中物理科学研究方
法教育内容(方法、举例)高中物理科学研
究方法教育目标
高中物理科学研
究方法应用训练高中物理科学研究
方法教育评价
实验归纳法光的反射定律
领悟实验归纳方法，经历实验归纳物理规律的过程，学会独立操作.
实验设计规范操作
数据处理归纳规律
等效替代法力的合成
与分解
认识等效法的意义，理解等效的本质，会用等效法探究和解决物理问题.
等效思想等效方法
等效规律数学处理
理想化方法质点
认识理想和现实的差异及理想化方法的物理意义，掌握理想化的条件.
理想模型的认识
客体理想化条件
理想模型的应用
控制变量法探究加速度与
力、质量的关系
知道控制变量法，会控制变量探究问题，会在控制变量的基础上归纳物理规律.
控制变量的认识
变量控制的方法
变量控制的条件
控制结果的处理
控制结果的归纳
比值定义法电场强度知道比值定义的基本方法，理解比值定义法的本质.
定义内容的理解
定义式的理解
定义式的应用
乘积定义法功认识乘积定义法，理解乘积定义法的意义、本质和特征.
定义内容的理解
定义式的理解
定义式的应用
极限法瞬时速度认识极限法，理解极限法的物理意义，会应用极限法解决物理问题.
时空极限和极限条件下物理量的变化，极限条件下物理规律的运用及物理问题的分析.
类比法电场认识类比法的思想，认识类比法的本质，会应用类比法研究问题.
类比法的概念
类比法解题
假说法普朗克量子假设
了解假说法的思想以及假说法在物理学发展中的作用，会应用假说法研究问题.
假设法的概念
假设法解题
外推法自由落体运动
规律研究
认识外推思想方法及外推法在物理学发展中的作用，会应用外推法研究物理问题.
极限外推法解题端值外推法解题
放大法扭秤法测
引力常量
认识放大法，理解放大法的物理原理，会应用放大法研究物理问题.
微小量放大设计，放大法在物理实验中的应用
数学方法振动图象
与波动图象数学模型的建立，数学知识的应用，数学方法的运用.代数、平几、解几、三角、数列知识的应用.
评价内容：
高中物理科学研究方法应用训练内容.
评价题型：选择题；
填空题；
设计题；
操作题;
论述题.
评价形式：
纸笔评价；
操作评价；
纸笔操作评价.
评价标准：高中物理科学
研究方法教育目标
评价呈现：(1)等级形式
本文提出的针对于理论物理教学与实践的探究方案，是遵循微观到宏观，理论研究到具体实践，单体到多体的顺序展开的，一共包括三个知识单元，它们是统计物理，量子力学和固体物理。为了使得学生充分掌握理论物理知识，我们需要结合教材中原有的三个单元的知识体系，改善原有体系中知识的逻辑性，合理安排各个知识的所占比例，以协助学生循序渐进的掌握知识点。热力学和统计物理学主要是研究宏观物体。宏观物体主要是由微观粒子组成，因此，在这个知识单元里面，我们依照宏观到微观的顺序展开讲解，并遵循统计学和宏观物体的联系。以普通物理学为背景，循序渐进，引入量子统计理论，慢慢激发学生对量子力学的学习兴趣。由此引出第二个知识单元。量子力学知识单元。在第二个知识单元里面，我们首先讲解单原子分子量子理论，慢慢引入到多原子分子量子理论，最后引出第三个知识单元——固体物理。在第三个知识单元里面，先讲解理论，在注重实践应用，引导学生实现创新。这样，三个知识单元互相联系，前后衔接，最后贯穿成为一个整体，给予学生整体上对于理论物理学的知识。
二、理论教学与实践教学相结合
物理理论较为抽象，即便是来源于具体的事例，学生学习起来也具有一定的困难。因此，在理论物理的教学中，需要引导学生从感性上认识物理现象和物理过程。培养学生的感性认识，一方面可以从学生的日常生活中着手，另一方面可以引导学生从物理试验中不断培养。本质与非本质的认识影响着学生对物理概念的认识，因此学生认识物理规律会有一定的困难。物理实验能够提供给学生最具体、最直观的感性认识，因为这些精选出来的物理实验，是最通俗易通，简明扼要表达物理理念的感性材料。与生活中的现实例子有所不同，物理实验也有自己的特点，例如：物理实验比较典型，可以代表一定的物理现象；物理实验需要有动手操作，有一定的趣味性；物理实验定性定量的表明了全面性。学生通过物理实验，可以积累创造意识，同时可以协助学生科学的研究理论物理。学生动手操作物理实验，可以从中掌握到相应的物理知识，更加深刻的理解其中的物理含义，还可以发现试验中存在的问题，从而主动解决问题。因此，老师应当多给学生提供物理实验的机会，引导学生分析总结。一方面，可以督促学生掌握相应的理论物理知识，以及提升自身的动手能力；另一方面，可以引导学生养成严谨的治学态度，培养学生的兴趣。
三、探寻学生在学习物理理论知识过程中的认知模式
学生在物理学习过程中进行的认知活动包含了所有与物理理论知识学习相关的心理活动，具体来说有学生已有知识基础框架、面对新知识的认识、接受和使用、包含已有知识和新知识的知识体系的更新等等。物理认知体系是学生在学习的过程中，通过思考形成的每个人各不相同的知识框架体系，是学生对不断接受到的知识进行理解和组织之后建立的。从认知模式的发展方向中可以容易的发现，学生在认识接触到的物理概念、理论等时经历了一个非常复杂的过程，当物理环境作为刺激源后被学生感受到之后，学生对这些知识的接受程度不仅仅与这些知识有关，还与学生的心理状态、兴趣状态等主观因素有关。当接受到知识后，学生会通过思考在已有知识框架的基础上，对这些知识进行再加工。因此，为了保证学生接受新知识的能力，应该着力引导学生夯实基础，梳理清楚已经学习的知识，形成清晰的体系，实现事倍功半的效果。从认知模式可以发现，学生在认识和掌握物理现象的本质的过程中，首先要利用自己的感官去感知物理现象。对于为何有些同学在学习物理知识的过程中找到了很大的乐趣，而另一些同学却感觉到这些知识枯燥、难以理解。这个问题首先就是因为学习的动机问题。另外一个原因就是没有真正认识什么事理论物理以及它的应用，很多同学在内心当中认为这些基础的物理知识都只是纸上谈兵，对于实际的生产、工作和自己的发展并没有什么作用，在这种思维下，必然很难形成有效的学习动力。其实，在物理学科发展至今的数百年中，已经积累了无数的先进理论，产生了很多影响人类生活的发明和发现，衍生出很多高新科技学科，例如常见的核能、半导体、计算机、通信、太空活动、量子试验等，无不与物理息息相关。在学习过程中，要充分认识到物理学科的理论知识对于人类生活各个方面的巨大作用，培养求知的动力，形成为学科发展、改善人类生活而奋斗的良好志向。最后，应该尽可能的把理论基础物理与更加专业的物理应用领域，例如光信息学科、半导体学科等高新科学专业有机的联系在一起。当今，光学学科的研究热点目前主要集中在光子操控、光材料研发、量子通信等方面，这些热点问题虽然已经取得了很多成绩和成果，但还有很多问题需要进一步的研究。同样的，其他高新学科同样也存在很多有待研究的地方，需要更多的物理人才投入到学科研究当中。如何将基础物理的知识规划与未来高新学科的需求联系起来，为以后学生的进一步发展打下良好基础，也就成为了学科内容规划需要考虑的重要因素。学习理论物理，需要扎实的数学基础，因为理论物理的理论性较强，学习起来十分抽象。因此，物理理论的学习，是感性认知的行为。学生在学习过程中，认知物理理论，认知物理世界，将自身与物理的环境相互作用。通过积累理论物理知识，加上自己的思考，给自己形成立体的物理思维模式。除此之外，老师也要发挥良师益友的功能，首先，协助学生掌握尽可能多的基础理论知识，并且能够将新知识和老知识相互结合。其次，老师也要引导学生构建认知体系，搭建自己的知识框架。兴趣是最好的老师，因此，应当尽力协助学生培养对理论物理的兴趣。理论物理本身是十分有趣的，有多种方式可以感知，包括观摩，听讲等。这个过程中，大部分同学都会产生对物理学习的浓厚兴趣，但是也有一部分同学，由于思路跟不上，落下的知识越来越多，慢慢产生了厌恶抵触的心理。理论物理公式繁多，推导过程繁杂，理解起来也晦涩，甚至感觉实际生活中没有用途，因此，部分同学失去了学习的动力，究其原因，还是由于缺乏认知的缘故。
四、创新教学模式
1 物理教学改革应该遵循辩证唯物主义的认识论
1.1 辩证唯物主义的认识论
早在1937年，伟人在他的哲学著作《实践论》就指出：“通过实践而发现真理，又通过实践而证实真理和发展真理.从感性认识而能动地发展到理性认识，又从理性认识而能动地指导革命实践，改造主观世界和客观世界.实践、认识、再实践、再认识，这种形式，循环往复以至无穷，而实践和认识之每一循环的内容，都比较地进到了高一级的程度.这就是辩证唯物论的全部认识论，这就是辩证唯物论的知行统一观.”
根据在《实践论》中对人类认识规律的精辟论述，可将人的认知过程概括为如下简图：
1.2 物理教学与认识论
物理学是研究物质世界的最普遍的运动形式及其变化规律的一门科学.物理教学的主要任务是形成物理概念、认识物理规律、进而应用物理规律指导实践和改造世界.物理概念是物理现象和物理过程在人脑中的反映，物理概念是物理思维的基础.所以物理概念的教学是物理教学的基础和关键.如果学生在学习过程中没有建立起清晰、准确的物理概念，就不可能掌握物理基础知识，也就无法进行进一步的学习和研究.初中生进入高中时，对物理概念掌握很少，而且有的概念并不准确和完整.高中物理学习的阶段，是大量物理概念形成的阶段，所以物理概念的教学就显得尤为重要.
按照对人类认识论的哲学思想，概念形成的过程是复杂的，决不仅仅是对一事物给出一个准确的定义.应用于教学过程，决非记得这个“定义”，概念就“形成”了.概念形成，不仅与“感性认识”、“理性认识”、“革命实践”有关，而且与“两个飞跃”、“科学方法”密切联系.应用于物理概念形成，则有：物理概念形成的基础是观察实验，获得感性认识；应用科学方法上升到理性认识；通过回到实践解决问题，巩固和检验物理概念的形成.由此可见，物理概念形成与物理观察实验是不能分割的；物理概念形成与物理问题解决是不能分割的；物理概念形成与物理科学方法是不能分割的.
物理学的原理、定律、定理或规律不是物理概念的堆砌，也不是一个或若干简单的公式，它是在观察实验现象的基础上，应用科学方法探究并用有关的物理概念总结出来的，客观的物质运动的规律.也要经过“实践、认识、再实践、再认识”的过程，也与“两个飞跃”和“科学方法”密不可分.
因此，经过多年的物理教学实践，我坚持认为中学物理的教学过程应该严格遵循辩证唯物主义认识论.但在实际教学中要想真正做到并不容易，因为认识过程的三个阶段可能出现一系列问题，从而对教学效果造成影响，因此如何进行问题诊断并如何针对性解决问题就成了中学物理教师长久的研究课题.那么，从认识论的角度来看，中学物理课堂教学中会出现哪些问题呢？又该如何解决呢？
（1）感性认识阶段
感性认识是人们在实践过程中通过自己的肉体感官（眼、耳、鼻、舌、身）直接接触客观外界，引起感觉，形成印象，对各种事物的表面的初步认识.由于不同学生个体对在生活实践中积累起来的感性印象的理解角度和丰富程度参差不齐，在教师举例时，学生按照自己的认识形成的初步概念就各不相同，在课堂上就会出现有的学生“心有灵犀一点通”而有的学生怎么解释也一脸迷茫或出现理解偏差的现象，从而成为教师在把握课堂进度、把控讲解深度及顾及各层次学生等方面的困扰.
针对这一问题，建议有两个解决途径，一是在教学中充分利用教材中的“说一说”“做一做”和“科学漫步”等素材，并尽可能多列举生活现象，多做演示实验和学生分组试验，加深体验，增加感性认识广度，从而统一各层次学生形成的初步概念；二是增加学生之间的交流，通过课堂交流迅速缩短认知差异，破除理解偏差，从而避免部分学生因跟不上教师进度而注意力转移，以及因认知偏差产生的思维混乱，有效完成感性认识阶段的知识渗透.
（2）理性认识阶段
理性认识是认识的高级阶段，是在感性认识的基础上，将所获得的直接经验和感性知识经过思考、分析，加以去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的整理和改造，形成概念、判断、推理，理性认识是感性认识的飞跃，它反映事物的全面的、本质的和内在的联系.它表现为一系列的抽象、概括、分析和综合的过程.在物理教学的实践中，由现象、事例、实验上升到概念、原理、规律的过程正是这样的理性认识过程，也是物理教学最难的部分.这一过程对学生的思维能力要求较高，但实际情况中，学生思维能力并不是先天具备的，需要进行系统性培养，另外，同一班级学生思维能力往往也是参差不齐的.因此，如何在确保课程进度的同时有效培养学生的思维能力，尤其是物理思维能力，并且不造成较大的个体差异性，正是当前困扰物理课堂教学的问题所在.传统模式下的“满堂灌”往往以教师讲解为主，教师希望通过学生“听”课就能形成正确的思维，这就使学生失去了思维的空间和时间，而结论式的教学方法又使学生没有了归纳抽象的机会，失去了创造性，更无法充分权衡和顾及班级所有层次学生.
应对理性认识阶段这些问题的办法，除了提高物理教师的专业素养和教学意识之外，较为有效的办法就是改变传统的教学模式，把学生真正变成课堂的主体.具体而言，充分利用新教材中的“思考与讨论”中提出的问题，同时鼓励学生踊跃提出自己的疑问和问题，给予学生积极探究问题的时间和空间，在学生交流讨论后，教师再不断加以引导，最后得出正确的结论.这样不仅使学生对物理规律和概念认识得透彻深刻，而且潜移默化的锻炼了学生的思维能力，同时也提高了学生探究问题的能力和科学素养.
（3）指导实践阶段
从感性认识到理性认识是认识过程中的第一次飞跃，但认识过程并没有完成，还需要由理性认识再回到实践中去，实现认识过程的又一次，也是更重要的一次飞跃.对于教学而言，理论指导实践就是让学生把由感性认识升华形成的理性认识用于指导实践进行“再实践，再认识”.在“再实践，再认识”的过程中，检验认识的正确性，同时对已有认识进行修正、补充、丰富和发展，从而不断完善自己的认识，使得对自然规律的认识提升一个水平，实现第二次飞跃.在这个过程中，学生的各方面能力也将得到进一步提升.在教学环节中，“再实践，再认识”环节最主要的手段即例题讲解和习题练习.但在应试教育的压力下，仍然存在着几个方面的问题，并没有在真正意义上实现“再实践，再认识”，仅仅培养了学生的应试能力，其他能力没有得到锻炼和提高.问题如下：
①学生不动脑子，一有问题就问；教师就怕学生不会，讲解的太勤太多，没能给学生动脑子的时间和机会；
②题海战术，大量习题的模仿练习使学生丧失了对物理学习的新鲜感，不再进行深入思考，甚至抄答案、碰答案；
③频繁考试使学生产生厌倦心理，只为应付考试而根本不可能从中总结提炼.
针对以上指导实践阶段的问题的解决办法是，一方面认真选题，杜绝题海，做到精选、精讲、精练，另一方面给学生充分的时间进行独立思考与实践.如何做到第二方面呢？建议教师应做到“三不讲”，即学生一看就会的不讲，学生通过自己努力能学会的不讲，讲了也不会的不讲；此外，还应加强学生之间的交流和互查、互评、互讲，一来可以激发兴趣，二来又可取长补短，共同提升认识，缩短认识差异.
1.3 教学改革与认识论
近几年来，在新课标的要求下，教学改革的浪潮滚滚而来，五花八门的教学模式应运而生，名称叫得一个比一个响亮，甚至于把数字和英文字母都用上，以增加神秘色彩.其实，只要是能够遵循人的认识规律的教学模式，就能收到较好的教学效果.不需要对传统教学的“颠覆”，也不需要华而不实的“包装”，更不需要经过几个小时的精心排练而进行的一节课的“表 演”.而应该是根据辩证唯物主义的认识论，结合学生的具体情况，设计自己的教学模式，实实在在的教会学生如何学习，如何获取知识，如何发现问题，如何探究问题，如何解决问题，也就是如何提高学生的学习能力和科学探究能力，这才是课改的真正目的.
2 物理教学中的科学探究
2.1 科学探究在物理课改中的必要性和重要性
科学探究是人们认识世界改造世界的过程中，必要且重要的手段，而物理是建立在观察与实验、总结与归纳基础之上的学科，科学探究在物理的教学与研究中，起着重要的作用，也是培养学生创造性思维的重要途径.《普通高中物理课程新标准》强调指出，学生要学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，能运用物理知识和科学探究方法解决问题.科学探究是新课程的一个亮点，探究已经成了新课改的关键词，科学探究得到了普遍的重视.
2.2 科学探究在物理教学中的形式的多样性
中学物理教学中，科学探究的形式是多种多样的，新课程标准指出教学中科学探究的几个要素是：提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、分析与讨论、评估、交流与合作.但是，在中学物理教学中，科学探究的要素不能求全，《课程标准高中物理教科书（人教版）物理1、物理2编写思想》指出，一个具体的教学过程，只要有几个这样的要素就有了探究性，就体现了探究的精神.例如，质子带正电，中子不带电，为什么质子和中子能聚在一起构成原子核呢？教师提出这个问题，学生自然会想：“对啊，同性相斥，……可能除了库仑力之外，还存在另一种力，使得质子相互吸引，不然怎么会……”这一小段教学过程，包含了提出问题、猜想与假设、分析问题.尽管学生不可能得出可靠的结论，但因其具有科学探究的典型要素，这就是一段科学探究.这样的教学过程，就是在“播种一种行为，收获一种习惯”，这对培养创新性人才是非常重要的.
2.3 科学探究在物理新课标中具有三重性
中学物理教学中科学探究是一种学习方法，强调学生自己不断发现问题，解决问题，在这个过程中，获取知识，体会科学方法，实现认识的飞跃.科学探究本身也是学习的内容，属于程序性知识，是新课标要求学会的.科学探究还是一种精神，要用这种精神探索和研究自然规律，也要用这种精神学习整个课程中的所有内容.这点尤为重要，教师要想尽一切办法调动学生探求新知识的积极性和主动性，引导学生主动探索，积极运用，努力营造科学探究的教学氛围.
3 高中物理循环探究式教学模式初探
结合我们忻州师范学院附属中学理综组全体物理教师自主探索教学改革的过程中积累的经验，再结合我对辩证唯物主义认识论的理解，在不断的尝试和实践中，提出了此教学模式.设计了一套包含课前预习、课堂探究讨论、课后练习的完整的教学模式.此教学模式的主干是：在自主学习的基础上提出问题，探究问题，交流讨论，归纳总结.这样在一个个“提出问题―探究问题―交流讨论―归纳总结”的循环下完成课堂教学，在课后独立完成作业的基础上提出新问题，再形成“问题―探究―讨论―总结”的循环，直到本节知识全部掌握，完成一个大循环 （循环示意图如图2）.
在如上所述的教学过程中，“提出问题”可以是教师提出，也可以是学生提出.在学生自主学习阶段，由教师根据教学内容提出一些引导学生自学的问题和自主探究的问题.引导自学的问题可以是问答的形式，也可以是填空的形式.自主探究的问题是本节的重点和难点，是需要更深理解的内容，编成问题由教师提出，这些问题要求学生自主完成，如果不能很好的完成就应在课堂上提出，分组讨论或师生共同探讨完成.
在经过自主学习和自主探究之后，学生们肯定会生成自己的问题，以小组交流本组成员提出的问题，问题经归纳、汇总后在全班提出，与其它小组交流，教师再将学生提出的问题进行整理、归纳、汇总后展示在黑板上.先让小组讨论，后再全班交流，师生共探，直到问题解决，进行了又一个“循环”.
问题探究包括自主探究和合作探究.自主探究就是自己通过观察现象，查阅资料，猜想与假设、设计实验、进行实验、分析推理，推导论证等科学研究的方法，对所提问题进行研究，得出对问题的解答.合作探究就是与合作者（一般是小组成员）一起，有分工、有协作的采用各种科学探究的方法，解决问题.不管是自主探究还是合作探究都要在小组内进行交流.
这样，经过以上的教学，就由感性认识升华形成了的理性认识，完成了由感性认识到理性认识的飞跃，在这次飞跃中，科学探究起到了不可替代的重要作用，促进了感性认识到理性认识的转化.
案例精讲和课堂练习也是必要的一个过程.通过案例精讲，将抽象概念和方法具体化，帮助学生对所学知识的理解和深化，再通过课堂练习，检验自己对所学知识的掌握.在这一环节还可能会生成一些问题.生成问题后，再通过小组讨论和师生共探解决，这又是一次“循环”.在这个过程中，把前边形成的物理概念和规律用于指导实践，进行“再实践，再认识”，检验对这些物理概念和规律的认识的正确性，对已有认识进行修正、补充、丰富和发展，从而不断完善自己的认识，使得对自然规律 的认识提升一个水平，实现第二次飞跃.在这个过程中，科学探究也起着重要的作用.只有这样，学生的各方面能力才能得到进一步提升.
综上所述，在一次次“提出问题―探究问题―交流讨论―归纳总结”的循环中完成一节内容的教学.这样就做到了让全部的学生都动了起来，成为教学的主体，课堂大部分时间还给了学生.在这样的教学模式下，教师起的作用是引导学生自主学习，组织学生探究问题，交流讨论，帮助学生解决疑难问题，把握结论的准确性.
在这种教学模式下，教师并不轻松.对每一个循环，教师都应指导和帮助学生做到“四清”，即“问题清，观点清，方法清，结论清”.只有这样，学生们才能对所学知识的来龙去脉是清清楚楚，对问题的探究过程和探究方法是明明白白，对物理概念和物理规律的掌握是准准确确.让学生既能学会知识，又能提高学习能力和科学探究能力，真正提高学生的科学素养.
教学与知识之间有着内在的、天然的、不可分割的联系，所以，教学策略的设计必须针对知识类型的实际。
我国20世纪的化学教学大纲或课程标准都是从知识属性的角度对化学知识进行分类的。从1923年分科设置课程纲要开始，逐渐演变并基本固定为化学基本概念和原理、元素化合物知识、化学基本计算、化学实验以及化学用语等五个方面。恢复高考制度以来的考试大纲一直将化学知识分为“化学基本概念和基本理论、常见元素的单质及其重要化合物、有机化学基础、化学实验和化学计算”等五大类。而新课程高考化学考试大纲，虽然在考试内容部分将化学知识分为“化学科学特征和基本研究方法、化学基本概念和基本理论、无机化合物及其应用、有机化合物及其应用和化学实验基础”等五个方面，但在内容比例部分还基本保留了传统的分类方法。
知识分类就是根据特定的需要和标准，通过比较，把人类的全部知识按照相同、相异、相关等属性划分成为不同类别的知识体系，以此显示在知识整体中应有的位置和相互关系。在知识分类的历史上，不同的知识观有不同的知识分类理论与标准，因而产生了形形的知识分类方式。为了更好地实现教育目标，人们把知识分为事实性的、概念性的、程序性的和元认知性的四大类。
纵观传统的化学知识分类方法和知识分类理论的实际，可以将两者结合起来，并把化学知识划分为物质知识、观念知识和方法知识三大类。其中，物质知识主要属于事实性知识，包括无机化合物及其应用和有机化合物及其应用；观念知识主要属于概念性知识，包括化学科学的特征以及化学基本概念和基本理论；方法知识主要属于程序性知识，包括化学科学的基本研究方法，如化学实验基础和化学计算等。由于中学化学限于原子和分子层面，中学生认识的化学是“在原子、分子水平上识别和创造物质的一门科学”。所以，可以认为在高中化学知识中，物质知识是“识别和创造”的对象，观念知识是“识别和创造”的思想，方法知识是“识别和创造”的工具。物质知识是整个学科知识的基础，也是观念知识和方法知识的载体，观念知识和方法知识既要依靠物质知识的支撑，又能促进物质知识的获取。因此，化学学科要实现促进学生学科素养提升的终极目标，应该从获取化学事实、形成学科观念和掌握科学方法三个维度进行教学策略的设计。
新世纪以来实施的《普通高中课程方案（实验）》为了构建重基础、多样化、有层次、综合性的课程结构，以适应社会需求的多样化和学生全面而有个性的发展，设置了由学习领域、科目、模块三个层次构成的课程结构。据此，《普通高中化学课程标准（实验）》（以下简称《课标》）将科学领域化学科目划分为八个模块，同时又把模块分为必修和选修两大类。下面从物质知识、观念知识和方法知识三个维度，阐述在高中化学必修模块教学中促进学生学科素养提升的相关策略。
二、物质知识维度的教学策略
本文所说的“物质知识”实际就是“元素化合物知识”。在《课标》所构建的课程结构中，必修模块的物质知识主要分布在“化学1”的“常见无机物及其应用”和“化学2”的“化学与可持续发展”两个主题。其中“常见无机物及其应用”对应“单质与无机化合物”知识，“化学与可持续发展”包含“有机化合物”知识。从《课标》的安排和学科知识的逻辑关系看．物质知识是高中化学知识的基础和核心。为了使学生能准确获取物质知识，以便在此基础上生长出相应的观念知识和方法知识，可以采取下列教学策略。
1．在社会生活情境中认识物质知识
由于《课标》对物质知识的处理，突破了传统的物质中心模式，不再追求从结构、性质、存在、制法、用途等方面全面系统地学习和研究物质，这时，我们可以从学生已有的生活经验出发，引导学生关注身边的物质，将物质知识的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中，从而体现物质与自然界和社会生活的密切联系，并且通过对物质知识的学习加深对环境和社会生活问题的理解和认识，使学生直接体会到所学知识的社会价值。如关于氯气性质的教学可以借助液氯泄漏事故报道录像的有关画面进行，以突出基于“社会中心论”的教学思想。
2．以核心概念为指导学习物质知识
为了使学生能借助于一定的基本概念认识无机物的性质及其变化规律，《课标》在“化学1”中安排了物质的分类、氧化还原反应、离子反应等基本概念，并与单质和无机物知识安排在同一主题。限于化学l的模块功能，这些概念虽然是浅显而又有限的，但它们有助于学生对物质知识的理解，并对物质知识的学习具有一定的指导作用，我们在进行教学设计时要领悟《课标》的立意，充分发挥这些概念在学生学习物质知识过程中的指导作用。如钠与水反应生成氢氧化钠时，由于反应物中钠元素和氧元素的化合价都处于最低价态，而氢元素的化合价处于最高价态，所以只能是氢元素的化合价由+1价降低为0价，反应的气体产物为氢气。这一确定钠与水反应气体产物的假说，就是依据氧化还原反应的规律提出的。
3．在已有知识基础上获取物质知识
美国现代著名心理学家奥苏贝尔认为，学习新知识的关键是要建立起新旧知识之间的联系。他曾说，“影响学习的唯一最重要因素就是学习者已经知道了什么。要探明这一点，并应据此进行教学”。因此，要组织学生探究物质知识，应注意从学生已有的知识出发设置相关问题，将学生有效地引入新知识的探究情境之中，从而达成获取有关物质知识的学习目标。如过氧化钠和氧化钠都是钠的氧化物，由于氧元素的化合价不同，所以两者的性质既相似又不同。在过氧化钠性质的教学过程中，可以针对学生已知氧化钠性质的实际，通过对过氧化钠和氧化钠组成与性质的比较分析，并结合有关实验检验等探究活动，使学生获得对过氧化钠性质的认识。
4．按研完的一般思路探究物质知识
物质知识的教学不仅要向学生传授知识，更要教给学生获取知识的方法和思路。如对于SO2性质的研究可以有以下思路：SO2与CO2同属于非金属氧化物，CO2是酸性氧化物，SO2也应具有酸性氧化物的性质；SO2中硫元素的化合价处于其常见化合价的中间价态，所以SO2应该既具有氧化性又具有还原性；SO2是一种新认识的物质，除了根据其类别、组成元素的化合价等推测性质外，还可能具有其他某些特殊性质。然后结合相关实验验证推测的合理性，并形成对SO2性质的全面认识。这样的教学设计可以教给学生研究物质性质的一般思路和方法，从而帮助学生提高学习其他物质知识的针对性和有效性。
三、观念知识维度的教学策略
关于观念知识，高中化学必修教科书按照《课标》的要求和学生的认知规律进行了整体化的设计和编排，主要包括化学研究的物质层次观、化学中的相互作用观、化学变化的形式观、化学反应中的能量观、化学反应的方向和限度观、化学进化观等几个方面。由于学科观念知识不仅是化学学科素养的重要构成部分，而且“具有超越事实的持久价值和迁移价值”，所以，我们应该在全面把握课程结构中学科观念知识体系的基础上，“围绕学科基本观念进行教学设计”，从而帮助学生形成应有的学科基本观念。又由于观念是客观事物在人脑中留下的概括的形象，化学学科观念通常是在化学事实性知识基础上通过不断的概括提炼而形成的。因此，帮助学生构建学科观念常有观念知识以物质知识为基础和物质知识用观念知识来概括两个基本策略。
1．观念知识以物质知识为基础
运用分类观念不仅能使有关化学物质及其变化的知识系统化，还可以通过分门别类的研究，发现物质及其变化的规律。为了使学生形成分类的观念，有关分类的内容可以采用以下设计进行教学，以突出观念知识对物质知识的依赖。
学习活动1：结合生活中（图书馆、超市等）分类的事例，思考物质之间具有怎样的关系、应该怎样对物质进行分类的问题。
基本理解：分类是学习和研究化学物质及其变化的一种常用科学观念。
学习活动2：尝试对已学过的化学物质和化学反应进行分类，并与同学交流。
基本理解：树状分类是根据对象的共同点和差异点，将对象区分为不同的种类，而且形成一定从属关系的不同等级的系统的逻辑方法。
学习活动3：对几组化学物质进行分类，并制作相应的树状分类图和交叉分类图。
基本理解：分类要有一定的标准，根据不同的标准可以进行不同的分类，树状分类法和交叉分类法是常见的分类方法。
2．物质知识用观念知识来概括
乙酸的知识主要属于物质知识。《课标》在“化学2”中要求学生知道“乙酸……的组成和主要性质，认识其在日常生活中的应用”，教科书又将其细化为乙酸的分子结构、酸性、酯化反应及主要用途。显然，这些都是物质知识的内容。在“课程设计要围绕核心观念进行”的理念下，《乙酸》的教学可以从物质知识中概括出相应的学科观念，以体现物质知识是观念知识的基础。
学习活动l：观察乙酸分子的比例模型，认识乙酸分子的结构。
基本理解：物质有一定的组成和结构，乙酸的官能团是羧基。
学习活动2：设计实验证明乙酸具有酸性，并通过实验比较乙酸和乙醇分别与钠反应的速率。
基本理解：有机分子中基团之间存在相互影响，乙酸分子中羟基上的氢原子比乙醇中的活泼，主要是由于羰基的影响。
学习活动3：阅读关于“酒是陈的香”的解释，分析乙酸和乙醇酯化反应的机理。
基本理解：酯化反应属于取代反应，是有机反应的一种重要类型。
学习活动4：观察和体会教师演示的乙酸乙酯的制备实验。
基本理解：乙酸乙酯的制备是可逆反应，实验中需要控制反应的条件。
学习活动5：总结乙酸的化学性质与分子结构的关系。
基本理解：官能团是决定有机物化学特性的基团，乙酸的化学性质主要由羧基决定。
学习活动6：结合生活实践讨论乙酸的用途。
基本理解:化学知识在生活中是有用的，乙酸与人类的生命、营养、健康密切相关。
四、方法知识维度的教学策略
高中化学必修教科书在着力构建物质知识和观念知识体系的同时，根据不同教学内容的特点和学生认知规律．构建了符合学生探究能力发展需要的科学方法体系。其中，有的是让学生在科学探究、思考与交流等活动中练习和运用，有的是让学生通过阅读科学史话进行体会和领悟。在教学过程中，我们应该对教科书中的方法知识体系了然于胸，通过挖掘教科书隐含的方法知识、利用方法知识组织教学内容、运用方法知识解决实际问题等多种途径，有计划、有步骤地落实方法知识的教学，不断提高学生的科学探究能力。
1．挖掘教科书隐含的方法知识
物质知识和观念知识是教科书编写的主线，而方法知识处于相对隐性的地位。如关于卤族元素的性质，教科书是用假说方法组织教学内容的。具体包括：(1)发现问题——卤族元素原子的电子层结构的变化规律与碱金属元素相同，它们的化学性质也能与碱金属元素一样表现出相似性和递变性吗？(2)提出假说——氟、氯、溴、碘在化学性质上也能表现出一定的相似性和递变性。(3)验证假说——获取卤素单质与氢气的反应、卤素单质间的置换反应等事实材料。(4)得出结论——卤素都是活泼的非金属，随着核电荷数的递增，元素的非金属逐渐减弱。但是教科书对这四个步骤没有具体说明和提示，教学中教师可以对假说方法进行显化，并使学生明确假说是人们根据已有知识对所研究的事物或现象所做的初步解释，它需要证实或证伪，而且科学理论最初都是以假说的形式出现的，并随着科学研究的深入，不断得到修正、完善和发展。这样学生在以后的学习过程中就能比较自如地运用假说方法进行相应的探究活动。
2．利用方法知识组织教学内容
新课程高中化学教科书虽然增大了科学方法的外显力度，但总体还稍嫌不够。因此我们应该适当注意以方法知识为线索组织教学内容，在以物质知识和观念知识体系作为课程内容展开主线的同时设计一个方法知识体系。例如关于“化学2”中“苯”的教学可以将其分解成八个学习任务：(1)用文献方法了解苯的发现和来源；(2)用观察方法认识苯的主要物理性质；(3)用假说方法确定苯分子的组成；(4)在认识苯的凯库勒式的同时感悟直觉思维的意义；(5)用假说方法确定苯分子中没有与乙烯类似的双键；(6)用模型方法认识苯分子的平面正六边形结构；(7)用演绎方法完成苯的取代反应和加成反应的化学方程式；(8)用综合方法对苯的结构和性质形成整体认识。该教学过程突出了方法知识对物质知识获取过程的指导作用，随着教学的深入和学生感性认识的丰富，可以逐渐提高对这些科学方法的要求，最终实现方法知识的教学目标。
3．运用方法知识解决实际问题
关键词：初高中生物教学;拓展;衔接
中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1673-9132（2016）10-0245-178
DOI：10.16657/ki.issn1673-9132.2016.10.049
为了学生更好的成长和发展，对初、高中生物教学内容衔接，初中教师很有必要处理好有关生物教学内容的衔接问题，不但要按照初中课程标准完成教学任务，而且在平时的教学中帮助学生提高与高中生物有关教学内容的理解和突破。处理好生物有关内容的衔接是初中生物教师责无旁贷的使命，也体现了生物教学面向全体学生、全面提高科学素养，达到知识性、能力性和科学性相统一的教学目标。
一、“细胞及细胞的生命活动”有关知识内容衔接的理解
初中生物教科书通过观察植物细胞和动物细胞结构的活动，在制作和观察临时玻片标本的同时，认识细胞的基本结构、植物细胞和动物细胞的区别，从而进一步理解细胞的概念，宏观地理解细胞的分裂和分化，使学生理解生物体的结构层次，认识细胞是生物体遗传、生殖、发育和代谢等生命活动的基础。对植物光合作用和呼吸作用的认识，以图片形式展现，让学生初步认识其条件和意义。整个教学内容要求教师在利用教学挂图、教学课件和视频等教学辅助手段的基础上，逐步加深学生“对细胞是生物体生命活动基本单位”的认识。教学中应该有意识地给学生灌输结构和功能相统一的生物学观点，在讲授具体教学内容时，要将问题深入浅出的处理，为高中生物教学埋下伏笔，这样既增加了生物教学的层次性，又激发了学生的好奇心。
高中生物是在初中生物教学的基础上，从细胞和生命系统的结构层次入手，从微观角度系统阐述了细胞的各种结构和功能，继而顺着组成细胞的物质基础――化学元素和化合物，蛋白质、核酸等组成细胞的生命大分子物质的学习，为进一步认识细胞的微观结构和理解细胞的功能夯实了基础，然后分模块逐步认识细胞结构和功能，深层次的理解细胞生命活动过程中物质运输方式、能量供应和利用机制，最后以光合作用和呼吸作用为例，侧重揭示光合作用和呼吸作用的物质变化和能量变化等实质，重点阐述生物的生命活动与其物质基础和精细的结构密不可分，与物质的分解合成和能量转化利用息息相关，最后才从宏观角度阐述细胞的分类、分化以及衰老和死亡的整个历程。
二、“生物的遗传与进化”有关知识内容衔接的理解
初中生物从常见的生殖方式入手，引出了生物的遗传和变异的知识，教学内容的安排上先让学生知道能够使后代出现亲代相似性状的是遗传物质DNA在起作用，接着先后展开了人的性状和性别决定方式的认识，继而了解常见遗传病的原因是遗传物质发生改变引起;对于优生优育、预防遗传病发生以及生物育种技术的应用则重点介绍。为了增加学生对生物科学发展前景的理解和憧憬，课本特别以“多莉”羊的产生、“抗虫棉”的培育、日常生活常用的发酵技术等，简单陈述了生物技术的发展以及对人类生活的改变和生命健康的意义。这种安排既符合学生的年龄特征和认知规律，同时又要求初中教师在教学中能够为高中生物知识的学习发挥穿针引线、引路搭桥的作用。
高中生物教学内容是在初中学习遗传学知识的基础上，先认识有关遗传学基础概念，继而认识遗传因子的发现、性状遗传的基本现象以及遗传现象的检验，从而总结遗传的基本规律。接着从生物有性生殖过程中性细胞产生的特殊方式和受精作用，从而引出了遗传物质、染色体、基因的概念认识以及它们之间的复杂关系。再重点介绍基因的结构和功能、DNA的复制、基因对性状的控制，再自然导出遗传密码的发现及其意义。在认识和理解基因传递规律的过程中引出基因突变、基因重组、染色体变异等变异知识;从学习理解遗传过程中基因频率的改变等知识点，为学习现代生物进化理论奠定基础。在理解基因的基础上，从生活及生产实践中，自然而然让学生对杂交育种、单倍体和多倍体育种、诱变育种重点认识和理解，继而详细重点学习基因工程、细胞工程等生物技术以及应用。
长期教学实践，真实感受到初中生物教师在生物教学中的桥梁和纽带作用，尤其生物遗传和进化这个模块是高中生物教学的重中之重，在体现生物教学的科学态度和创新精神、科学技术价值观精神，体现生物知识的“实践应用”这一高考热点上非常重要。
三、“稳态与环境”有关知识内容衔接的理解
初中生物从生物多样性及保护入手，使学生初步了解和认识最基本的生态学知识，重点是生态系统的组成、食物链和食物网，而生态系统的物质循环和能量流动这两大功能，是通过课本上碳循环图片，结合光合作用和呼吸作用对生态系统功能进一步认识，总结物质循环和能量流动的特点。在学生能力目标培养上，主要侧重学生的识图、观察和分析能力，进而培养学生热爱和保护大自然的情感，增强学生的环境意识和资源意识。
高中生物通过对细胞内环境组成及作用的认识入手，阐述内环境稳态的意义，继而从人和动物生命活动调节、植物生命活动调节的学习，使学生从局部和个体两方面，抽象理解稳态调节重要性，尤其深刻地阐述了人体水盐平衡调节、血糖平衡调节和免疫的调节机制及其作用。生态系统部分，在引入群落的基础上，重点学习理解生态系统成分、生态系统功能的发挥及作用，在初中学习的物质循环和能量流动这两大功能的基础上，还阐述了第三大功能---生态系统信息调节，最后自然过渡到生态系统的稳定性及维持。这种安排符合生物学从细胞、个体、种群、群落、生态系统和生物圈这种局部到整体、多样性到共同性、生物与环境的相统一的观点。尤其通过一些社会调查、资料分析、思考与讨论和课外探究实践活动等，培养学生细心观察、科学分析、实事求是、大胆质疑和创新的科学品质。关注我国生物资源、人口、环境、科技等方面的发展水平，认识我国生物科技发展成就对人类生活、经济和社会发展的巨大影响，增强学生的爱国情感，培养学生科学精神和科学态度。
总之，生物教师必须在全面理解初、高中课程标准和教材内容的基础上，切实把握初、高中教材的知识体系，全盘梳理初、高中教材内容衔接的知识点，并且在这些知识点上恰当的连接、过渡、拓展和提升，有效的促进知识网络的形成，使学生技能适度提升，生物素养进一步提高。
[1] 方红霞.新课标下初、高中物理教学衔接的策略[J].教学与管理，
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[2] 金松玉.浅谈如何做好初高中生物教学的衔接[J].延边教育学院
学报，2013（6）.
Research on the Teaching Content Cohesion of Junior-senior High School Biology
REN Ji-gui
（Zhangye No. 4 Middle School， Zhangye Gansu， 734000， China）
在当前的新课程改革推进的进程中，与教学相关的教育心理学正在发生一场革命，人们对它的叫法不一，但更多地将它称为建构主义的学习理论。
一 建构主义学习理论
物理探究教学设计的理论基础就是建构主义学习理论：
（一） 建构主义理论发源：
建构主义理论起源于瑞士心理学家皮亚杰提出的儿童认知发展学说。皮亚杰以内因和外因相互作用的观点来研究儿童的认知发展，认为儿童是在与周围环境相互作用的过程中，慢慢建构起关于外部世界的知识，从而使自身认知结构得本文由收集整理到发展。在这里皮亚杰使用了三个最重要的概念：“认知结构”，“同化”与“顺应”。
认知结构 是指个体观念的全部内容与组织。它是影响新的意义学习与保持的关键因素，决定着学习者进行意义建构成功与否的关键。皮亚杰认为，教学的主要任务是“促使学生认知结构的转化”。而认知结构的转化是通过“同化”与“顺应”来实现的。
同化 指的是学习者把外部环境中的有关信息吸收，纳入到自己的原有认知结构中的过程。学习者总是试图用原有的认知结构去同化新事物，若能解释新的东西，便能得到暂时的认知平衡。
顺应 是指当原有的认知结构己不能同化新的知识，学习者便通过改变，调整和重组原有认知结构或创立新的认知结构，以“顺应”现实世界。
由此可知，“同化”是认知结构数量的改变，是一个量变的过程，而“顺应”则是认知结构性质的改变。学习者的认知结构是通过同化与顺应的过程慢慢建构起来的，并在与外部环境的平衡与不平衡的循环中不断丰富和发展。
建构主义在传承认知理论的基础上提出，认知不能简单地通过教师传授得到，而是每一个学生在一定情境下，借助其他人如老师和同学的帮助，利用必要的学习资料，通过人际间的协作活动，依据己有的知识和经验主动地加以意义建构。因此，“情境”，“协作”，“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。
情境 教学应在真实或模拟真实的情境中进行，以利于学生对所学内容的意义建构，我们应把情境创设看作是教学设计的最重要的内容之一。建构主义认为学习总是与一定的社会文化背景（情境）相联系的，在实际情境下进行学习，可以使学习者能利用自己原有认知结构中的有关经验去同化当前学习到的新知识，从而赋予新知识以某种意义，如果原有经验不能同化新知识，则要引起顺应过程，对原有认知结构进行改造与重组，才能通过同化与顺应达到对新知识意义的建构。
协作与交流 学习者与他人（学习伙伴，老师，家长）之间的协作与交流发生在学习过程的始终，是促进意义建构不可缺少的环节，从问题的提出，原因的假说，资料的收集与分析，结果的论证以及学习成果评价，学习伙伴之间的协作与交流均具有重要作用。建构主义认为，学习者与周围环境的交互作用，对于学习内容的理解起着关键性的作用，这是建构主义的核心概念之一，学生在教师的组织和引导下一起讨论和交流，共同建立起学习群体，并成为其中的一员，在这样的群体中，共同批判地考察各种理论，观点，信仰和假说，进行协商和辩论，先内部协商，然后再相互协商，对当前的问题摆出自己的看法，论据及有关材料，并对别人的观点做出分析和评论，通过这样的协作学习环境，学习者群体思维与智慧就可以被整个群体所共享，整个学习群体共同完成对所学知识的意义建构，而不是其中的某一个或某几个学生完成意义建构。
意义建构 所要建构的意义是指事物的性质以及事物之间的内在联系和规律，在学习过程中帮助学生建构意义，就是要帮助学生对当前学习内容所反应的事物的性质，规律达到深刻的理解，这种理解在大脑中长期存储形式就是认知结构。
（二） 建构主义的主要观点
建构主义认为，学习是学习者在一定的情境（社会文化背景）下，借助他人的帮助，利用必要的学习资源，通过学生主动地意义建构的方式而获得，学生从原有的认知结构转化为新的认知结构。关于学生的角色，建构主义认为，学习者不是知识的被动接受者，而是知识的主动建构者，外界的信息只有通过学习者的主动建构才能变成自身的知识，这就要求学生：1 在学习的过程中用探究的方法去建构知识的意义，2 将新旧知识联系起来，并对这种联系加以认真思考，3 在学习过程中与他人进行协作，交流，从而促进意义建构。关于教师的角色，建构主义认为，教师的角色应从以教授知识为主转变为以指导学生的学习为主，成为学生建构意义的指导者，促进者。教师的作用体现在：1 激发学生兴趣，帮助学生形成持久的学习动机，2 通过创设符合教学内容要求的情境和提示新旧知识之间的线索，帮助学生建构当前所学知识的意义，3 组织协作学习，并对协作学习过程进行指导，以促进意义建构。
（三） 建构主义学习理论对物理控究教学设计的启示
建构主义学习理论对物理探究教学设计具有重要启示，其核心思路是：1 创设情境（真实的或模拟真实的），2 提示新旧知识之间联系的线索，协助学生建构当前所学知识的意义，3 组织学生合作学习与交流。
二 建构主义学习理论对学生学习物理知识的影响
现代教育强调为理解而学，理解就意味着获得的科学知识要能够在新的情境中应用，理解科学的教育需要帮助学生理解基本科学概念，了解有关的实际知识以及培养各种探究能力，大量实践证明，学生学习物理科学知识的研究结果支持了建构主义的观点，也为探究学习提供了理论依据。
本人在长期的物理教学中体会到：
（一） 思维发展对学习物理的影响
对于刚开始学习物理学的初中学生来说，虽然抽象逻辑思维在个体的智力发展中开始占有优势，但在很大程度上逻辑思维还需要经验支持，因此在教学中应该从学生熟悉的生活现象引入物理学概念，逐步让学生理解并应用科学概念，因此初中的物理学课程，主要在小学阶段开展的一些基于现象的探究活动的基础上，开展由教师指导程度不同的具有一定认知能力要求的探究活动，从而有助于逐步促进学生认知能力和科学探究能力的发展。
（二） 前概念对学生学习物理科学知识的影响
在学习物理科学之前，由于日常生活经验的积累，学生对自然界中的物理现象有了一些自己的观念和认识，这就是所谓的前概念，有些前概念在一定范围内是合理的，但是有时学生会不恰当地把它们应用到它不起作用的情境中，从而影响着他们的学习。当前概念和科学概念一致时，这些先前或非正式的知识就成为进一步深入理解的坚实基础，但前概念和科学概念不一致时，就会干扰和或影响学生对科学概念的学习。比如，有的学生看到木块能浮在水面，而铁块会沉到水底，就认为木块受到的浮力大于铁块受到的浮力，或者认为水对木块有浮力，对铁块没有浮力。另外，由于浮力与液体内部压强有关，学生知道液体内部的压强随深度而变化，就错误地认为浮力也与物体在液体内的深度有关。这些错误的认识往往先入为主，相当顽固，会抗拒正确认识融入己有的知积结构，成为学习的思维障碍，要转变学生的这些前概念并非易事，特别是通过单纯的讲授很难改变他们的前概念，最有效的方法就是让学生亲身经历实验探究，在过程中去认识自己原有知识和经验的不足，所以我们要设计探究式教学。
（三） 认知失衡对学生学习物理科学的影响
当学生面临一个问题，而他们现有的知识又不能够充分解释观
察到的现象时，便会产生认知失调，失去一种平衡感，由于个体总是有使自己的知识，信念，态度与当前的问题保持一致性和一贯性的强烈欲望，因此在认知不平衡的情况下，就必然产生认知动机，并采取认知行动，尝试寻求问题的答案，特别是当他们发现的解释显得更加合理和更加有用时，他们会修改和提炼自己的概念，形成新的认识。
（四） 己有的科学的看法对学生学习物理科学的影响
一、加强科技意识教育必须从课堂教学做起，充分发挥课堂教学的主渠道作用
1、突出知识的实用性物理是一门实用性很强的科学，与工农业生产、日常生活有着极为密切的联系。在教学中教师应结合具体的教学内容，紧密联系生产和生活实际，突出知识的实用性。物理知识。物理规律本身就是对自然现象的总结和抽象。通过这些知识的介绍，使学生更加认识到科学知识在日常生活，工农业生产乃至高科技领域中的地位和作用，从而更加相信科学，热爱科学，树立良好的科技意识和“科学技术是第一生产力”的思想。
2、注重物理史教学物理发展史是物理教学的一项重要内容，通过物理发展史的教学，不仅使学生了解物理发展的历史，一些著名物理学家的典型事迹，同时也能较好地培养学生良好的科技意识。教师在实际教学中一定要强化物理学史的教学，根据具体的教学内容，选用适当的物理学史材料，如“伽利略的自由落体实验”、“牛顿运动定律的创立”、“爱因斯坦创立相对论”等，不失时机地对学生进行物理学史教育；同时，在实际教学中，可适当向学生介绍建国以来，特别是改革开放以来，我国在航天领域和高科技领域中所取得的巨大成就。通过这些知识的介绍，可使学生更加了解科学家们对科学的态度，研究科学的方法以及他们热爱科学、献身科学的精神，了解科学技术给社会发展和四化建设带来的巨大动力，树立民族自尊心和自信心，从中受到良好的科技意识教育。
3、加强实验教学加强实验教学，有助于培养学生的动手操作能力、观察能力、独立分析问题解决问题的能力以及实事求是的科学态度和创新意识和创造能力。同时也使学生受到良好的科技意识教育。根据自己十几年的教学经验，笔者认为加强实验教学可以从以下几个方面入手：⑴改革课堂演示实验教学，把部分演示实验改成学生上台演示或边讲边实验的形式，给学生提供更多的亲自动手操作机会。⑵注重学生实验教学。对学生实验的教学，教师要求学生按“预习─实验─观察记录─分析讨论─总结报告”的形式进行，对实验中出现的问题组织学生认真讨论，分析原因，并找出解决问题的方法，并根据实验的实际情况实事求是地写出实验报告，从而培养学生严肃认真，实事求是的科学态度和独立分析问题、解决问题的能力。⑶加强实验习题的教学。对实验习题的教学，主要采取“自设方案─讨论方案─选择方案─实验验证─总结报告”的程序进行教学，让学生亲自参与实验设计并通过实验验证。这样能较好地培养学生的科研意识以及创新意识和创造能力。
二、积极组织开展物理课外活动
物理课外活动也是加强对学生进行科技知识和科技意识教育的重要阵地。与课堂教学相比，课外活动具有更大的灵活性和选择性。
1、趣味外活动中，根据学生的知识基础，精心设计趣味物理实验让学生来完成如“飞机投弹”、“喷气火箭”、“纸锅烧水”、等等。通过这些实验，既能较好地激发学生的学习兴趣，锻炼学生的动手操作能力，又能帮助学生破除迷信，解放思想，树立科学的人生观和价值观。
2、科技小制作根据学校的实际情况，我们积极组织学生利用课外活动时间开展科技制作活动，如自制电铃。自制平行光源。制作针孔照相机。制作潜望镜。自制量筒。楼梯电灯开关电路等，并组织展评。科技活动的开展，既能锻炼学生的科技制作能力，又能为学生将来工作后自制简易教学用具打下良好的基础。
3、指导学生阅读科普读物根据学生的知识基础，教师要指导学生阅读有关的科普读物，使学生更多地了解科技知识和科技发展的新动向，增加学生的科技知识，并定期组织“实用物理知识竞赛”，以调动学生学习、读书的积极性，使学生掌握更多的科学文化知识，培养学生的科技阅读能力。
4、举办科普知识讲座科技知识与社会发展、生产、生活紧密联系在一起，在举办科技讲座时，要认真选择材料，或根据有关资料撰写讲稿，根据平时收集的材料，利用活动课分班级或集中学习，可以收集军事科学、航天技术、通信技术、空间技术、科学家的事例与贡献等材料，对学生进行思想品德和科学素质教育，还可以联系社会生活中的物理，让学生自己搜集资料在班上进行专题介绍，还可以利用板报介绍科普知识及物理知识的应用。
关键词：概念体系 认知水平 层级式学习
作者简介：赵敏，女，北京师范大学附属中学，中学高级教师。
一、知识层级式学习的必要性
知识具有多层级内容，学生初次学习和高考复习时对同一内容理解与运用的程度应该是不同的。在知识的学习过程中，概念学习是非常重要的。概念是一个学科建构的基本细胞，也是人进行思维的基本单位。对于学生的学习来说，概念学习和掌握是学生学习的重要内容和主要目标之一，因为掌握概念既是获取知识的重要途径，又是形成能力和发展智力的基础。而概念是有体系的。“螺旋式课程”是美国教育家、心理学家布鲁纳(J.S．Bruner)在20世纪60年代提出的，意指根据某一学科知识的“概念结构”，以促进学生认知能力发展为目的的一种课程设计。其基本假设是，任何教材都可以用某种合理的形式来教给任何发展阶段的儿童。“螺旋式课程”提供了一套具有逻辑先后顺序的概念组合，让学生在一定的时间内学习、探索一套逐渐加深、拓宽的复杂概念体系。
事实上，这样的学习也符合学生认知发展的规律，因为认知是有阶段的。布鲁纳认为，儿童认知发展是由结构上迥异的三个阶段组成的过程：动作式再现表象阶段——肖象式再现表象阶段——符号式再现表象阶段。在不同阶段，“儿童都有了自己的观察世界和解释世界的独特方式”。螺旋式课程的排列应采取螺旋式的形态，即小学低年级到中学阶段的教学，对于同一种基本概念，采用螺旋式数次反复上升排列。所谓螺旋式课程就是以与儿童思维方式相符的形式将学科结构置于课程的中心地位，随着年级的提升，不断拓广加深学科的基本结构，使之在课程中呈螺旋式上升的态势。与此同时，认知的测定是多层次的。彼格斯(John B．Biggs)认为思维分类结构是点、线、面、体、系统的发展过程，是一个从简单到复杂的过程，思维结构越复杂，思维能力的层次就越高。他在此基础上创建了SOLO分类理论评价学生的学习行为结果，把螺旋式上升的层级结构划分为四种思维操作模式：感知运动方式、直觉方式、具体思运方式、形式思运方式，每一种思维操作模式下的学习结果都可以分为五个水平，解释了人在不同任务时期的不同表现，以此评价学生的学习质量。现实生活是绚丽多彩的，知识是对纷繁复杂生活的规律性认识，因此它也不是单一的，是有深度、广度的，是有层次的、丰富的，因此我们的教学就不能以“是否符合高考要求”作为唯一的评价标准。
同时，学生的学习也是有差异的。比如“新事物”是高中思想政治课《生活与哲学》中第二单元第八课的教学内容，它是该单元关于发展相关问题的核心概念，学生对新事物这个概念有了准确的认识才能真正理解什么是哲学意义的发展？为什么发展是一种变化，而变化不是发展？为什么发展是前进性和曲折性的统一？如何用发展的观点看问题？等等。为此，笔者在上新课之前对学生进行了前测，前测试卷中设计了对“什么是新事物”的概念判断和分析，要求学生判断测试卷给出的事例是不是新事物，然后说明理由，以便了解学生的认知和情感发展的起点及其思维轨迹，试题如下：
在测试题中，“③我国成功发射‘神舟四号’无人飞船”是一道开放性试题，它是不是新事物要看从什么角度分析，这道题的设置是为了观察学生认知发展处于哪个阶段；“④计算机算命”是一道具有较强迷惑性的试题，对于没有学习过哲学关于“新事物”准确定义的学生容易选错，这道题的设置有利于观察学生的学习发展情况。
根据彼格斯的SOLO分类理论，学生的认知发展分为五个阶段，据此检测并统计各班学生的总体认知发展如下：
通过这个统计表，可以看出对不同的学生关于新事物学习起点是不同的：高二理科班学生的学习起点大多处于“前结构”和“单点结构”阶段。“前结构”就是指同义反复，简单地将问题重复一遍（有部分正确解答）或者是转换，即瞎说瞎撞，未能在反思的基础上进行解答，而是依据感觉或感情来进行判断；“单点结构”是指能够清晰说明选择的原因，但是归因仅一点。高二文科班学生的起点多处于“单点结构”和“多点结构”阶段。大多数学生处于单点结构的认知发展水平；也有一些学生处于多点结构认知发展水平，能够罗列相关原因但是这些原因之间彼此是孤立的。高三文科班学生的学生学习起点处于关联结构认知发展水平，能够用学习过的内容，用概念、原理解释，而且能多角度分析并且将各个角度联系在一起形成一个整体，但是结论不具有适用性，不能进行知识迁移。
笔者经过学生测试及分析，可以看到同一班级学生的学习起点是不同的，同一年级不同类型（文理科）的学生其学习起点也是不同的，相同类型（都是文科班）不同年级的学生的学习起点同样有差异，这就要求我们的教学要根据不同的学生、不同学生的学习起点有针对性地进行教学设计、教学考评，使我们的教学真正做到有效。
二、知识层级式学习的教学探索
由于不同学习需求和学习水平学生的学习起点不同，因此，笔者认为需要用不同的方式进行教学。笔者理解的不同层次性的教学，有两层含义，一是指不同阶段学习，即初次学习（高一、高二）与再次学习（高三）的学习层次问题；二是指同一阶段学习的学生（高一、高二），对文理科学生教学层次问题。以“新事物”的教学为例，笔者认为在同一阶段（初次学习）的高二学生中，文科班和理科班的学习需求不同，教学目标和教学设计不相同；在不同阶段，即初次学习的高二文科学生和再次学习的高三文科班学生由于学习水平不同，教学目标和教学设计也不相同；在课堂上呈现的教学方法、教学效果也不相同。这种知识层级式学习具体表现如下：
1．高二理科班教学分析及设计。
学习目标理科班学生对于“新事物”的认知发展阶段处于前思维运动（前结构）和初级具体思维运动（单点结构）阶段，这个阶段学生的概念学习是建立在他们已有经验的基础上，从现象人手，找出事物的特征，由前结构向单点结构转化，通过比较、辨识，厘清概念及原理，形成简单的学科思维。这个过程包括领会、巩固、运用三个基本环节。
教学设计需要学生通过学习能够准确地在逻辑的基础上进行判断，同时能够清晰地说明原因，甚至能够多角度地说明原因，实现前结构向单点结构、单点向多点结构的提升。这个提升过程需要教师创设相关条件帮助学生实现学习目标。
首先，形成“发展”的概念。为了让学生更好地领会什么是新事物，在学习这个概念前我从直观人手，使用了“照明的革命”这个事例，让学生对白炽灯、节能灯和LED灯进行分析；为了让学生更好地从事例中概括出新事物的含义，我用了一系列的追问，引发学生思考，从事例中和讨论中揭示新事物的一般的、本质的、深层的特征与联系；为了帮助学生对关于新事物的知识保持持久的记忆，更好地巩固新事物相关知识，我通过图示的方式，让学生了解新旧事物之间的关系，在知识的比较中记忆。
为了帮助学生巩固和应用所学知识，笔者让学生运用新事物的有关知识再分析一个新的事例：“现代社会中时尚文化的流行都意味着发展”。
通过上述环节实现了“在他们已有经验的基础上，从现象人手，找出事物的特征”的教学目标，提升“通过学习能够准确地在逻辑的基础上进行判断、同时能够清晰地说明原因”的前结构和单点结构的认知水平。在教学中除了需要给学生提供适量的、具有代表性的、新颖有趣的实例外，更重要的是引导学生发现它们的共同属性，并将共同的本质属性结合起来，形成概念的定义或用自己的语言来表述概念的本质属性，这样更有利于学生更好地习得概念。
其次，精准概念。“精准”的实质是对概念的内涵与外延进行尽量详细的“深加工”，追求对概念的主动习得和整体把握。为了让学生达到对新事物这个核心概念的“精准”把握，教师可以从以下几个方面对这个概念进行“深加工”：一是通过比较，寻找定义概念的要素。对“概念要素”进行具体界定，以使学生建立更清晰的概念表象，获得更多的概念例证。例如：提示学生思考白炽灯、节能灯和LED灯哪个是新事物；二是通过辨识，揭示新旧事物的判断标准。更加把握准确概念的细节，理解概念的各个方面，获得概念的某些限制条件。例如：通过对正在举行的美国大选、包装美观的商品、核发电、人人大跳的“骑马舞”，促使学生思考判断新旧事物的标准是什么？三是通过分析具体条件（历史、形式……），发现对新事物可能产生误解的原由。对各种可能的特例进行剖析，分析可能发生的概念理解错误。例如：通过对我国50年代末出现的“大跃进”、计算机算命、企业维持再生产等事例的再分析，让学生明确什么是对新事物的错误理解，巩固新事物的含义。四是通过质疑观点，理解新事物产生的过程，把握概念的各种变式。例如在课堂上学生分析：旧事物与生俱来就是旧事物吗？——白炽灯是怎么发展而来的？新事物永远是新事物吗？——灯将来会怎样发展？
通过这一系列的讨论、分析，使学生进一步理解哪些是概念的本质属性，哪些是概念的非本质属性，这样建立起来的关于新事物的概念是立体的、全方位的，对这个概念的理解和把握才能够更准确，使“精准”落到实处。这里说的“深加工”，即通过辨识，找到新旧事物的评价标准，并学会用这个标准分析什么是新事物、什么是旧事物。
2．高二文科班学教学分析及设计。
学习目标高二文科班学生对于“新事物”的认识起点处于初级具体思维运动（单点结构）和中级具体思维运动（多点结构）阶段。对于同样的知识内容，如果高二理科班学生的学习目标是“精准”，那么高二文科班学生的学习目标就是“深刻”。
教学设计要实现“深刻”，就要求学生在准确掌握“新事物是什么”的基础上，深入理解“为什么”、“怎么办”，要知其然还要知其所以然。也就要求学生有一定的理解力、解释力，当学生的知识转化为这些能力时，学生学到的知识才“活”起来，从而实现知识的功能。因此在进行层级式学习中应注意：
第一，厘清“新事物”知识的不同认知水平，确定教学重点。
鉴于学生处于单点或多点结构的认知发展水平，需要向关联结构认知水平发展，并为提升到抽象扩展结构做准备，因此在教学过程中，教师不仅要帮助高二文科班学生认识什么是新事物，了解不能以形式、时间、力量、主观判断为标准，懂得为什么不能以形式、时间、力量、主观判断为标准，同时建立起评价新旧事物标准的体系，有助于学生“建立起的抽象原则并证实在特定情况中的适用性”。
第二，在不断的追问中，学习哲学的思维方法。哲学思维具有抽象性、批判性，这既表现在哲学上观察对象的视角和层次之中，也表现在哲学思考所使用的概念形式、哲学推理所追求的逻辑中。为此在有关“新事物”的教学中，笔者通过设计一系列的追问，旨在让文科学生理解哲学的思维特点，体验和尝试哲学思维的方法。如：什么是新事物？新一定是和旧有区别，区别是什么？评价新旧的标准是什么？为什么不能以形式、时间、力量、主观判断为标准？新事物一定能取代旧事物吗？新事物取代旧事物会很顺利吗？为什么？当新事物取代旧事物时意味着什么？为什么？新事物代替旧事物具有普遍性吗？为什么？其中“为什么”的设问要求学生理解这是以最抽象的形式表达最现实的人类状况，这种抽象是超越经验层次的，抽象性是哲学的特征之一，什么是新事物？新一定是和旧有区别，区别是什么？要求学生理解哲学的抽象是一种通过概念之间横向的逻辑关系来自我限定的抽象；与此同时，要求学生理解批判性是哲学思维的本性和精神标志，哲学批判永远不满足于既有结果，而是对其保持一种怀疑和审视的态度。对于文科生而言在高二不仅要学会相关的哲学知识，更要培养哲学的思维，而后者会使他们走得更远更长；在教学过程中还要注意如何使学生从被追问状态过渡到主动追问。
第三，在反思中，学会价值提升。每个人都需要实现自我，但实现自我的方式取决于各种主客观条件，外在条件要求的价值追求和主体内在的价值追求因差异而产生冲突，这就要求学生在冲突面前学会正确认识主客体之间矛盾，认识自我，正确看待自己未来发展方向，形成正确的价值观。为此我在教学中呈现了《假如生活欺骗了你》这首诗，要求学生思考、分析：如何理解“不要悲伤，不要心急”，怎样做到“相信吧！快乐的日子将会来临。心儿永远向往着未来”。一个正常的、有理性的人，都会随时对自己的言行进行必要的审视和整理，具有一定的反思意识；而哲学一个特征就是反思性，以最为自觉的理性形式，承担着人类的自我意识和自我批判的功能。中学生还不能做到反思哲学理论本身，但是我们可以通过我们的教学设计，让学生在学习的过程中首先具有反思意识，同时不断地运用所学的知识反思自己，不断修正自己的价值取向，提升自己的价值观。
3．高三年级文科班教学分析及设计。
学习目标高三文科班关于新事物的学习起点处于概括型具体思维运动（关联结构）阶段，为此高三文科班学生在复习基础知识的前提下，需要向抽象扩展结构的认知水平发展，对所学的知识进行整合，建立起知识之间的联系，更加全面地分析和认识问题。“全面”是高三文科学生区别于高二文科学生的学习目标。
教学设计全面的学习目标就是要求学生首先对某知识点有一个全面的把握，同时还要对某知识点与其他知识点之间的联系有清晰的认识。这种清晰的认识，包括既要知道某知识和哪些知识是有联系的，还要知道它们之间是什么样的联系，这样才能使学生对所学习的知识有系统的把握，而知识系统的建立才有助于学生更全面、更客观地认识和解决问题。
第一，厘清“新事物”知识的不同认知水平，确立教学目标。对于新事物相关知识的教学最后要落到用发展的观点看问题，高二文科班和高三文科班在这个问题的教学区别点是：
第二，问题引导，扩展思路。对于新事物相关知识的教学最后要落到用发展的观点看问题，在高二教学的基础上，对高三的学生就要求他们思考：发展和发展的观点在唯物论、辩证法中是如何体现的；发展的道理是前进性和曲折性的统一，怎样从唯物论、辩证法的角度分析其原因；用发展的观点看问题体现了哪些唯物论和辩证法的思想；用发展的观点看问题都可以看待哪些问题。
这种思考的路径是横向和纵向的结合，纵向是这个知识点本身的知识体系（是什么、为什么、怎么办），横向是这个知识点与哪些知识点有关系、是什么样的关系。学生经过反复的思维训练，在思考和解决问题时就会自然地拎起一个点、连成一条线，形成一个网，也就会把相关知识联系在一起构成一个概念体系，同时还可以进行相应的推论。这样高三学习结果就会使学生的认知水平提高到关联结构和抽象扩展结构了，从而真正提高学生对知识的理解水平。
第三，循序渐进，不断渗透。“抽象扩展结构”思维的训练，从高三的第一轮复习就可以开始，在第一、二单元的教学中就开始渗透，帮助学生进行知识之间的联想，可能一开始学生想不到，或者想不全，因此需要教师通过提问的方式，引导学生去思考；同时也通过这种方式指导学生了解思考的路径，使他知道怎么思考。也可以让学生画成知识结构图，而这种知识结构的设计由学生自己想、自己做，教师的任务就是观察学生是否有这种思维意识、判断这种思维是否正确，学生对知识的理解还有什么欠缺、有什么问题，从而进行有效的指导。
因此，知识的学习应该是这样的一个过程：认识现象——理解本质（内涵、外延）——认识关联（与其他知识的关系）——建立知识结构，也就是说知识本身是有结构的、有体系的，学生本身的智力发展也是有阶段的，因此我们不能要求学生超越他的认知阶段、忽视其认知能力、无视知识体系，不计现实效果，而是应该从知识实际、学生认识实际、教学实际出发，确定不同班级、不同年级学生学习目标，通过不同的课堂教学内容，帮助学生对知识进行层级式学习。
三、关于层级式学习的思考
层级式学习，即同样的教学内容，可以讲的不一样；讲的可以一样，但是要求可以不一样；要求可以一样，但是评价的标准可以不一样。只有这样才能真正实现因材施教，有效地完成教学任务。笔者认为，层级式学习要求教师在进行教学设计时要注意以下问题：
首先，认清教学对象，实施不同的教学策略。层级式学习的实质就是不用同样的标准衡量同一个教学内容的学习，教师作为主导应该清醒地认清学生所处的学习阶段，了解学生的认知水平，以及这种认知水平下应该实现什么样的学习目标。高二理科班的学生对政治学科内容的学习要求就是完成高中阶段该学科的学习，达到高中课程毕业水平即可，把学科内容讲得过难过深是没有必要的；高二文科班的学生在这个阶段的学习是为升人大学深造做准备，但是由于他们毕竟刚接触这些学科知识，而且其本身的心智年龄和认知发展水平也还有待提高，这也证明大多数学生甚至不能达到关联结构层次，只能达到多点结构层次，期望他们直接达到抽象扩展结构层次是不现实的，也是不可能完成的教学任务。
其次，循序渐进，克服急躁情绪。层级式学习推进中，特别是在高二文科班教学中切忌急躁冒进，这种情况往往是教师着急，盲目指责学生“不努力”、“太笨了”，学生因不得要领而茫然不知所措，甚至产生厌弃本学科学习的情绪，从而事倍功半。为此，我们应该根据学生的层次，制定教学计划。这个教学计划应该是学期、学年、高中不同阶段相结合的整体教学计划，应该是包括不同时期学生达到的不同知识层次计划。总之，学生对教学内容认识不是一次完成的，层级式学习可以通过一层一层的深入，也可以通过不同阶段的充实，不断丰富学生对知识的认识。
关键词：小学科学；课外活动；实验能力
因为小学生的接触面还比较狭隘，动手能力还没有被完全开发，所以在教导小学生小学科学的相应知识之时，教师可以通过实验的形式来加强学生对科学的认识；此外，为了增加学生对小学科学的喜爱程度，教师还需要依据课程内容的不同来改变教学手段，进而使学生能够更加理解教师所讲解的知识点并通过自己的理解较为灵活地运用所学知识。
一、创设相应的教学情境，增强学生对其的理解
虽然小学科学的涉及面并不是特别广，但是对于小学生而言却还是比较难的知识点。所以在对学生进行小学科学知识的教育时，教师需要依据自己所教学的情景而创建一个较为合适的环境，以保证学生能够通过教师的讲解以及相应的教学情境提升自身对小学科学的理解。例如：在吉林省任职的某小学教师通过近几年对学生的教导中发现，部分学生对小学科学中的知识并不感兴趣，甚至是达到厌恶的地步。而为了改变学生对小学科学的认识和态度，这位教师在对学生进行教导时，总会依据教学内容的不同而创建一个较为合适的教学情境。比如说这位教师在给学生讲解教学版小学六年级科学中“杠杆”这一知识点时，就会利用身边事例对学生进行教导――用筷子夹菜、开酒瓶、称重的杆秤，还有就是人们用拖把拖地等等这些人们能够在生活中常见的事件，进而使学生能够更加明白支点、用力点和阻力点的含义并能够自主找到其所在部位，以及能够通过日常生活的观察而发现利用杠杆原理的事件，使学生通过这样的教学情境增强对小学科学相应知识的理解，解释“只要在宇宙中给我一个支点就能用一根长棍子把地球撬起”所涉及的原理。
二、增加课外活动，带领学生认识科学
小学教学阶段是学生认识科学知识的初级阶段，而教师如果想要加强学生对其的深刻认识，就不仅仅需要依靠一张灵活的嘴和能写字的粉笔，还需要为学生提供课外认识科学知识的机会，进而通过课外活动而加强学生对小学科学相应知识的理解和增加学生的兴致。例如：以教科版的小学科学教学为例，某教师在为学生讲解的“生物的多样性”这一课程之时，首先会让学生尝试着讲述自己所知道的物种，如：小猫、小狗、狮子，银杏、人参等常见的物种。然后为了使得学生能够利用身边的资源而认识更多的生物物种时，这位教师还会带领学生在校园内寻找各种各样的生物物种并记录在笔记本上，而如若遇到自己所不知道的物种时，学生可以向同学询问此类物种的名称并绘画或拍下。除此之外，为使学生能够更加清晰地辨别物种并对其进行分类，这位教师还让学生在课后查找一些相应的资料，并依据自己所查阅的资料对在校园内所寻找的物种进行分类归总。最后，为保证每位学生都能够认识吉林省的特有物种和世上的珍稀物种，这位教师还让学生完成课后练习，使学生能够通过现代科技了解到这些相应的知识。
三、选择适当的实验材料，加强学生的动手实验能力
科学是一门动手能力较强的学科，所以不论是在小学阶段还是在其他的教学阶段，教师都必须保证学生在学习科学相应知识的动手能力。所以说在小学阶段对学生进行科学知识的教导时，教师可以选择一些适当且较为安全的材料为学生提供动手实验的机会。例如：某教师在为学生讲解电能是从哪里来的这一内容时，这位教师就会给予学生一节干电池、一颗灯泡以及两节电线，让学生尝试着点亮电灯泡，然后再让学生通过自主动手实验而自主思考电能的来源及其转化形式。最后，教师还会让学生尝试着思考其他的转换为电能的形式并让学生尝试着列出一些类似的例子，如：由化学能转化为电能的形式有干电池、蓄电池；而由动能转化为电能的由发电机、发电站等，进而使学生能够深刻地了解电能的来源。
总而言之，科学是现代社会的重点研究课题，而小学生的接触面又比较狭隘，教师如若想在短时间内让学生更加了解小学科学所涉及的相关知识点，就需要依据现代社会的发展需求以及现代科技来帮助学生，使学生能够通过情境的创设、课外活动以及动手实验而增强其对小学科学的认识和理解。
参考文献：
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