學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)教學(xué)內(nèi)容的組織

學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)教學(xué)內(nèi)容的組織

領(lǐng)域知識(shí)(domainknowledge)是一個(gè)源于計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能領(lǐng)域的概念，20世紀(jì)90年代初美國(guó)教育心理學(xué)家Alexander在研究認(rèn)知學(xué)習(xí)的時(shí)候引入了領(lǐng)域知識(shí)的概念。她指出，領(lǐng)域知識(shí)是由個(gè)體具有的某個(gè)特定領(lǐng)域的陳述性知識(shí)、程序性知識(shí)和條件性知識(shí)這三部分組成的所有知識(shí)，與個(gè)體特定領(lǐng)域技能的發(fā)展緊密相關(guān)。①Alexander和她的同事在一系列的研究中證實(shí)了領(lǐng)域知識(shí)在個(gè)體認(rèn)知中的積極作用，它能一定程度地彌補(bǔ)工作記憶容量的不足，提高信息提取和預(yù)測(cè)能力，幫助個(gè)體使用高級(jí)的認(rèn)知策略和增強(qiáng)元認(rèn)知監(jiān)控能力，從而提高在自主學(xué)習(xí)中的探索技能等。②③④領(lǐng)域知識(shí)是結(jié)構(gòu)清晰、功能完善的新型知識(shí)表征形態(tài)，兼具外顯清晰和內(nèi)隱緘默的特性，對(duì)于個(gè)體在某個(gè)特定領(lǐng)域里迅速構(gòu)建起基礎(chǔ)知識(shí)體系，同化和吸收新知識(shí)有積極作用。⑤鑒于此，我們?cè)趯W(xué)生的學(xué)科學(xué)習(xí)研究中引入了領(lǐng)域知識(shí)概念，形成學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)，并以此進(jìn)行學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的教學(xué)。一、學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的概念學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)(disciplinarydomainknowledge)是指學(xué)生擁有的關(guān)于某個(gè)特定學(xué)科范圍內(nèi)的所有知識(shí)，是關(guān)于某一學(xué)科中的具有一定相關(guān)性、邏輯性、操作性的知識(shí)按照其知識(shí)屬性、認(rèn)知特性而加以組織形成的知識(shí)組塊和認(rèn)知操作圖式。學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的結(jié)構(gòu)與領(lǐng)域知識(shí)的結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，包括了學(xué)理內(nèi)容知識(shí)、認(rèn)知過(guò)程知識(shí)和問(wèn)題條件知識(shí)三類(lèi)知識(shí)(如圖1)。圖1學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的結(jié)構(gòu)及其特質(zhì)學(xué)理內(nèi)容知識(shí)是用于描述事實(shí)、陳述觀(guān)點(diǎn)或闡釋關(guān)系的知識(shí)，具體表現(xiàn)為一個(gè)學(xué)科或知識(shí)單元里的概念、原理、關(guān)系、規(guī)則等反映事物內(nèi)容、屬性的知識(shí)，是學(xué)生可以通過(guò)有意識(shí)的提取線(xiàn)索直接陳述出來(lái)的，在具體學(xué)科領(lǐng)域中回答“是什么，學(xué)什么”的靜態(tài)的知識(shí)。認(rèn)知過(guò)程知識(shí)是學(xué)科領(lǐng)域中關(guān)于認(rèn)知活動(dòng)的過(guò)程性和操作性的知識(shí)，是一套知識(shí)獲取、認(rèn)知操作和問(wèn)題解決的規(guī)則或程序，是關(guān)于“怎么做，如何做”的知識(shí)，屬于認(rèn)知技能范疇，可以理解為是動(dòng)態(tài)的知識(shí)。問(wèn)題條件知識(shí)是與學(xué)科問(wèn)題解決相關(guān)的條件性知識(shí)，具體表現(xiàn)為在特定的學(xué)科問(wèn)題情境中進(jìn)行問(wèn)題解決時(shí)使用已有知識(shí)的限制性條件，是學(xué)科問(wèn)題條件和問(wèn)題情境，用于解決“什么時(shí)候，為什么”使用知識(shí)的，總是與問(wèn)題情境緊密聯(lián)系著，是一種狀態(tài)性的知識(shí)形態(tài)。學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)從學(xué)科知識(shí)內(nèi)容的知識(shí)屬性和學(xué)生學(xué)習(xí)的認(rèn)知特性重構(gòu)學(xué)科知識(shí)，其三維結(jié)構(gòu)不僅涵蓋了靜態(tài)的陳述性知識(shí)和動(dòng)態(tài)的程序技能，也包括在認(rèn)知操作中具有核心作用的元認(rèn)知策略成分。與僅按學(xué)科知識(shí)內(nèi)容的特性進(jìn)行表征的學(xué)科知識(shí)體系不同，學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)結(jié)構(gòu)清晰和功能完善，具有完整性、交互性和動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)。二、教學(xué)內(nèi)容重組的必要性及心理學(xué)依據(jù)圍繞著如何進(jìn)行更有效的知識(shí)教育，教育學(xué)和心理學(xué)的專(zhuān)家學(xué)者開(kāi)展了大量關(guān)于教材內(nèi)容改革和重組的研究，并形成了多套各有特色的教材廣泛地運(yùn)用在全國(guó)各地的學(xué)校中。以初中數(shù)學(xué)為例，在廣東地區(qū)主要使用的有2003年版的人教版教材、2005年版的華東師大版教材。我們通過(guò)開(kāi)放性深度訪(fǎng)談的方式對(duì)廣州地區(qū)幾所學(xué)校的一線(xiàn)教師進(jìn)行了訪(fǎng)談，對(duì)教材進(jìn)行了分析，并結(jié)合問(wèn)卷對(duì)中學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)知識(shí)表征進(jìn)行考察，從知識(shí)特點(diǎn)和認(rèn)知特性對(duì)當(dāng)前的教材進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn)以上兩部被廣泛采用的教材主要存在以下兩個(gè)方面的問(wèn)題：(一)教材知識(shí)結(jié)構(gòu)的螺旋式編排不利于學(xué)生建構(gòu)完整的知識(shí)體系現(xiàn)行使用的初中數(shù)學(xué)教材的知識(shí)編排方式主要遵循螺旋式上升的規(guī)律。同一類(lèi)知識(shí)被分解成不同的部分分布于初中的各個(gè)年級(jí)或各個(gè)學(xué)期中，這樣的教材編排方式不利于學(xué)生在學(xué)科學(xué)習(xí)中形成良好的、完整的知識(shí)體系。首先，同一類(lèi)型的知識(shí)分布在不同的年級(jí)或者學(xué)期中，學(xué)生在不同的時(shí)間里獲得這些知識(shí)，容易變成知識(shí)碎片，不利于完整知識(shí)體系的構(gòu)建。初中生的思維正處于從形象思維到抽象思維發(fā)展的過(guò)渡階段，將在較大跨度時(shí)間內(nèi)獲得的零散知識(shí)聯(lián)結(jié)在一起并形成完整知識(shí)結(jié)構(gòu)的能力不強(qiáng)。Alexander關(guān)于領(lǐng)域?qū)ｉL(zhǎng)的研究發(fā)現(xiàn)，具有領(lǐng)域?qū)ｉL(zhǎng)的學(xué)習(xí)者之所以能夠在特定領(lǐng)域內(nèi)具有新手所不具備的認(rèn)知技能，一個(gè)重要的原因就在于其擁有模塊化的、完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，而新手知識(shí)體系中的知識(shí)點(diǎn)卻是零散的、游離的。⑥⑦因此這種“螺旋式上升”的教材編寫(xiě)方式將會(huì)影響相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)認(rèn)知技能的形成。其次，同一類(lèi)型的知識(shí)分布在不同的學(xué)習(xí)時(shí)間段內(nèi)，學(xué)生在短暫時(shí)間學(xué)習(xí)完一個(gè)單元的知識(shí)后要馬上轉(zhuǎn)換到另一個(gè)知識(shí)單元的學(xué)習(xí)。這種一個(gè)單元一個(gè)單元地頻繁和迅速地轉(zhuǎn)換，不利于學(xué)生對(duì)之前所學(xué)知識(shí)的記憶，容易造成學(xué)生(特別是學(xué)困生)出現(xiàn)“學(xué)完就忘了”的現(xiàn)象。不少教師反映，在學(xué)習(xí)一個(gè)新的單元時(shí)，常常要在課堂上花費(fèi)較多的時(shí)間對(duì)之前的所學(xué)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行回顧和復(fù)習(xí)，幫助學(xué)生激活學(xué)過(guò)的知識(shí)，以讓學(xué)生獲得足夠的知識(shí)準(zhǔn)備來(lái)應(yīng)對(duì)新單元的學(xué)習(xí)。(二)高估學(xué)生的自主探索技能而忽視了基礎(chǔ)知識(shí)與過(guò)去(2000年以前)的初中數(shù)學(xué)教材相比，現(xiàn)行新教材普遍強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主探究技能的培養(yǎng)，突出了“將課堂還給學(xué)生”的教學(xué)理念。在越來(lái)越強(qiáng)調(diào)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新精神培養(yǎng)的今天，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生自主探究技能培養(yǎng)的出發(fā)點(diǎn)是好的，然而在教材編排和教學(xué)實(shí)施中卻存在值得商酌之處。對(duì)于教會(huì)學(xué)生理解新知識(shí)，獲得新知識(shí)，人教版和華東師大版教材都有一種相似的思想，就是通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的探索和推導(dǎo)，進(jìn)而總結(jié)、歸納出某種關(guān)于新知識(shí)點(diǎn)的規(guī)律，從而理解和習(xí)得這些知識(shí)。但是在人教版和華東師大版的教材中，用于讓學(xué)生進(jìn)行新知識(shí)探索的例題均是難度較大的題目，這些題目與現(xiàn)實(shí)生活緊密聯(lián)系，盡管有利于讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中與現(xiàn)實(shí)情境聯(lián)結(jié)在一起，但是往往越是“現(xiàn)實(shí)”的題目，其隱含和要考慮的條件就越多，再加上這些題目與一個(gè)全新的知識(shí)單元相關(guān)，學(xué)生在接觸這些題目時(shí)并沒(méi)有獲得足夠的基礎(chǔ)知識(shí)，恰恰這些知識(shí)對(duì)于學(xué)生探索有著不可替代的重要作用。程序性技能的掌握需要具備一定的前提條件，如概念、規(guī)則和高級(jí)規(guī)則這些陳述性知識(shí)。在實(shí)際的教學(xué)操作中，不少教師都會(huì)對(duì)教學(xué)單元內(nèi)各個(gè)章節(jié)的順序進(jìn)行調(diào)整。由于每個(gè)單元第一小節(jié)大多為探索性的內(nèi)容，這些內(nèi)容通常會(huì)被調(diào)到最后一節(jié)在講，或者干脆直接跳過(guò)。學(xué)生的探索技能的培養(yǎng)和形成應(yīng)該建立在獲得足夠的相關(guān)基礎(chǔ)內(nèi)容之上，如果基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)，就談不上探索。因此教師在實(shí)際教學(xué)中，首先要從基礎(chǔ)知識(shí)的講解開(kāi)始，讓學(xué)生獲得一定的基礎(chǔ)知識(shí)后，再進(jìn)行有限度的探索，循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的探索技能。關(guān)于領(lǐng)域知識(shí)的研究指出，領(lǐng)域知識(shí)的豐富程度與認(rèn)知策略、探索技能顯著相關(guān)，具有高領(lǐng)域知識(shí)的個(gè)體能夠使用高級(jí)的認(rèn)知策略，對(duì)于在自主學(xué)習(xí)中進(jìn)行探索非常有益處。教師先對(duì)學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)的補(bǔ)充，再讓學(xué)生進(jìn)行自主探索的做法符合學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)的心理規(guī)律。三、學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)教學(xué)的組構(gòu)式策略教育改革的核心環(huán)節(jié)是課程改革，課程改革的核心環(huán)節(jié)是課堂教學(xué)。⑧對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，課堂是他們獲得知識(shí)和使用知識(shí)的主要平臺(tái)。因此，如何通過(guò)有效地組織教學(xué)，提高學(xué)生知識(shí)獲得的質(zhì)量和效率，幫助學(xué)生獲得合適的策略去運(yùn)用這些知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題是課堂教學(xué)改革的關(guān)鍵。學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)從學(xué)科教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)和知識(shí)學(xué)習(xí)的心理規(guī)律兩個(gè)方面對(duì)學(xué)科知識(shí)體系進(jìn)行重新表征，為學(xué)科內(nèi)容的組織和課堂教學(xué)的改革帶來(lái)一些啟發(fā)。我們?cè)谡n堂教學(xué)中不僅僅是關(guān)注教學(xué)內(nèi)容是否層次分明，重點(diǎn)是否突出和主題是否鮮明，而且要關(guān)注知識(shí)結(jié)構(gòu)的完整性，知識(shí)組塊之間的聯(lián)系，外顯的知識(shí)組塊與學(xué)生內(nèi)部知識(shí)體系之間的聯(lián)結(jié)等問(wèn)題，這恰恰是現(xiàn)行課堂教學(xué)和教材所欠缺的。⑨因此，可以將學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)引入到學(xué)科教學(xué)內(nèi)容中進(jìn)行改革，將學(xué)科知識(shí)改編為領(lǐng)域范疇與學(xué)生認(rèn)知活動(dòng)相結(jié)合的學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)單元，形成新的學(xué)科知識(shí)組塊，改革學(xué)科教學(xué)內(nèi)容與方法，幫助學(xué)生形成結(jié)構(gòu)化、具有高度認(rèn)知靈活性的學(xué)科認(rèn)知圖式。在學(xué)科教學(xué)實(shí)踐中，可以利用專(zhuān)家思維的優(yōu)勢(shì)，采用“組構(gòu)式”策略組織領(lǐng)域知識(shí)化的學(xué)科內(nèi)容并進(jìn)行教學(xué)。(一)組構(gòu)式策略的基本理念組構(gòu)式教學(xué)策略是指對(duì)具體學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)體系按照學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的結(jié)構(gòu)組構(gòu)成獨(dú)立而完整的知識(shí)組塊和認(rèn)知圖式，相關(guān)的知識(shí)組塊組成學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)教學(xué)單元。教師利用這些組構(gòu)好的知識(shí)組塊進(jìn)行學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的組塊化教學(xué)。組構(gòu)式的教學(xué)策略要求對(duì)學(xué)科知識(shí)體系有深入了解的教師根據(jù)學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)結(jié)構(gòu)對(duì)學(xué)科知識(shí)體系進(jìn)行重新表征，這一過(guò)程可以稱(chēng)為學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域化。學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域化是學(xué)科知識(shí)的一個(gè)外部組構(gòu)過(guò)程，教師根據(jù)學(xué)科當(dāng)中具有一定相關(guān)性、邏輯性、操作性的知識(shí)按其知識(shí)屬性、認(rèn)知特性加以組織形成知識(shí)組塊和認(rèn)知操作圖式，包括學(xué)理內(nèi)容、認(rèn)知過(guò)程和問(wèn)題條件三類(lèi)知識(shí)。學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)組塊因?yàn)楹w了知識(shí)單元中完整而有用的信息，所以可以作為獨(dú)立知識(shí)單元進(jìn)行教學(xué)。經(jīng)過(guò)組構(gòu)后的學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)單元，從學(xué)科內(nèi)容上包括了性質(zhì)不同的三類(lèi)知識(shí)，即學(xué)理內(nèi)容知識(shí)、認(rèn)知過(guò)程知識(shí)和問(wèn)題條件知識(shí)。但學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)組塊并非由三類(lèi)知識(shí)簡(jiǎn)單地獨(dú)立相加而成，因?yàn)槿?lèi)知識(shí)之間存在緊密的內(nèi)部聯(lián)系。在知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)組塊內(nèi)部各子組塊彼此之間存在交互作用，共同影響著個(gè)體的認(rèn)知過(guò)程和認(rèn)知操作。因此，在學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域化的過(guò)程中要確保組構(gòu)后的學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)組塊中知識(shí)的完整性和有用性。(二)組構(gòu)式策略的操作方式根據(jù)學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的特點(diǎn)和學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)教學(xué)的“組構(gòu)式”理念，以七年級(jí)《代數(shù)》第一冊(cè)為組構(gòu)的內(nèi)容，參考2001年人教版七年級(jí)《代數(shù)》，2003年人教版七年級(jí)《數(shù)學(xué)》和2005年華東師大版七年級(jí)《數(shù)學(xué)》的內(nèi)容，改編形成學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)教學(xué)單元(知識(shí)組塊)。從內(nèi)容上看，改編后的學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)教學(xué)單元將具有相關(guān)性的教學(xué)內(nèi)容結(jié)合在一起，形成知識(shí)組塊，從而使組構(gòu)在同一個(gè)教學(xué)單元中的內(nèi)容具有領(lǐng)域特性。從結(jié)構(gòu)上看，學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)教學(xué)單元包括了與學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)相對(duì)應(yīng)的三個(gè)知識(shí)模塊，這三個(gè)模塊在學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)教學(xué)單元材料中的具體體現(xiàn)(表1)：在學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)教學(xué)單元中，第一個(gè)模塊是學(xué)理內(nèi)容知識(shí)模塊，也就是關(guān)于每個(gè)教學(xué)單元的基礎(chǔ)知識(shí)。這些內(nèi)容包括了該教學(xué)單元及與該教學(xué)單元相關(guān)的所有陳述性知識(shí)，具體包括了學(xué)習(xí)目標(biāo)、重要概念、公式、規(guī)則、定理等，以及以該知識(shí)單元的核心概念為中心所構(gòu)成的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。這部分知識(shí)主要置于每個(gè)教學(xué)單元開(kāi)始的位置，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)解題操作和進(jìn)行自主探索之前能夠獲得必要的基礎(chǔ)知識(shí)。另一個(gè)模塊是認(rèn)知過(guò)程知識(shí)，在教學(xué)單元中具體表現(xiàn)為關(guān)于例題解題過(guò)程、解題思路、解題步驟等操作性的內(nèi)容，以及關(guān)于概念、定理的推導(dǎo)過(guò)程和證明過(guò)程。這一個(gè)知識(shí)模塊置于學(xué)理內(nèi)容知識(shí)模塊之后，對(duì)教學(xué)單元所涉及的內(nèi)容由淺入深地講解，讓學(xué)生能夠運(yùn)用教學(xué)單元所涉及的基本內(nèi)容進(jìn)行解題操作。問(wèn)題條件知識(shí)是一種狀態(tài)性的知識(shí)，問(wèn)題條件知識(shí)模塊在學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)教學(xué)單元中并不是一個(gè)獨(dú)立的模塊，而是與具體的問(wèn)題情境相對(duì)應(yīng)而緊密聯(lián)系著的。因而問(wèn)題條件知識(shí)是滲透到認(rèn)知過(guò)程模塊中的。具體而言，可以在解題過(guò)程、關(guān)鍵的解題步驟中插入提示性、提問(wèn)性的語(yǔ)句，讓學(xué)生在思考和解題過(guò)程中能夠知道在什么時(shí)候，為什么使用某些知識(shí)。四、小結(jié)學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)從知識(shí)的屬性和學(xué)生學(xué)習(xí)的認(rèn)知特性?xún)煞矫鎭?lái)表征學(xué)科知識(shí)，使特定學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)的知識(shí)教育具有更強(qiáng)的操作性，通過(guò)“組構(gòu)式”策略組構(gòu)出教學(xué)領(lǐng)域知識(shí)教學(xué)單元，使每一個(gè)教學(xué)單元都由學(xué)理內(nèi)容、認(rèn)知過(guò)程和問(wèn)題條件三個(gè)知識(shí)模塊組成，有利于提高課堂教學(xué)的有效性和學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。注釋?zhuān)孩貯lexanderPA,SchallertDL,HareVC.Comingtoterms:Howresearchersinlearningandliteracytalkaboutknowledge[J].Reviewofeducationalresearch,1991,61(3):315-343.②A(yíng)ckermanPL,BeierME,BoyleMO.IndividualDifferencesinWorkingMemoryWithinaNomologicalNetworkofCognitiveandPerceptualSpeedAbilities[J].JournalofExperimentalPsychology,2002,131(4):567-589.③LawlessKA,KulikowichJM.Domainknowledgeandindividualinterest:Theeff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