陕西省西安中学 吕 铎
实践证明,通过一定的教学方式，有意识的去引领学生构建认知结构，对提高认知结构的稳定灵活性、层次性和可辨识程度，可以大幅度的提高教学效果，促进学生有意义学习的发生。具体优化策略如下：
一、注重学生原有认知的测查和了解，设计针对性的教学设计
优化学生的化学认知结构，作为教师就必须先要知道学生已有的认知结构，进而选择针对性强、科学有效的教学方式和教学策略。比如在学习溶液中的离子平衡之前，教师就可以通过诊断性测验、个别访谈、指导学生画概念图等方式去测查学生在化学反应速率和化学平衡、必修内容关于电解质的相关概念的认知结构和认知水平。在充分了解了学情之后，就可以及时纠正错误的概念、弥补某一知识组块的缺失、强化一些含混不清的结合点、理清概念之间的层级关系等。
此外，通过对学生原有认知结构的测查，也可以发现不同学业水平的学生在认知结构上的差异。给予学生分层次的指导，或者设计分层次作业，缩小不同学业水平学生认知结构之间的差异，提升学生整体的认知水平。
二、注重教材的整体性把握，重新整合教学内容和概念、命题之间的层次关系，注重解决学生的思维障碍
我们时常有这样的感觉，在面对某个具体知识点时，学生对待老师的讲解、或是做练习时都觉得思路很清晰，但一旦遇到综合性较强的题目，或者上升到灵活运用程度，学生往往会感觉到思路混乱，暴露出认知结构的缺陷——即知识组块之间的横向联系不强。
反思我们的教学，绝大多数的教师都是按照“节”或是“课时”为单位备课，对具体的某一概念或者知识点的挖掘比较深，做了很多精心的设计，但是以“单元”做整体教学设计的却很少，具备以整个“模块”做大的整体教学观的更是少见。而化学知识之间的逻辑关系以及横向联系是非常紧密的，而这种认知结构的联系往往是隐性的，需要学生的“顿悟”才能发现。因此，教师应该敢于打破教材内容的界限，树立整体教学的课程理念，根据学生的实际认知水平和认知结构螺旋上升的构建过程，将课本内容体系重新整合，通过合理的教学设计使学生体会到知识间的联系，教会学生在具体问题情境中辨识研究对象和背景，抓住解决问题的主要矛盾，构建牢固、稳定且灵活的认知结构。
但整体设计不等于轻细节，所以坚持“整体——局部——整体”、“新——旧——新”灵活切换的原则，不断变换学生思维的视角，创建学生认知结构的增长点。通过有意识的训练，存进新的认知结构与原有认知结构的融合和发展，建立起一个更加庞大、完整、层级清晰的认知结构。例如，在学习了“电离平衡、水解平衡、溶解平衡”三大离子平衡理论后，可以从研究对象、影响因素、相关计算等方面进行横向的比较，最后再整体归纳到“化学平衡”理论下。这样既可以减轻学生的认知符合，又可以形成更加系统的认知结构，为提高学生的综合分析、灵活运用能力提供了更有效的途径。
三、改变传统实验的教育功能，变演示验证为探究发现，成为学生解决思维障碍、主动构建优化的化学认知结构的工具
部分学生不喜欢学习化学，因为他们觉得化学知识琐碎，记忆的多，理解的少，只要死记硬背、记住了方程式就够了。而且为了赶进度、抓应试，教师在教学设计时潜意识里还控制着学生的学习主线，剥夺了学生思维生成、升华的乐趣，将教师的认知结构强加给学生；学生为什么喜欢学化学？主要是因为他们喜欢动手实验，验证他们的想法，而我们的课堂实验条件受到很大局限，常常无法满足实验的需求。
良好的化学认知结构的构建必须充分发挥学生的主观能动性，实践证明，让学生动手参与的探究性活动更能激发学生的学习动机，建立的认知结构也更加稳固。但是传统的实验大多是教师设计好，学生只要按照课本的实验步骤去做就可以了，主要以验证、演示为主，学生的参与度只停留在表面，看似热闹却少了思考。因此，教师应转变传统实验的教育功能，让实验成为探究教学的工具。例如，在学生分不清加水稀释对电离平衡的影响时，利用传统实验工具PH试纸已经无法解释相关问题，但借助PH计、电子PH传感器可以很快的得出定量结果，结论一目了然。所以当学生遇到认知难点或者障碍时，用实验去解答对应的不确定因素，引入更多高新技术仪器，丰富实验手段，为帮助学生构建更优化的认知结构而服务。
四、变知识型课堂为思维型课堂，促进学生认知结构的自然生长
有意义学习理论证明：只有通过主动参与大量的认知活动，才能促进认知结构的发展。所以教师必须更新观念，由知识型课堂向思维型课堂转变，淡化知识教学的痕迹，设计新颖的教学情境（或情景），让学生学会把静态的化学知识转变为动态的解决问题的技能；不断创设认知冲突和矛盾，引领学生的思维发展走向深入，让学生积极地参与到建构自身认知结构的过程中来；注意对学生化学思想的指导，因为化学思想对化学问题的提出、分析与解决提供了丰富的途径、方式和手段，形成了成熟的化学思想就相当于在认知结构的构建中有了建筑图纸，为后续的学习指明了方向；设计一定量的变式练习，创设与原学习情境相似度较高的问题情境，促进陈述性知识、程序性知识、策略性知识之间的相互转化，实现化学认知结构向更优化的层次、更严密的系统而自然生长。
认知结构的研究对于解决学生的学习困难有很强的指导意义，尤其是身处教学一线的教师，更应该利用与学生直接接触机会多，熟悉教材和学情的优势，做出一些实效性、推广性、代表性强的研究成果，设计出更多优秀的教学设计，帮助学生构建更优化的化学认知结构。
附：“弱电解质的电离平衡”和“水的电离”整体教学设计：
水的电离和弱电解质的电离（第一课时）
环节1：定性描述水的电离
1．水中存在哪些离子？
1L蒸馏水中存在哪些微粒，水分子，氢离子，氢氧根离子。用电导仪测定水的电导率为2.43us／cm，这个数是非常非常小的，所以呢，我们可以体会出确实像大家所说的在水溶液当中，纯水中有很少量的氢离子和氢氧根离子。
2.微粒的种类和来源
水可以微弱的电离出氢离子和氢氧根离子，这就是这些微粒的种类和来源。
3．微粒之间的相互作用
从两个方面进行了描述，首先水分子可以微弱的电离出氢离子和氢氧根离子，就像大家所说的，一部分氢离子和氢氧根离子可以结合成水分子。这个电离过程是一个可逆的过程。这种相互作用的结果给大家带来的是什么呢？正向也有，逆向也有。
4.水的电离平衡具有哪些特点？
是动态平衡溶液不显电性，各组份所占的百分比不变，同一温度下不变，条件改变应该会变，左右速度相等，也就是说分子电离成离子的速度应该等于离子结合成分子的速度，是一个可逆的过程。
环节2：定量描述水的电离
1．分析讨论0.1mol／L的盐酸和0.1mol／L的醋酸的pH值是多少，原因是什么？学生分组讨论，分析微粒的种类和来源，微粒之间的相互作用，抓住主平衡。
水的电离和弱电解质的电离（第二课时）
环节1：影响水电离平衡的因素（除温度外）
1．加酸加碱
1.1分析水中加入氯化氢后，水的电离平衡如何移动
1.2分析水中加入氢氧化钠后，水的电离平衡如何移动
2.归纳什么样的物质促进水的电离，什么样的物质抑制水的电离
加入的物质能够消耗氢离子或氢氧根离子并且不会电离产生氢离子和氢氧根离子的物质能够促进水的电离；而加入的物质能够产生氢离子或氢氧根离子则会抑制水的电离。
3．可以用什么方法测定水的电离平衡发生了移动
学生讨论提出假设，实验验证，讨论分析
4.用电离方程式表示分析的过程。
这样的教学设计首先从整体上架构了水溶液体系的认知结构，通过引言就已经把水、水的电离平衡、水中所加进去物质的关系，以及应用建立起来了联系，然后按照这样一个认知结构层层递进，关注了学生的认识发展，学生的认识真正的从定性走向了定量，建立了宏观和微观之间的联系，并且能够建立起符号表达，也就是宏观、微观、符号这三者之间建立了一个有机的联系，为学生将来进行实际问题的分析打下了非常好的基础。[44]
其次是思维模型的建立。认知结构在不断的建构和发展，知识体系和知识结构也不断的搭建和完善，这两个是同步进行的，这样学生整个问题结构的生成和知识结构的建构都是在实际问题中生成的。[45]学生在面对、解决实际问题的时候他就会有一个很有效的结构。从整节课的效果来看，教学流程比较顺畅，符合学生认知发展的一般规律，学生的接受程度也比较高。
最后是建构了学生对水溶液体系的思考模型，引领着学生的认识对象不断的变换。将前面的知识和后面的认识真正的统一起来，通过同化和顺应，使教学过程不再是一个简单的知识点的增加的问题，而是一些认识的不断发展，不断的设计认知冲突，促进学生思维能力和认知水平的提高。
