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【摘要】美国的J.S.布鲁纳认为，人的认识过程是把新学得的信息和以前学习所形成的心理框架联系起来，积极地构成他的知识的过程。一个人对世界的认识是以他构想的现实模式为基础的。利用其认知结构论知识构建初中物理教学课堂是相当适合初中学生认知习惯的。以初中物理《串联和并联》为课例阐述认知结构论如何应用在日常教学中。
【关键词】初中物理;认知结构论;实施方法
认知结构论（cognitive structure）是用认知结构及其组织特性解释学习的心理机制的学习理论。所谓认知结构，就是学习者头脑里的知识结构。个人的认知结构是在学习过程中通过同化作用，在心理上不断扩大并改进所积累的知识而组成的，学习者的认知结构一旦建立，又成为他学习新知识的极重要的能量或因素。认知学派心理学家瑞士的J.皮亚杰、美国的J.S.布鲁纳都强调认知结构的重要性，他们一致认为，学习含有使新材料或新经验结为一体这样一个内部的知识组织机构，即认知结构。布鲁纳认为，人的认识过程是把新学得的信息和以前学习所形成的心理框架（或现实的模式）联系起来，积极地构成他的知识的过程。一个人对世界的认识是以他构想的现实模式为基础的。
基于这样的理论基础，教学就不是教知识，而是教知识结构。在教的过程中让学生自己去发现、解决来激发学生的兴趣。初中物理的电学内容是开发学生想象、推理、动手能力的课程。在这些课程内结合认知的结构论理论，会对学生的学习有事半功倍的效能。下面，笔者以人教版初中物理九年级全册第十五章第3节《串联和并联》为例，尝试结合认知结构论的实施方法与设计意图。
一、教学设计思路
本课的学习对象为初中九年级的学生，他们处于感性认识阶段过渡到理性认知阶段。依据课程标准，笔者确定了以下教学目标：（1）知识与技能：知道什么是串联电路、并联电路，会画和会连接简单的串联电路、并联电路。（2）过程与方法：通过简单电路的过渡，会连接简单的串联、并联电路;通过实际电路情况，了解串、并联电路的特点;尝试根据已有知识、经验按要求设计简单的串、并联电路。（3）情感态度与价值观：通过教学中让学生亲自参与，更调动学生的认知科学的兴趣和积极性。
因为学生学习电学时间短，作图技能和实验操作技能还不强。所以教学中让学生通过动手实验，自己得出结论是很重要，是突破难点的有效途径，只有这样才能让学生更好地记住并理解串、并联电路的特点并加以运用。
二、课前准备
需要给每两位学生准备1低压电源（约3V），2个不同亮度的灯泡，2开关，7根导线。由于是学生自己亲身参与的实验课，两人一组的组合更能体现小组合作，以避免某位同学因进度跟不上的情况。
三、教学过程设计
（一）在原知识结构下，通过实际感知，引起学习兴趣
【学生实验一】用1电源、2灯泡、1开关连接电路。
学习任务：是利用学生原有电路基本构成的知识结构，第一次把电路连接起来。教学目的：这个任务又比上一节课单纯只有一个电源、一个用电器、一开关，若干导线要复杂。实验目的简单明了，就是连接电路，把灯亮起。学生通过把灯亮起。从中获得成功感。教师在学生实验过程中还需留意纠正学生不好的连接手法，如，不连接开关;没有打开开关连接电路等。通过实际操作中的问题，提醒学生注意行程良好的电路连接习惯等等。简单的电路对于学生排除自己操作问题会更有效。若放到后面才去故障分析，就会错过学生一步一跨越的机会。操作记忆会比分析来的更为简单直接。这个也为故障分析打下一定的基础。
（二）形象思维过渡抽象思维，搭建新认知识结构
【学生活动一】把连接好的电路画出电路图。
学习任务：学生观察自己的实物电路连接情况，在学案上形成属于自己连接的电路图。教学目的：形象思维过渡抽象思维。人总是重视属于自己的东西。当学生把属于自己的电路画成属于自己的电路图，往往比画老师的电路成功感来的强烈许多。这个过程，估计少部分学生会有点吃力，畢竟每个学生认知水平不一样。独立完成后，若在加小组批改讨论的环节比较好。但前提必须是独立画图完成。
【学生活动二】在自己的电路图中画出电流方向。学习任务：发现连接串联电路只有一条回路。发现，在探究学习过程是相当重要的环节。
【学生活动三】把其中一只灯泡拧下来，观察另外一只灯泡情况。 学习任务：串联电路用电器相互影响。动手，就是不断地巩固思维链条。
【学生实验二】开关装在哪里是否对电路有影响。把开关装在其他位置，观察对两个小灯泡的影响是否有所不同。学习任务：验证串联电路中，开关控制所有用电器，开关位置的改变不影响它对用电器的控制作用。
以上学生两个学案活动和一个探究性实验教学目的为：掌握串联电路特点：1.串联一条回路;2.用电器相互影响;3.开关位置不影响它对用电器的控制作用。
直觉是不经过复杂智力操作的逻辑过程而直接迅速的认识事物的思维活动，它是直接观察而不是间接认识。对于并不复杂的串联电路不需要复杂的逻辑思维过程，学生只需要直接观察了解就可以。快速感知，学生会感觉到构建这个知识结构并不吃力。串联电路知识架构结实，才能知识迁移学习并联电路。下面的并联电路特点是以串联对比知识迁移而开展的。
（三）知识、能力的巩固和迁移
【学生实验三】按书本并联连接电路图。学生任务：连接并联电路。
教学目的：电路图变实物连接的练习。
在课程开始时布置把两个小灯泡连接电路时，虽然学生不认识什么事串联电路，但一般情况下学生会利用原有电路基本知识把两个小灯泡按串联电路连接。但学生每个人的想法都不一样，也有一些学生在预先学习的情况下连接成并联电路的。作为老师，可以先把他们这个成果保护起来，并给多一套实验器材加以引导。除此之外，作为正常情况下，学生是不会凭空想到要连接成并联电路。并联电路是学生不可能在脑中有原有结构的，就算他日常接触过也不可能会有抽象的形象。因此，可以通过兴趣引领，布置一个挑战性活动，让学生通过以书本的并联电路图连接实物的方式，利用学生电路变实物的知识技能作为原有知识架构搭建新的知识网络。实施流程如下： 【学生活动四】观察实物或书本电路图，并联电路有多少条回路。在电路图中画出电流方向。学生任务：掌握并联电路不止一条回路。这个可以通过在图上画来发现问题。
【学生活动五】电路完成后，一定是确定好连接的是并联电路了，再进行实验。把其中一只灯泡拧下来，观察另外一只灯泡情况。学生任务：了解并联电路用电器不会相互影响。
这里要解释一下，学生连接并联电路还是有一定难度的。可以指引有困难的学生通过两种方式解决。第一种，可以让学生连好一个支路，闭合开关检查是否通路，然后在连一个支路。第二种，先搞好分流点和汇流点之间的电路元件，然后把这个整体串联连入电路中。笔者发现由于学生认知情况不一样，这两种教学方法都可以适用无分优劣，就看学生思维习惯而已。我们在搭建学生知识结构过程中，还要根据学生最近发展区搭建比较好。这就是因材施教的道理。
【学生实验四】开关装在支路和干路对电路有影响。学生任务：熟悉开关位置对用电器的影响效果。
以上学生两个学案活动和一个探究性实验教学目的：1.并联电路不止一条回路;2.用电器不会相互影响;3.开关位置是有影响的。完成对比串联并联电路特点列表。对比性学习对于掌握兩个相互联系又有区别的实验现象都相当有益处的。
（四）生活与课堂联系，促进知识技能的迁移
通过生活生产中出现一些情况让学生分析其串联电路或是并联电路，促进对其知识的迁移。利用串联并联电路解决生活中的问题更是知识的运用。当学生对知识能运用之时，他已经是达到本堂课的学习目的。这些举例练习，笔者就不一一列举。
四、总结
认知结构法是很好利用学生的内在学习动机，提高学生自信心的方法。它特别适用于从儿童过渡到青年的学生学习当中。通过直觉观察，原有知识搭建，有利于培养学生的发现与创造的态度和探究思维定式，也有利于知识、技能的巩固和迁移。以螺旋式课程来组织和实施初中物理的教学，适应学生这个年龄层的认知规律。经过几年的尝试，学生在学习串并联电路过程中，不会觉得突兀而难懂。
[本文系广州市第三批教育系统创新学术团队教育类项目“初中导学案教学模式创新研究团队”（编号：1201630039）的研究成果之一]
参考文献：
[1]蔡锦曦.英国A-LEVEL课程中的物理实验教学特点分析与借鉴[J].物理教师，2014（8）：73-78.
[2]高延红.初中物理实验探究式教学的特点及意义[J].华夏教师，2013（7）：47.
[3]王爱生 新物理课标实验的特点及对实验教学的启示[J].实验教学与仪器，2012（9）：3-5.
【关键词】初中物理;认知结构论;实施方法
认知结构论（cognitive structure）是用认知结构及其组织特性解释学习的心理机制的学习理论。所谓认知结构，就是学习者头脑里的知识结构。个人的认知结构是在学习过程中通过同化作用，在心理上不断扩大并改进所积累的知识而组成的，学习者的认知结构一旦建立，又成为他学习新知识的极重要的能量或因素。认知学派心理学家瑞士的J.皮亚杰、美国的J.S.布鲁纳都强调认知结构的重要性，他们一致认为，学习含有使新材料或新经验结为一体这样一个内部的知识组织机构，即认知结构。布鲁纳认为，人的认识过程是把新学得的信息和以前学习所形成的心理框架（或现实的模式）联系起来，积极地构成他的知识的过程。一个人对世界的认识是以他构想的现实模式为基础的。
基于这样的理论基础，教学就不是教知识，而是教知识结构。在教的过程中让学生自己去发现、解决来激发学生的兴趣。初中物理的电学内容是开发学生想象、推理、动手能力的课程。在这些课程内结合认知的结构论理论，会对学生的学习有事半功倍的效能。下面，笔者以人教版初中物理九年级全册第十五章第3节《串联和并联》为例，尝试结合认知结构论的实施方法与设计意图。
一、教学设计思路
本课的学习对象为初中九年级的学生，他们处于感性认识阶段过渡到理性认知阶段。依据课程标准，笔者确定了以下教学目标：（1）知识与技能：知道什么是串联电路、并联电路，会画和会连接简单的串联电路、并联电路。（2）过程与方法：通过简单电路的过渡，会连接简单的串联、并联电路;通过实际电路情况，了解串、并联电路的特点;尝试根据已有知识、经验按要求设计简单的串、并联电路。（3）情感态度与价值观：通过教学中让学生亲自参与，更调动学生的认知科学的兴趣和积极性。
因为学生学习电学时间短，作图技能和实验操作技能还不强。所以教学中让学生通过动手实验，自己得出结论是很重要，是突破难点的有效途径，只有这样才能让学生更好地记住并理解串、并联电路的特点并加以运用。
二、课前准备
需要给每两位学生准备1低压电源（约3V），2个不同亮度的灯泡，2开关，7根导线。由于是学生自己亲身参与的实验课，两人一组的组合更能体现小组合作，以避免某位同学因进度跟不上的情况。
三、教学过程设计
（一）在原知识结构下，通过实际感知，引起学习兴趣
【学生实验一】用1电源、2灯泡、1开关连接电路。
学习任务：是利用学生原有电路基本构成的知识结构，第一次把电路连接起来。教学目的：这个任务又比上一节课单纯只有一个电源、一个用电器、一开关，若干导线要复杂。实验目的简单明了，就是连接电路，把灯亮起。学生通过把灯亮起。从中获得成功感。教师在学生实验过程中还需留意纠正学生不好的连接手法，如，不连接开关;没有打开开关连接电路等。通过实际操作中的问题，提醒学生注意行程良好的电路连接习惯等等。简单的电路对于学生排除自己操作问题会更有效。若放到后面才去故障分析，就会错过学生一步一跨越的机会。操作记忆会比分析来的更为简单直接。这个也为故障分析打下一定的基础。
（二）形象思维过渡抽象思维，搭建新认知识结构
【学生活动一】把连接好的电路画出电路图。
学习任务：学生观察自己的实物电路连接情况，在学案上形成属于自己连接的电路图。教学目的：形象思维过渡抽象思维。人总是重视属于自己的东西。当学生把属于自己的电路画成属于自己的电路图，往往比画老师的电路成功感来的强烈许多。这个过程，估计少部分学生会有点吃力，畢竟每个学生认知水平不一样。独立完成后，若在加小组批改讨论的环节比较好。但前提必须是独立画图完成。
【学生活动二】在自己的电路图中画出电流方向。学习任务：发现连接串联电路只有一条回路。发现，在探究学习过程是相当重要的环节。
【学生活动三】把其中一只灯泡拧下来，观察另外一只灯泡情况。 学习任务：串联电路用电器相互影响。动手，就是不断地巩固思维链条。
【学生实验二】开关装在哪里是否对电路有影响。把开关装在其他位置，观察对两个小灯泡的影响是否有所不同。学习任务：验证串联电路中，开关控制所有用电器，开关位置的改变不影响它对用电器的控制作用。
以上学生两个学案活动和一个探究性实验教学目的为：掌握串联电路特点：1.串联一条回路;2.用电器相互影响;3.开关位置不影响它对用电器的控制作用。
直觉是不经过复杂智力操作的逻辑过程而直接迅速的认识事物的思维活动，它是直接观察而不是间接认识。对于并不复杂的串联电路不需要复杂的逻辑思维过程，学生只需要直接观察了解就可以。快速感知，学生会感觉到构建这个知识结构并不吃力。串联电路知识架构结实，才能知识迁移学习并联电路。下面的并联电路特点是以串联对比知识迁移而开展的。
（三）知识、能力的巩固和迁移
【学生实验三】按书本并联连接电路图。学生任务：连接并联电路。
教学目的：电路图变实物连接的练习。
在课程开始时布置把两个小灯泡连接电路时，虽然学生不认识什么事串联电路，但一般情况下学生会利用原有电路基本知识把两个小灯泡按串联电路连接。但学生每个人的想法都不一样，也有一些学生在预先学习的情况下连接成并联电路的。作为老师，可以先把他们这个成果保护起来，并给多一套实验器材加以引导。除此之外，作为正常情况下，学生是不会凭空想到要连接成并联电路。并联电路是学生不可能在脑中有原有结构的，就算他日常接触过也不可能会有抽象的形象。因此，可以通过兴趣引领，布置一个挑战性活动，让学生通过以书本的并联电路图连接实物的方式，利用学生电路变实物的知识技能作为原有知识架构搭建新的知识网络。实施流程如下： 【学生活动四】观察实物或书本电路图，并联电路有多少条回路。在电路图中画出电流方向。学生任务：掌握并联电路不止一条回路。这个可以通过在图上画来发现问题。
【学生活动五】电路完成后，一定是确定好连接的是并联电路了，再进行实验。把其中一只灯泡拧下来，观察另外一只灯泡情况。学生任务：了解并联电路用电器不会相互影响。
这里要解释一下，学生连接并联电路还是有一定难度的。可以指引有困难的学生通过两种方式解决。第一种，可以让学生连好一个支路，闭合开关检查是否通路，然后在连一个支路。第二种，先搞好分流点和汇流点之间的电路元件，然后把这个整体串联连入电路中。笔者发现由于学生认知情况不一样，这两种教学方法都可以适用无分优劣，就看学生思维习惯而已。我们在搭建学生知识结构过程中，还要根据学生最近发展区搭建比较好。这就是因材施教的道理。
【学生实验四】开关装在支路和干路对电路有影响。学生任务：熟悉开关位置对用电器的影响效果。
以上学生两个学案活动和一个探究性实验教学目的：1.并联电路不止一条回路;2.用电器不会相互影响;3.开关位置是有影响的。完成对比串联并联电路特点列表。对比性学习对于掌握兩个相互联系又有区别的实验现象都相当有益处的。
（四）生活与课堂联系，促进知识技能的迁移
通过生活生产中出现一些情况让学生分析其串联电路或是并联电路，促进对其知识的迁移。利用串联并联电路解决生活中的问题更是知识的运用。当学生对知识能运用之时，他已经是达到本堂课的学习目的。这些举例练习，笔者就不一一列举。
四、总结
认知结构法是很好利用学生的内在学习动机，提高学生自信心的方法。它特别适用于从儿童过渡到青年的学生学习当中。通过直觉观察，原有知识搭建，有利于培养学生的发现与创造的态度和探究思维定式，也有利于知识、技能的巩固和迁移。以螺旋式课程来组织和实施初中物理的教学，适应学生这个年龄层的认知规律。经过几年的尝试，学生在学习串并联电路过程中，不会觉得突兀而难懂。
[本文系广州市第三批教育系统创新学术团队教育类项目“初中导学案教学模式创新研究团队”（编号：1201630039）的研究成果之一]
参考文献：
[1]蔡锦曦.英国A-LEVEL课程中的物理实验教学特点分析与借鉴[J].物理教师，2014（8）：73-78.
[2]高延红.初中物理实验探究式教学的特点及意义[J].华夏教师，2013（7）：47.
[3]王爱生 新物理课标实验的特点及对实验教学的启示[J].实验教学与仪器，2012（9）：3-5.