鄒國華 童文昭 楊梓生

摘要： 知識具有嚴密的邏輯結(jié)構(gòu)，可以從內(nèi)在結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)和發(fā)展結(jié)構(gòu)三個維度進行剖析，結(jié)構(gòu)化程度越高，越有利于知識發(fā)展為素養(yǎng)。從知識結(jié)構(gòu)的視域看，深度學(xué)習(xí)的目標就是要促進知識在三個維度上都向高水平方向發(fā)展。因此，促進學(xué)生知識內(nèi)在結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)和發(fā)展結(jié)構(gòu)的高層次發(fā)展，是知識結(jié)構(gòu)視域下實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的途徑。

關(guān)鍵詞： 知識結(jié)構(gòu)； 深度學(xué)習(xí)； 途徑

文章編號： 10056629（2023）05002506

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

知識是人類在長期認識和改造世界的實踐活動中總結(jié)形成的，是人類認識的結(jié)晶。知識是經(jīng)得起實踐檢驗的，具有嚴密的邏輯結(jié)構(gòu)。學(xué)校教育的最終目標是發(fā)展學(xué)生的能力、素養(yǎng)，而發(fā)展能力、素養(yǎng)的根基是知識，教學(xué)活動沒有知識的參與，教育就失去了著力點，會成為無源之水、無本之木。零散的知識不利于提取和運用，也限制了能力、素養(yǎng)的生成和發(fā)展，因此，新課標指出，要關(guān)注知識的結(jié)構(gòu)化。然而，截至目前，關(guān)于深入研究知識結(jié)構(gòu)的相關(guān)文獻依然較少，因此，開展知識結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究具有必要性。知識有何結(jié)構(gòu)？如何優(yōu)化已有的知識結(jié)構(gòu)？既是提升學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)能力，以深度學(xué)習(xí)促進知識轉(zhuǎn)化為素養(yǎng)需要解決的問題；也是教師優(yōu)化教學(xué)，讓教學(xué)走向深度需要研究的問題。

1 認識知識結(jié)構(gòu)的三個維度

關(guān)于事物的認識，哲學(xué)上認為可以從靜止和運動兩個狀態(tài)辯證地進行分析。認識知識的結(jié)構(gòu)，也應(yīng)該從這兩個角度辯證地進行剖析。從靜態(tài)角度看，人類在進行同一類屬的生產(chǎn)、生活實踐時，提煉、總結(jié)共通的心智和技能，并記錄下來，形成了知識，其包含本質(zhì)、屬性、功能、結(jié)構(gòu)、要素、意義及其相互聯(lián)系等內(nèi)容［1］，這也就是我們認識知識結(jié)構(gòu)的一個維度：內(nèi)在結(jié)構(gòu)。從動態(tài)角度看，人類在從事社會性活動中總結(jié)形成的知識總是由少變多、逐漸增長的過程，最早獲得的是零散的知識點，知識在增加的同時，知識間的邏輯關(guān)聯(lián)也逐漸產(chǎn)生，最后形成具有完整結(jié)構(gòu)的知識體系，這是我們認識知識結(jié)構(gòu)的另一個維度：關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)。人類首先形成的是用于描述物質(zhì)、事件的知識，隨著發(fā)展的需要，人類需要運用知識提高生產(chǎn)效率、改善生存環(huán)境，這就需要創(chuàng)生出“如何使用知識”的知識及觀念，這是認識知識結(jié)構(gòu)的第三個維度：發(fā)展結(jié)構(gòu)。

1.1 維度一：知識的內(nèi)在結(jié)構(gòu)

從靜態(tài)角度來說，知識是人類認知的基礎(chǔ)，是由一系列相互聯(lián)系的基本概念、命題和推理形式組合成一個整體上完整的、系統(tǒng)內(nèi)部自足的，要素間相互聯(lián)系的，能夠反映對象的本質(zhì)、屬性、功能、結(jié)構(gòu)及其內(nèi)外聯(lián)系規(guī)律的系統(tǒng)［2］，因此，知識具有嚴謹、穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，不能被隨意篡改，經(jīng)得起邏輯推敲和實踐檢驗。要精準、深度掌握某個知識，要先剖析知識的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，知識由符號、邏輯和意義三個不可分割的部分組成，三者之間的關(guān)系如圖1。

符號是知識的表達、呈現(xiàn)形式，是知識的外表。知識要被記載、傳承、傳播，需要以文字、圖表等形式進行準確地、顯性地表達和記錄，以保證知識在傳承、傳播過程中保持精準、穩(wěn)定、簡潔、快捷。知識的符號描述是知識最基本、最外層的形態(tài)，學(xué)生學(xué)習(xí)最先觸及的往往是知識的符號形式［3］。知識常見的符號表征有文字、公式、圖表、具有學(xué)科特質(zhì)的用語等單重或者多重表征。從學(xué)習(xí)的角度來說，如果單純掌握知識的符號這一外層結(jié)構(gòu)，是無法真正理解知識的，當(dāng)然也就會影響知識的遷移運用。例如，在氧化還原相關(guān)知識的學(xué)習(xí)中，教材所呈現(xiàn)的氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)的文字概念即為相應(yīng)知識的符號，僅僅停留在對這幾個概念的符號掌握上，未做進一步的深加工，是無法理解氧化還原的本質(zhì)的。

邏輯是知識的內(nèi)在涵義或關(guān)聯(lián)，是知識的具體內(nèi)容。對于知識點本文將未經(jīng)關(guān)聯(lián)加工的單個概念、定律等稱為知識點。而言，要在符號的基礎(chǔ)上，厘清符號所包含的邏輯，清晰界定知識點的內(nèi)涵與外延，例如，“在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物稱為電解質(zhì)”就包含了以下幾點邏輯：（1）電解質(zhì)屬于化合物；（2）溶于水形成水溶液能導(dǎo)電或者受熱熔化能導(dǎo)電，只要滿足條件之一即可；（3）上述（1）和（2）必須同時滿足。理解了“電解質(zhì)”知識符號內(nèi)含的邏輯，就不難理解為何難溶于水的AgCl、 BaSO4屬于電解質(zhì)，而溶于水后的溶液以及熔化時均能導(dǎo)電的金屬鈉不屬于電解質(zhì)。對于知識體系而言，需要清晰理解和界定符號背后的關(guān)聯(lián)邏輯，邏輯結(jié)構(gòu)越完整、越系統(tǒng)，知識間的聯(lián)系就變得越緊密，越有利于理解學(xué)科的本質(zhì)，也越有助于促進知識的運用。例如，圖2呈現(xiàn)的是氧化還原中的一個知識片段，可看作比知識點稍大的知識（由多個知識點組成），學(xué)習(xí)過程中，要超越圖示的形態(tài)，清晰理解圖中各知識點為何能這樣關(guān)聯(lián)，依據(jù)是什么。

意義是知識的用途、價值以及知識中蘊含的價值觀，是知識的內(nèi)核。知識能在人類社會性活動中形成、傳承及傳播，本質(zhì)上來說，就是知識本身具有意義，其意義在于指導(dǎo)人類分析并解決問題，能促進人的品格和價值觀的發(fā)展提升。如果說掌握知識的符號形態(tài)及邏輯形式是個體將外部的知識逐漸內(nèi)化為自身的一部分，那么，理解知識的意義，就是將自身知識靈活自如地輸出以解決實際問題的重要一環(huán)。因此，知識的意義理解可視為個體內(nèi)部世界與外部世界聯(lián)系的橋梁。例如，梳理了圖2所示的多個知識點之間的邏輯關(guān)系，還要清楚相互關(guān)聯(lián)的這些知識有何用，何時能用，如何使用，即要明確圖2中所包含的知識邏輯關(guān)系的意義。當(dāng)頭腦中清晰認識到其用途和價值時，面對復(fù)雜、陌生的氧化還原反應(yīng)時，能快速、準確分析出反應(yīng)的本質(zhì)問題；與此同時，還要認識到圖2中所含知識能用于實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化，為人類服務(wù)，要提高責(zé)任意識，將來用氧化還原知識為促進社會進步、保護環(huán)境做出貢獻。

1.2 維度二：知識的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)

知識的學(xué)習(xí)是按一定的時間順序進行的，其依據(jù)是學(xué)生的認知、思維、心理等的發(fā)展時序特征，因此，學(xué)生最先掌握的是一個個的知識點。點狀的知識經(jīng)過邏輯關(guān)聯(lián)，能形成部分關(guān)聯(lián)的片狀知識，再進一步進行片狀知識之間的關(guān)聯(lián)整合，能形成結(jié)構(gòu)完整、嚴謹?shù)闹R體系。為方便表達，本文將處于孤立點狀、部分關(guān)聯(lián)和相對完整關(guān)聯(lián)的知識稱為點狀知識、片狀知識和系統(tǒng)知識（如圖3）。

點狀知識是零散分布的孤立知識點。點狀的知識間未建立關(guān)聯(lián)或者建立稀疏關(guān)聯(lián)，是未經(jīng)過加工處理的多個知識，在學(xué)生頭腦中呈現(xiàn)的是零散的知識點，沒有形成知識結(jié)構(gòu)，既不利于儲存記憶，也無法靈活提取，自然影響了知識的靈活運用。以氧化還原相關(guān)知識為例，氧化還原反應(yīng)、氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)等一般分散在不同的課時中學(xué)習(xí)，學(xué)生在沒有進行知識關(guān)聯(lián)的加工前，學(xué)生頭腦中呈現(xiàn)的是零散、孤立的知識點。

片狀知識是建立了部分關(guān)聯(lián)的知識序列。知識之間存在著從屬、并列、衍生等邏輯關(guān)系，對所學(xué)的知識之間的“近親關(guān)系”進行梳理，使知識之間的邏輯關(guān)聯(lián)顯現(xiàn)出來，提升和改善頭腦中知識的結(jié)構(gòu)。片狀的知識結(jié)構(gòu)水平不高，常表現(xiàn)單元內(nèi)、模塊內(nèi)的知識形成關(guān)聯(lián)，能解決部分熟悉領(lǐng)域的問題，當(dāng)面臨陌生、復(fù)雜問題時常常不知所措、無所適從。例如，對氧化還原反應(yīng)、氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)等知識進行單元內(nèi)階段性梳理，可形成如圖3所示的片狀知識。

系統(tǒng)知識是具有高度、緊密關(guān)聯(lián)的知識體系。學(xué)生在片狀的知識序列的基礎(chǔ)上，根據(jù)知識間從屬關(guān)系、并列和交叉聯(lián)系、衍生關(guān)系等，進一步建構(gòu)出模塊間、學(xué)科內(nèi)，甚至學(xué)科間的知識關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，提煉知識的“遠親關(guān)系”，促進知識形成邏輯嚴密、結(jié)構(gòu)清晰的知識體系。系統(tǒng)知識結(jié)構(gòu)水平高，在面對復(fù)雜、陌生問題時有利于靈活運用。例如，完成高中階段課程學(xué)習(xí)后，將氧化還原知識與元素化合物、電化學(xué)、離子反應(yīng)等化學(xué)知識，甚至與生物學(xué)科知識建立聯(lián)系，能形成高水平結(jié)構(gòu)的知識聯(lián)系，建構(gòu)完善的知識體系。

1.3 維度三：知識的發(fā)展結(jié)構(gòu)

從知識的發(fā)展來看，人類首先需要獲得描述物質(zhì)、事件的事實或概念性知識；在此基礎(chǔ)上運用人類的反思、總結(jié)的意識和能力，創(chuàng)生出指導(dǎo)知識運用于生產(chǎn)勞動的思想、思維和方法，形成了方法性知識，知識的形態(tài)發(fā)生了第一次飛躍；進一步回顧思想、思維和方法創(chuàng)生的過程，將知識又升華為具有統(tǒng)攝意義的核心觀念，知識的形態(tài)完成了第二次飛躍。三者間的關(guān)系如圖4。

事實、概念性知識主要是用于描述物質(zhì)、事實或界定概念，屬于最基礎(chǔ)的知識，其他知識都是在此基礎(chǔ)上發(fā)展、衍生而來，是方法性知識、核心觀念的根基和源泉。例如，在化學(xué)學(xué)科中，氧化還原反應(yīng)、氧化劑、氧化反應(yīng)、氧化產(chǎn)物等相關(guān)概念，元素單質(zhì)及其化合物的理化性質(zhì)，離子反應(yīng)的概念、條件等均屬于事實、概念性知識，能解釋物質(zhì)世界“是什么”的問題。

方法性知識是人類在運用事實、概念性知識進行認識和解釋世界的過程中，繼續(xù)發(fā)展、總結(jié)知識是如何使用、何時使用等問題中形成的，是指導(dǎo)人們“如何用”知識的方法、思想或思維。例如，氧化還原理論可以指導(dǎo)人們認識陌生物質(zhì)的氧化性或者還原性，具體要如何運用呢？經(jīng)過實踐、反思后，可以總結(jié)出研究物質(zhì)氧化性或還原性的一般思路：（1）根據(jù)物質(zhì)中所含元素化合價升或降的可能性，預(yù)測物質(zhì)可能具有還原性或氧化性；（2）如果預(yù)測物質(zhì)具有氧化性（或還原性），就需要尋找另一種具有還原性（或氧化性）的物質(zhì)，通過實驗檢驗兩者能否發(fā)生氧化還原反應(yīng)，以檢驗預(yù)測［4］。這是理解了氧化還原理論本質(zhì)后進一步發(fā)展、提升形成的認識思路。

核心觀念是對方法性知識的進一步抽象、提煉和升華，建構(gòu)出具有統(tǒng)攝作用的學(xué)科核心觀念。學(xué)科核心觀念處于最上層，具有可持久性、可遷移性等特征［5］，能幫助學(xué)生超越割裂與碎片化的學(xué)科事實、信息、概念、原理，并能夠?qū)⒘闵⒌闹R建立起有效的、結(jié)構(gòu)化的聯(lián)系［6］，提高學(xué)生對學(xué)科本質(zhì)的理解。例如，在學(xué)習(xí)了氧化還原、元素化合物性質(zhì)、周期律等知識后，要提煉出“物質(zhì)是由分子、原子或離子構(gòu)成的，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)，性質(zhì)決定用途”的化學(xué)核心觀念。

2 知識結(jié)構(gòu)視域下深度學(xué)習(xí)的途徑

深度學(xué)習(xí)強調(diào)對教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化，幫助學(xué)生全面把握知識的內(nèi)在聯(lián)系；強調(diào)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)適當(dāng)?shù)木哂姓鎸嵡榫车幕顒?，提供解決真實問題的機會，促進知識的實踐轉(zhuǎn)化和綜合應(yīng)用；強調(diào)正確的價值立場與價值判斷，關(guān)注教學(xué)的價值取向，引導(dǎo)學(xué)生理解、反思所學(xué)習(xí)的內(nèi)容與過程，進而形成積極的社會性情感、態(tài)度與責(zé)任感［7］。討論知識的結(jié)構(gòu)，其目的是要超越符號表征，理解知識的內(nèi)在邏輯和意義；讓點狀的知識進行邏輯關(guān)聯(lián)，形成完整的結(jié)構(gòu)體系；從事實、概念性知識掌握，到探索知識的規(guī)律，形成思維、方法，最后升華為化學(xué)核心觀念。這正是深度學(xué)習(xí)的價值追求，從知識結(jié)構(gòu)的視域來看，知識結(jié)構(gòu)化的三個維度，是讓學(xué)習(xí)走向深度的三個途徑（如圖5）。要形成高水平的知識結(jié)構(gòu)，需要有著力點，而交流研討、情境問題解決、實驗探究、歸納總結(jié)等學(xué)科實踐活動，就是有力的抓手。

2.1 關(guān)注知識的運用，從知識的符號學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向意義建構(gòu)

知識結(jié)構(gòu)的習(xí)得，如果缺失了學(xué)習(xí)者的內(nèi)在理解、思維，忽視學(xué)習(xí)者的探究、知識運用，知識的育人價值便難以實現(xiàn)，知識不僅異化為單一性的符號表征，甚至成了心智未經(jīng)消化

的負擔(dān)［8］。要讓學(xué)習(xí)走向深度，就要幫助學(xué)生從知識的符號學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向意義建構(gòu)，而實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的途徑就是知識的運用。知識的運用即為學(xué)生進行學(xué)科實踐的過程，教師在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)真實問題情境，學(xué)生身臨其境，像學(xué)科專家一樣，分析、思考問題，探索問題的解決方案。學(xué)生只有先明晰知識的內(nèi)涵、邏輯，才能靈活運用于問題任務(wù)的解決；同時，在知識的運用中，又進一步理解了知識的邏輯和意義。以Fe2+和Fe3+檢驗的知識為例，如果僅僅記憶Fe2+和Fe3+的各種檢驗方法，這僅僅是符號記憶，屬于淺層學(xué)習(xí)；若以“探究補鐵劑中鐵元素的價態(tài)”等真實情境為載體，讓學(xué)生先預(yù)測補鐵劑中鐵元素價態(tài)的可能情形：（1）只有Fe2+；（2）只有Fe3+；（3）既有Fe2+又有Fe3+，在此基礎(chǔ)上進行實驗方案設(shè)計，并提供試劑，讓學(xué)生進行實驗探究。這樣的學(xué)科實踐活動中，學(xué)生必然要思考不同價態(tài)鐵離子要如何檢驗，自然也明白了Fe2+和Fe3+檢驗知識的意義。通過親自實踐，學(xué)生還能體會檢驗方法的選擇與溶液環(huán)境密切相關(guān)，不能按部就班，需要靈活選擇、運用檢驗方法，如NaOH溶液不適合用于低濃度Fe2+或Fe3+的檢驗，而KSCN溶液可用于痕量Fe2+或Fe3+的檢驗。通過Fe2+和Fe3+性質(zhì)預(yù)測、檢驗等實踐活動，促進了知識的運用，贊賞化學(xué)在生活、生產(chǎn)等領(lǐng)域的重要貢獻，實現(xiàn)了知識從符號理解到意義建構(gòu)的深度加工。

2.2 及時完善知識的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，建構(gòu)系統(tǒng)的知識體系

頭腦中處于零散狀態(tài)的知識點不會自動地進行結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)，需要學(xué)生主動歸納、總結(jié)，讓點狀知識轉(zhuǎn)化成片狀知識，最終走向系統(tǒng)的知識體系。為了實現(xiàn)這一目標，教師要把握時機，適時以問題或任務(wù)驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生以思維導(dǎo)圖、概念圖、知識提綱等形式對知識進行歸納、總結(jié)，分步完善知識“近親”“遠親”的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)。在完成課時、單元教學(xué)時，及時開展分類與歸納等學(xué)科實踐活動，引導(dǎo)學(xué)生進行知識歸納、總結(jié)，促進片狀知識結(jié)構(gòu)的形成；在完成模塊、學(xué)年教學(xué)時，要通過學(xué)科實踐活動，引導(dǎo)學(xué)生進行模塊內(nèi)、模塊間、學(xué)科內(nèi)、學(xué)科間的知識總結(jié)，使片狀知識進一步完善其關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，形成知識體系。例如，在完成物質(zhì)的聚集狀態(tài)的教學(xué)后引導(dǎo)學(xué)生從晶體類型、晶胞結(jié)構(gòu)、組成微粒、微粒間作用力等方面將章節(jié)內(nèi)容進行總結(jié)，并將整理所得的知識結(jié)構(gòu)以概念圖（如圖6［9］）或其他形式進行顯性化表達，通過學(xué)生所繪制的概念圖，可診斷學(xué)生對晶體結(jié)構(gòu)相關(guān)內(nèi)容的掌握情況，必要時幫助學(xué)生完善知識結(jié)構(gòu)。

2.3 注重方法、思維的提煉和升華，促進核心觀念的形成

不進行實踐運用，不進行方法、思維的提煉，不抽提出學(xué)科核心觀念，事實、概念性知識結(jié)構(gòu)再完整，也僅僅是內(nèi)容之知，不足以將知識轉(zhuǎn)化為素養(yǎng)［10］。要超越內(nèi)容之知，上升為方法之知，升華為學(xué)科核心觀念，關(guān)鍵環(huán)節(jié)還是進行特定的學(xué)科實踐。在面對真實的學(xué)科問題時，學(xué)生像專家一樣進行思考、分析、探索，最終問題得以解決，教師要抓住時機，引導(dǎo)學(xué)生對問題解決全過程進行復(fù)盤，反思問題解決過程中如何分析問題、提取知識，如何探索問題的解決方案，并迭代優(yōu)化。復(fù)盤這些過程，讓隱藏在實踐活動中的方法、思維逐步顯現(xiàn)，并引導(dǎo)學(xué)生將方法、思維以文字、圖示等形式進行顯性化表達。在完成階段性學(xué)習(xí)后，教師還要聯(lián)合單元間、模塊間的方法、思維，進一步抽提出具有統(tǒng)攝意義的核心觀念。例如，在學(xué)習(xí)鐵、硫等元素單質(zhì)、化合物的性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化等知識后，要引導(dǎo)學(xué)生復(fù)盤學(xué)習(xí)的全過程，總結(jié)學(xué)習(xí)元素化合物的思路：（1）確定物質(zhì)的核心元素化合價及所屬類別；（2）從價態(tài)角度可預(yù)測物質(zhì)的氧化性或者還原性，從類屬角度可預(yù)測該物質(zhì)可能具有的通性；（3）基于（2）中的預(yù)測，設(shè)計實驗方案，檢驗物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)；（4）物質(zhì)可能具有特性。根據(jù)這樣的思路，可以遷移到其他元素及其化合物性質(zhì)的學(xué)習(xí)。在完成所有元素及其化合物性質(zhì)的學(xué)習(xí)后，可以引導(dǎo)學(xué)生進一步抽提出“物質(zhì)由元素組成，具有多樣性，可以分成不同類別；化學(xué)反應(yīng)可探索物質(zhì)性質(zhì)、實現(xiàn)物質(zhì)價態(tài)或類別的轉(zhuǎn)化；認識物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)生活中具有重要價值”的核心觀念。

知識結(jié)構(gòu)的三個維度并不是相互孤立、分離的，而是相輔相成、相互包容的，只有理解知識的意義，才能理解學(xué)科的本質(zhì)，才能建構(gòu)出完整的知識體系；具備了完整的知識體系，才能抽提出統(tǒng)領(lǐng)眾多知識的核心觀念。相似的，頭腦中知識升華為學(xué)科核心觀念，自然能以核心觀念來統(tǒng)領(lǐng)頭腦中的知識碎片，形成完整的、結(jié)構(gòu)清晰的知識體系。概言之，促進學(xué)生知識內(nèi)在結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)和發(fā)展結(jié)構(gòu)的高層次發(fā)展，是知識結(jié)構(gòu)視域下實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的途徑。

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