知识结构和认知结构与有效课堂教学的构建
知识结构与认知结构是教育心理学的两个基本概念，也是建构有效课堂教学的两个重要因素。一门学科的概念、原理和规律是有内在联系的，这种内在的本质联系就构成了这门学科的知识结构。而认知结构是个体在感知和理解客观现实的基础上，在头脑里形成的一种心理结构，它由个体过去积累的知识和经验组成。在认知过程中，个体新的感知与已形成的认知结构发生相互作用，从而影响对当前事物的认识。现代认知心理学派认为，学习是认知结构的组织与重新组织。他们既强调已有认知结构和经验的作用，也强调学习材料本身内在的逻辑结构，即知识结构。在学习过程中，两者以相辅相成、相互促进的方式活动着。
从实验中得到的启示
解决问题的能力是衡量一个人能力的重要标准，那么人们解决问题的能力依赖于什么？学生学科学习的知识结构与学生建构成的认知结构有什么关系？每个学生的认知结构与其解决问题的能力又有什么关系？带着这一系列的问题，我们自上世纪80年代起，在小学数学领域进行了20多年的探索。我们的实验假设是以改变原有小学数学教材的知识结构来促使学生建构良好的认知结构，从而萌发小学生的辩证思维，以提高小学生解决数学问题的能力。我们的研究表明，学生学习数学的不同知识结构确实会影响学生的认知结构，而学生不同的认知结构又直接影响到有关问题的解决以及在解决问题过程中所使用的策略。
我们应作的思考
学校教育要体现以培养“充分的、和谐的、全面的、可持续发展的人”为目标。那么，作为实施素质教育主渠道的课堂，又该如何有效地达到这个目标呢？
思考一：教师、学生和教材是构成课堂教学的三个主要因素。教材的结构，对学生来说，就是学习的知识结构。教材主要是根据该学科的结构、学习者的认知水平和特点以及时代对教育的要求，用文字的形式来表达的一种知识结构。教材的知识结构会直接影响到每个学生的认知结构，而学生的认知结构又影响到问题的解决及问题解决中策略的使用。因此，每个学科建构一套结构良好的教材是非常必要的。例如，目前新课改中语文教材的模块式结构、数学教材中的主题图，教材内容更贴近学生生活实际和不同学生的需求等，均是为了达到面对有差异的发展的目的。
思考二：知识结构会直接影响学生的认知结构，而认知结构又直接影响学生对问题的解决。那么，我们的课堂教学该如何促进每个学生建构良好的认知结构呢？良好认知结构的标准是什么？美国教育心理学家奥苏伯尔提出，良好的认知结构要满足这样三个维度：一是概括性高；二是巩固度好；三是对比度清晰。我认为，这三个维度也应该是编写教材时所考虑的原则之一。
思考三：学生在课堂中与教师平等对话、互动生成的教学模式中，教师作为课堂的引领者、组织者和合作者的主要作用应该是促使学生更好地主动建构。教师的教学设计也可以被看作是一种外在的知识结构。教材是一种文本，教师不仅要尊重教材、钻研教材，更要根据学生原有的知识和经验设计出更适合于学生的教学设计，这也能体现教师创造性地“教”。以数学七年级下册实验教材中“平均数、中位数和众数的使用”一节为例。有位教师通过对学生的了解认为，在具体的现实问题中，这三个统计量并不总有实际意义，也不总是能够很好地反映研究对象的面貌，因此应该把本节课的重点放在使学生了解这三个统计量各自的适用范围，并能够在解决具体问题时加以合理选用上。于是他的课堂设计提供了三种不同情境下的数据，促使学生在互相讨论中不仅学习了这三种统计数的知识，而且体验到不同数据统计要求选用合适的统计方法，即具体情况要具体分析。对“通过3位学生的5次数学成绩比较哪位学生成绩最好”的统计，用平均数比较合适；而对“10名销售员去年完成的销售额情况”表格，用中位数比较合适；对“童鞋店各种尺码童鞋的销售量”，通过讨论，学生一致认为鞋店老板最关心的应该是众数，因为哪种尺码销售得多，下次进货时就应多进这种尺码的鞋子。这种教学设计不仅让学生明白了分析问题时应实事求是，而且带着学生“从生活中来，向生活中去”，较好地体现了从关注学与教到关注人的发展的转变。
对促进学生学习的建议
科学的教材知识结构是促进学生建构良好认知结构的基础。教材结构的科学性首先要符合学科本身的认知结构，其次一定要考虑学习者的认知水平和认知发展特点；再次要思考教材结构如何有利于学生主动建构，有利于强化探索性学习；最后要关注教材结构如何体现教学的过程性特点，并关注思想方法和人文素养的自然渗透等因素。
课堂教学的有效性依赖于教师对教材内容的编码。教材的知识结构要更好地转化为学生良好的认知结构，对教师的备课就提出了更高的要求。教师不仅在备教材时要关注新知识和原有知识的关系，更要关注学生，即要备学生原有的知识水平、原有经验及学习中可能碰到的困难，以及学生的情感状态（对新知的需要度）。一位教师在备“圆的半径和直径”这一内容时，就思考了这样三个问题：一是成人头脑中建构的“半径”和“直径”的概念是什么、对教学有什么启示。他调查、访谈了34位成年人，并作了适当统计分析。二是学生现在在哪里、学生应走向哪里，即站在学生的角度来思考。三是传统教学设计的特点是什么、教学时有哪些不足。
教师要关注对学生学习策略的指导。学习策略是指个人在学习过程中用以提高学习效率的一切活动，如利用记忆提高记忆效率的活动，利用记笔记、作摘要控制自己注意的活动，尤其是利用编结构提纲把握课文层次结构并加深理解的活动，等等。从建构良好的认知结构角度来看，教师对学生要重视“厚——薄——厚”的学习策略培养。第一个“厚”指各学科的基本概念要掌握得扎实。从“厚”转入“薄”是指要使学生善于把知识结构化，即使得认知结构的概括化程度高、可利用度大。根据学科知识内容可以采用梯级结构，也可以采用网络结构，也可以把两种结构混合应用。这样，遇到问题时，学生就能既正确又迅速地提取相关的知识，这体现在行为上，就是学生解决问题又快又好，解决问题的能力强。第三步是由“薄”再转入“厚”。这里的“厚”，一是指学生能把知识应用到实践中去，二是指学生能把学科知识综合起来，在这个过程中提高综合解决问题的能力和达到学知识长智慧的目的。
最后，教师还要十分重视课堂例题的精选，重视课堂中对学生基础生成资源的选择和升华，重视教师有思考性、有针对性的课堂提问设计以及学生练习题的层次性设计。
学生掌握知识的过程，实际上就是把人类的各学科知识结构转化为他们的认知结构。因此，学生对各科认知结构的建构，绝不可能脱离各学科的知识结构而凭空形成。构建合理的知识结构能够使学生形成良好的认知结构，使学生变得更加聪明，更加能干。