蒯 龍

安徽工程大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，安徽蕪湖，241000

依據(jù)現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)，知識(shí)可以分為陳述性知識(shí)、程序性知識(shí)和策略性知識(shí)三類[1]。陳述性知識(shí)傳授“是什么”，包括概念、公式和定理等，屬可描述、陳述和闡釋的知識(shí)[2]。程序性知識(shí)告訴人們“如何做”，包括操作流程、技術(shù)路線等技能知識(shí)，依賴陳述性知識(shí)基礎(chǔ)但更強(qiáng)調(diào)過程性[3]。策略性知識(shí)是關(guān)于“怎么做”的設(shè)想性知識(shí)，屬于特殊的程序性知識(shí)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)策略選擇、方案設(shè)計(jì)和流程調(diào)控[4]。其中，程序性知識(shí)邏輯鮮明并自帶技能目標(biāo)導(dǎo)向性和實(shí)踐操作性，其學(xué)習(xí)動(dòng)能易于激發(fā)。策略性知識(shí)的學(xué)習(xí)在于發(fā)揮主觀能動(dòng)性，容易調(diào)動(dòng)積極性，頗受歡迎的討論、啟發(fā)以及角色翻轉(zhuǎn)等方法非常適用于策略性知識(shí)。相比于程序性知識(shí)和策略性知識(shí)，陳述性知識(shí)是一個(gè)反映事物狀態(tài)、內(nèi)容以及變化原因的客觀存在，其學(xué)習(xí)過程是從無(wú)到有的基礎(chǔ)累積。初次接觸的陳述性知識(shí)大多都是陌生而沒有基礎(chǔ)的，啟發(fā)、討論等方法難以應(yīng)用到陳述性知識(shí)[5]，故一般性陳述性知識(shí)的習(xí)得方式基本來源于陳述、描述和闡釋等常規(guī)方法。

隨著學(xué)習(xí)層次的提高，特別是到了高等教育的高年級(jí)或者研究生學(xué)習(xí)階段，學(xué)生面對(duì)的大多數(shù)陳述性知識(shí)已經(jīng)不再是單一的概念、原理、圖示或者理論，而是由一系列單一陳述性知識(shí)單元組織而成的系統(tǒng)的知識(shí)體系，這樣的知識(shí)體系屬于復(fù)雜陳述性知識(shí)[6]。例如，《近代測(cè)試技術(shù)》中介紹的“掃描電子顯微鏡”，屬于陳述性知識(shí)范疇。不同于《無(wú)機(jī)化學(xué)》《有機(jī)化學(xué)》等涉及的元素、化合物、化學(xué)反應(yīng)和定理等單一的陳述性知識(shí)，“掃描電子顯微鏡”的知識(shí)架構(gòu)涵蓋電子、二次電子等多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的陳述性知識(shí)單元，因此又是典型的復(fù)雜陳述性知識(shí)。復(fù)雜陳述性知識(shí)的系統(tǒng)性和知識(shí)單元組織的嚴(yán)密性決定了其比一般陳述性知識(shí)的習(xí)得更加困難與復(fù)雜。采取用于一般性陳述性知識(shí)的描述、陳述和闡釋等常規(guī)方法學(xué)習(xí)復(fù)雜陳述性知識(shí)顯然是困難而枯燥的。因此需要對(duì)復(fù)雜陳述性知識(shí)的特點(diǎn)進(jìn)行分析研究，并依據(jù)其特點(diǎn)設(shè)計(jì)相應(yīng)的方法以利于復(fù)雜陳述性知識(shí)的習(xí)得。

程序性知識(shí)同樣包含若干陳述性知識(shí)單元。然而，由于各個(gè)陳述性知識(shí)單元銜接流暢并邏輯清晰，所以程序性知識(shí)的理解和習(xí)得卻顯得較為容易。受此啟發(fā)，如果對(duì)復(fù)雜陳述性知識(shí)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行程序化設(shè)計(jì)和梳理，將會(huì)大大降低該類知識(shí)的習(xí)得難度。本文針對(duì)復(fù)雜陳述性知識(shí)的特點(diǎn)，基于構(gòu)成其陳述性知識(shí)單元間的內(nèi)在聯(lián)系，提出復(fù)雜陳述性知識(shí)結(jié)構(gòu)的程序化理念，并呈現(xiàn)復(fù)雜陳述性知識(shí)結(jié)構(gòu)程序化的思路和案例。復(fù)雜陳述性知識(shí)結(jié)構(gòu)程序化設(shè)計(jì)的核心思想是建立合適的邏輯主線串聯(lián)相應(yīng)的知識(shí)模塊，并裝入最基本的陳述性知識(shí)單元。復(fù)雜陳述性知識(shí)結(jié)構(gòu)的程序化的基本思路為：承上啟下的中心原理性陳述性知識(shí)是程序化設(shè)計(jì)的“心臟”，貫穿陳述性知識(shí)單元的邏輯主線加若干概念的延伸分支是程序化設(shè)計(jì)的“骨架”，基礎(chǔ)性的陳述性知識(shí)單元是程序化設(shè)計(jì)的“血肉”。

1 復(fù)雜陳述性知識(shí)的特點(diǎn)和程序化設(shè)計(jì)

復(fù)雜陳述性知識(shí)是由直接或間接相聯(lián)系的每一部分知識(shí)圍繞一套核心概念或原理組織而成，也是其主要特征[6]。把上述中“每一部分知識(shí)”稱為陳述性知識(shí)單元，故復(fù)雜陳述性知識(shí)各個(gè)陳述性知識(shí)單元彼此獨(dú)立而又相互聯(lián)系。以“掃描電子顯微鏡”這一復(fù)雜陳述性知識(shí)為例，其主體內(nèi)涵是由自由電子、自由電子的產(chǎn)生和加速、電子與物質(zhì)的相互作用、二次電子、二次電子探測(cè)成像以及二次電子產(chǎn)額等一系列各自獨(dú)立的陳述性知識(shí)單元圍繞電子與物質(zhì)的相互作用有機(jī)組合[7]。若拋開“掃描電子顯微鏡”知識(shí)，每個(gè)陳述性知識(shí)單元都可以獨(dú)立學(xué)習(xí)。而這些獨(dú)立的陳述性知識(shí)單元圍繞“電子與物質(zhì)的相互作用”和“作用產(chǎn)生的二次電子信號(hào)呈像”組織起來就構(gòu)成了“掃描電子顯微鏡”這一復(fù)雜陳述性知識(shí)。要想實(shí)現(xiàn)“掃描電子顯微鏡”的習(xí)得，不僅要掌握其涉及的所有陳述性知識(shí)單元，還要掌握將各個(gè)陳述性知識(shí)單元組織起來的中心原理和邏輯關(guān)系。因此，復(fù)雜陳述性知識(shí)的習(xí)得難度大,尤其是“掃描電子顯微鏡”這類應(yīng)用技術(shù)型知識(shí)還包含大量晦澀的物理學(xué)相關(guān)的陳述性知識(shí)單元[8]。

對(duì)于一般的陳述性知識(shí)，通過陳述、描述和闡釋就能構(gòu)建相應(yīng)的知識(shí)圖像。但是復(fù)雜陳述性知識(shí)如果不加設(shè)計(jì)地通過簡(jiǎn)單的陳述、描述或者闡釋習(xí)得,其陳述性知識(shí)單元和組織方式是極其困難和復(fù)雜的。原因是復(fù)雜陳述性知識(shí)一般包含的陳述性知識(shí)單元較多，短時(shí)間內(nèi)接觸眾多陳述性知識(shí)單元難以內(nèi)化成學(xué)習(xí)者自身的知識(shí)體系。另外，如若不能充分理解各個(gè)陳述性知識(shí)單元的內(nèi)在邏輯和功能就會(huì)出現(xiàn)“掩卷即忘”的學(xué)習(xí)處境。因此，對(duì)于復(fù)雜陳述性知識(shí)的學(xué)習(xí)需要打破常規(guī)的陳述、描述或者闡釋，從這類知識(shí)的核心原理和組織邏輯對(duì)所涉及的陳述性知識(shí)單元進(jìn)行梳理。基于此，本文提出復(fù)雜陳述性知識(shí)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行程序化設(shè)計(jì)理念，即設(shè)計(jì)并采用核心概念或原理為中心的主線把各個(gè)陳述性知識(shí)單元串聯(lián)。主線和技術(shù)框架帶有程序性特點(diǎn)，類似于邏輯性強(qiáng)的程序性知識(shí)，易于理解和習(xí)得。以核心概念或原理為中心的主線牽引，復(fù)雜陳述性知識(shí)的學(xué)習(xí)由“默寫式”向“填空式”轉(zhuǎn)變，習(xí)得難度降低。

2 復(fù)雜陳述性知識(shí)結(jié)構(gòu)程序化設(shè)計(jì)的思路與案例分析

復(fù)雜陳述性知識(shí)結(jié)構(gòu)程序化設(shè)計(jì)的基本思路：以決定復(fù)雜陳述性知識(shí)體系存在與否的中心陳述性知識(shí)單元為“心臟”，以貫穿所有陳述性知識(shí)單元的邏輯主線加若干相關(guān)概念的延伸分支為“骨架”，把相應(yīng)的基礎(chǔ)性陳述性知識(shí)單元按照其角色或者功能裝填在骨架的特定位置形成“血肉”。其中，貫穿所有陳述性知識(shí)單元的邏輯主線具有程序性特點(diǎn)，知識(shí)模塊在邏輯主線上的次序唯一。圖1是以“掃描電子顯微鏡”為例的復(fù)雜陳述性知識(shí)結(jié)構(gòu)的程序化設(shè)計(jì)示意圖。

圖1 掃描電子顯微鏡知識(shí)結(jié)構(gòu)的程序化設(shè)計(jì)示意圖

復(fù)雜陳述性知識(shí)的程序化設(shè)計(jì)不僅有利于理論知識(shí)的習(xí)得，還便于相應(yīng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)物指認(rèn)。下文將結(jié)合具體的知識(shí)案例對(duì)程序化設(shè)計(jì)的復(fù)雜陳述性知識(shí)的“中心”“骨架”和“血肉”的內(nèi)容和方法進(jìn)行討論。

2.1 復(fù)雜陳述性知識(shí)的“心臟”：承上啟下的中心陳述性知識(shí)單元

中心陳述性知識(shí)單元是驅(qū)動(dòng)復(fù)雜程序性知識(shí)成立或存在的中心原理，形象地表達(dá)為“心臟”，其支撐了復(fù)雜陳述性知識(shí)的整個(gè)程序性架構(gòu)。復(fù)雜陳述性知識(shí)的“心臟”具有承上啟下的特征。如圖1所示，首先確定“心臟”地位的中心陳述性知識(shí)單元：高能電子與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生二次電子，即掃描電子顯微鏡的成像原理[9]。該中心陳述性知識(shí)單元具有承上啟下的功能特點(diǎn)，承接的陳述性知識(shí)模塊為高能電子的獲得：自由電子的產(chǎn)生(電子槍)和平行加速(電子光學(xué)系統(tǒng)和高壓系統(tǒng))；引出的內(nèi)容是二次電子的探測(cè)(檢測(cè)系統(tǒng))和樣品信息表達(dá)(成像系統(tǒng))。事實(shí)上，掃描電子顯微鏡主要就是由電子槍、電子光學(xué)系統(tǒng)、高壓系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)和成像系統(tǒng)組建而成[10]。上述驅(qū)動(dòng)復(fù)雜程序性知識(shí)成立或存在的中心原理是復(fù)雜陳述性知識(shí)的焦點(diǎn)所在，地位極其重要。因此，復(fù)雜陳述性知識(shí)的“心臟”是復(fù)雜性陳述性知識(shí)學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容。中心陳述性知識(shí)單元一旦得到明確，其承接的知識(shí)和引出的內(nèi)容便自然銜接，便于理解整個(gè)復(fù)雜程序性知識(shí)體系。

2.2 復(fù)雜陳述性知識(shí)的“骨架”：貫穿陳述性知識(shí)單元的邏輯主線加若干概念的延伸分支

有了中心陳述性知識(shí)單元作為復(fù)雜程序性知識(shí)的“心臟”，自然要討論程序化設(shè)計(jì)的“骨架”：貫穿陳述性知識(shí)單元的邏輯主線加若干相關(guān)概念的延伸分支。如圖1所示，把“掃描電子顯微鏡”這個(gè)復(fù)雜陳述性知識(shí)按照功能劃分成電子槍、電子光學(xué)系統(tǒng)(含高壓系統(tǒng))、樣品室、檢測(cè)系統(tǒng)和成像系統(tǒng)五個(gè)主要知識(shí)模塊。各個(gè)知識(shí)模塊的功能依次為產(chǎn)生自由電子、自由電子平行加速得到高能電子束、高能電子與物質(zhì)作用產(chǎn)生二次電子、二次電子被捕集獲得樣品信號(hào)和信號(hào)轉(zhuǎn)換得到樣品圖像。可以發(fā)現(xiàn)，各個(gè)知識(shí)模塊的功能具有嚴(yán)格的程序性，順序不可顛倒。程序化的功能延伸對(duì)應(yīng)的知識(shí)模塊串聯(lián)便構(gòu)成了“掃描電子顯微鏡”這一復(fù)雜陳述性知識(shí)結(jié)構(gòu)“骨架”的邏輯主線。另外，各個(gè)知識(shí)模塊可能還涉及一些次級(jí)陳述性知識(shí)單元，構(gòu)成陳述性知識(shí)結(jié)構(gòu)“骨架”的分支結(jié)構(gòu)。通過程序化設(shè)計(jì)的“骨架”構(gòu)建復(fù)雜性知識(shí)學(xué)習(xí)的主體內(nèi)容及其之間的內(nèi)在聯(lián)系，一方面便于系統(tǒng)地識(shí)記知識(shí)，同時(shí)也方便與掃描電子顯微鏡實(shí)物進(jìn)行對(duì)應(yīng)。

聯(lián)系各個(gè)陳述性知識(shí)模塊的內(nèi)在邏輯主線是“主心骨”，一般可采用功能導(dǎo)向和延續(xù)的方式進(jìn)行劃分和設(shè)計(jì)。從功能發(fā)展的角度看“主心骨”帶有典型的程序性：主線上的各個(gè)知識(shí)模塊的功能具有承接關(guān)系，并按照功能產(chǎn)生的先后順序依次配置。此外，某些知識(shí)模塊可能還會(huì)存在陳述性知識(shí)單元細(xì)節(jié)，或并列，或延伸，形成“骨架”的若干分支?？梢?，程序化設(shè)計(jì)“骨架”的主線只有一條，分支卻可以有多個(gè)甚至多級(jí)，由“骨架”上的知識(shí)模塊性質(zhì)決定。因此，復(fù)雜陳述性知識(shí)程序化設(shè)計(jì)的“骨架”是復(fù)雜性知識(shí)學(xué)習(xí)的主體內(nèi)容。

2.3 復(fù)雜陳述性知識(shí)的“血肉”：基礎(chǔ)性的陳述性知識(shí)單元

對(duì)于一個(gè)復(fù)雜陳述性知識(shí)，程序化設(shè)計(jì)的“骨架”中的知識(shí)模塊及其知識(shí)脈絡(luò)便合成了其主體內(nèi)容，并有了全局認(rèn)識(shí)和基本理解。若繼續(xù)全面而深入習(xí)得該復(fù)雜陳述性知識(shí)，就需要掌握每一個(gè)知識(shí)模塊的每一個(gè)最基礎(chǔ)的陳述性知識(shí)單元，即復(fù)雜陳述性知識(shí)的“血肉”。因此，復(fù)雜陳述性知識(shí)的“血肉”是復(fù)雜性知識(shí)學(xué)習(xí)的重要組成。復(fù)雜陳述性知識(shí)的“血肉”一般屬于儲(chǔ)備的已經(jīng)習(xí)得的或者通過文獻(xiàn)資料可自行習(xí)得的一般陳述性知識(shí)。其實(shí)，有了復(fù)雜陳述性知識(shí)的“骨架”，后續(xù)的學(xué)習(xí)實(shí)際上就變成了“填空題”，把各個(gè)知識(shí)模塊涉及的陳述性知識(shí)單元裝填到相應(yīng)的知識(shí)模塊中。復(fù)雜陳述性知識(shí)的“血肉”的教學(xué)處理又回到一般性陳述性知識(shí)的學(xué)習(xí)，即通過陳述、描述和闡釋即可完成。對(duì)于已經(jīng)習(xí)得并儲(chǔ)備的基礎(chǔ)性的陳述性知識(shí)單元，明確其在復(fù)雜陳述性知識(shí)體系中的角色、功能和作用原理即可。需要提醒的是，基礎(chǔ)性的陳述性知識(shí)單元的學(xué)習(xí)不能脫離復(fù)雜陳述性知識(shí)的“骨架”和主線。同樣以“掃描電子顯微鏡”為例，其涉及的電子、二次電子、場(chǎng)發(fā)射原理等基礎(chǔ)性的陳述性知識(shí)單元已經(jīng)先期習(xí)得，故在學(xué)習(xí)“掃描電子顯微鏡”時(shí)的重點(diǎn)是認(rèn)識(shí)是基礎(chǔ)性的陳述性知識(shí)單元承擔(dān)的角色和工作原理。如學(xué)習(xí)到電子時(shí)，需要關(guān)心的是“電子在掃描電子顯微鏡中承擔(dān)的角色是產(chǎn)生二次電子信號(hào)的激發(fā)源，并且需要得到并與樣品作用的是高能電子束”，而不是“什么是電子？電子是怎么發(fā)現(xiàn)的？有什么特征？”等已經(jīng)儲(chǔ)備的知識(shí)。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文基于構(gòu)成復(fù)雜陳述性知識(shí)的陳述性知識(shí)單元間的內(nèi)在聯(lián)系，提出了復(fù)雜陳述性知識(shí)結(jié)構(gòu)的程序化設(shè)計(jì)并給出了基本思路，同時(shí)結(jié)合“掃描電子顯微鏡”這一具體知識(shí)進(jìn)行討論。復(fù)雜陳述性知識(shí)結(jié)構(gòu)程序化設(shè)計(jì)的基本思路是以決定復(fù)雜陳述性知識(shí)體系存在與否的中心陳述性知識(shí)單元為“心臟”，以貫穿所有陳述性知識(shí)單元的邏輯主線加若干相關(guān)概念的延伸分支為“骨架”，把相應(yīng)的基礎(chǔ)性陳述性知識(shí)單元按照其角色或者功能裝填在骨架的特定位置形成“血肉”。程序化設(shè)計(jì)的“心臟”是復(fù)雜陳述性知識(shí)的核心內(nèi)容，“骨架”是主體內(nèi)容，“血肉”則是重要組成。復(fù)雜陳述性知識(shí)結(jié)構(gòu)的程序化設(shè)計(jì)將顯著降低該類知識(shí)的學(xué)習(xí)難度，有利于學(xué)習(xí)者達(dá)到知識(shí)體系內(nèi)化的效果，有利于破除由單一陳述、描述或闡釋等方法引起的枯燥晦澀的學(xué)習(xí)障礙。