一节教材是由若干知识点组成的，每个知识点又是由若干个内容相对独立的部分组成的，我们把这些相对独立的部分称为知识元。知识元教学是通过对学生的知识基础、认知规律，心理特点以及其他影响教学的诸多因素的研究，把教材中的知识点分解成知识元，优选最佳教学方法，发布教学指令，引导学生眼、耳、嘴、手、脑等多种器官参与教学活动，使他们准确牢固地掌握每一个知识元，然后将知识元组合成知识点，使学生掌握知识点，提高看、听、说、做、想等能力。

一、实施知识元教学的意义

（一）有利于选择最佳教学方法

一堂课的内容包括若干个知识点，每个知识点又包含若干个知识元，因此，很难找到一种同时适合每个知识点和每个知识元的教学方法。把知识点分解成知识元以后，由于知识元的内容比较单一，因而，比较容易选择到与之相适应的最佳教学方法。

（二）有利于发挥学生在教学活动中的主体作用

把知识点分解成知识元有利于运用多种教学方法，通过发布教学指令，使学生眼、耳、嘴、手、脑等多种器官参与教学活动，使看、听、说、做、想等多种能力都得到发展。凡是学生有能力进行的学习活动，都尽量指导学生自己去完成，使学生真正成为学习的主人。

（三）有利于发挥教师在教学活动中的主导作用

知识元教学把知识点分解成知识元，根据学生的认知规律和心理特点，把多种教学方法揉合到自己的操作体系中去，有利于教者发挥自己的长处，做到在对每个知识元教学时，要求明确，措施具体，操作到位，对整个知识点的教学而言，能抓住重点，学生先学什么，后学什么，教师先用什么教学方法，后用什么教学方法，思路清晰，条理清楚，循序渐进，不失时机地对学生的学习方法进行指导。

（四）有利于教师发现和突破教学难点

一个知识点由若干知识元组成，但是对学生来说，不可能每个知识元都是难点，事实上难点只是其中的一个或少数几个，把知识点分解成知识元以后，就可以对各个知识元加以深入研究，从而发现和突破教学难点。

（五）有利于提高学生的思维能力、记忆能力和语言表达能力

把知识点分解成知识元展示了知识点的结构，使学生掌握了推导的层次和思维的过程，教师也能够抓住学生思维过程中的难点，进行具体指导，有利于提高学生的思维能力。提高记忆能力的关键在于将知识元进行科学编码，通过将知识点分解成知识元的活动，便于学生根据知识点中各知识元的逻辑关系对知识元进行编码，因此有利于学生对知识点的记忆。在对知识点进行叙述时，可以依照各个知识元的逻辑顺序进行叙述，做到思路清晰，层次清楚，逻辑性强，语言简洁，因而有利于提高学生的表达能力。

（六）有利于改善学生的非智力因素，提高学生的心理素质

教学方法的多样化，促使学生的眼、耳、嘴手、脑等多种器官参加教学活动，从而摆脱了满堂灌所带来的枯燥乏味和厌烦心理，使学生受到课堂教学的丰富多彩和生动有趣；教学指令的可操作性保证了学生操作的成功，使学生增长了知识，提高了能力，体验到成功的喜悦，心理上获得极大的满足；知识元的信息量较小，教学效果的反馈快，教师容易获悉学生对每个知识元掌握的情况及他们对课堂教学活动参与的程度，便于及时对自己的教学方法作出评价和调整；知识元教学强调教师在优化师生情感中起主导作用，师生之间通过多渠道的双向交流，必将极大改善和优化师生的心理状态，改善学生的非智力因素，提高学生的心理素质。

（七）有利于知识的系统化

知识点和知识元是相对而言的，某一逻辑层次中的知识无可能是低一级逻辑层次中的知识点，反之，低一级逻辑层次中的知识点，到了高一级逻辑层次中便成了知识元，它在这一逻辑层次中，与其他知识无产生了一定的逻辑关系。因此，运用知识元教学的思想，有利于把琐碎的知识元连成知识链，织成知识网，进而形成立体的知识体系。

二、知识元教学的操作要领

（一）把知识点分解成知识元是对知识元教学进行具体操作的基础

物理教材中的知识点大体可分成并列型、概括型、论证型和复合型四种类型。

1．并列型知识点有三种情况。在一些知识点中，各种并列的事物或现象按时间先后）顺叙述，这类知识点可按“开始怎样，接着怎样、后来怎样、过去怎样、现在怎样、将来怎样”其他一些有关时间顺序的方法进行分解；在这些知识点中，各种并列的事物按照空间的位置先后叙述，这类知识点可以根据“上下、前后、左右、里外、远近或其他一些表示位置关系的顺序进行分解；还有一些知识点可以按照构成事物的几个并列的部分或几个并列的方面进行分解。

2．概括型知识点，这类知识点可以分解成（1）概括对象有哪些素材；（2）概括思维过程，即找到概括这些素材的诸多因素中，哪些是一类事物共有的本质要素，哪些是非本质的个别因素；（3）概括的结论是什么。

3．论证型知识点，这些知识点是通过推理的方式运行的，有的前一步推理的结论又是后一步推理的前提，往往要连续进行几步推理才能得到最后结论，这些知识点的分解，应该明确（1）每步推理的大前提是什么；（2）小前提是什么；（3）结论是什么；（4）共计推了几步（5）最后结论是什么。

4．复合型知识点，有些知识点不是上述完全一种单一的类型，而是上述两种或三种类型的组合型。例如，某些概括型知识点中，概括对象或概括结论往往是并列型的，某些并列型知识点的某一部分或某一方面往往是论证型或概括型的，因此，许多知识点具有多层次的逻辑结构。知识点与知识元是相对而言的，某一逻辑层次中的知识元，在低一级逻辑层次上可能是知识点，还可以继续进行分解，得到更低一级的知识元。对知识点的分解不是越细越好，应根据学生的具体情况，以有利于教学为限度。

从知识元教学操作体系的完整性和严密性考虑，把知识点分解成知识元之后，还应将知识元组合成知识点，但在实践中，因为在将知识点分解成知识元的过程中，已经揭示了各个知识元之间的逻辑关系，这就使将知识元组成知识点变得非常简单。

（二）教学方法的优选是对知识元教学进行和具体操作的重点

1．选用的教学方法必须具有多样性。知识元教学要求学生的眼、耳、嘴、手、脑等多种器官都参与学习，看、听、说、做、想等多种能力都得到发展，这就要求教师使用多种多样的教学方法教学。

教学方法的多样性，除了要求学生认真听讲外，还要求学生做到以下几点。

（1）认真看；①阅读教材。凡是学生能够读懂的教材都应指导学生阅读，要求学生将原读材料分解成知识元，再将知识元组合成知识点，领会教材的内容和思路。因为学生阅读能力有高有低，阅读的教材有难有易，因此，对学生阅读的要求应逐步提高；②观察演示实验；使学生明白实验目的与原理，观察实验装置，并根据并列型知识点中按空间位置的顺序将其分解成知识元，了解各部件的作用。观察实验的操作方法和实验的现象，并根据并列型知识点中按时间先后的顺序将宜分解成知识元，要求学生掌握正确的观察方法，获得正确的知识，防止受其中次要因素干扰而产生错觉和误解。有些实验装置结构比较复杂，操作难度大，可考虑将其分解成知识元；③看懂教师的板书和板画。明白教师在板书提纲、表格中是怎样把知识点分解成知识元的，懂得其中的重点、作图的方法和要求，了解图中各种符号的含义等。

（2）认真做：①编写阅读提纲。将并列型知识点分解成知识元，然后编写提纲，对按空间或时间顺序叙述的材料，通过想像作出简图。如装置图、构造图、状态图等。将概括型知识点分解成知识元；将概括对象中的各个要素列成表格；将论证型知识点分解成知识元，作出推理思路图；②做实验。除了教材规定的学生实验外，有些器材简单，现象比较明朗，学生比较生疏的实验，让学生在课上亲手做一做；③解题或推导公式。比较简单的估计学生自己能完成的，一般由学生自己完成；估计学生有困难的，则需要将解题或推导过程分解成知识元，从中找出难点，教师进行针对性指导后交学生完成。

（3）积极思考：①启发思维。原则上讲，如果学生已经具备了产生新信息所必需的已知信息，那么，对这些信息的思维加工应尽量由学生自己去完成。如果思维加工难度比较大，应把知识点分解成知识元或展示知识元思维加工推导的层次，教师从中找到难点，进行具体指导；②认真记忆。记是将知识编码贮存并长期保存于大脑之中，忆是将贮存于大脑中的知识检索并反馈出来，指导学生按知识点中各知识元的逻辑关系将知识元进行编码和检索，同时在课上划出一段时间进行复述，以加强记忆。

（4）积极主动地说：①回答教师的提问。要求学生回答的问题有两类，一是记忆性问题，即复述现成的答案，主要是并列型知识点；二是思维性问题，即对已知信息进行加工得到新的结论，主要是概括型和论证型知识点；②发动学生讨论。有些问题答案涉及多方面的内容，或有多条解题途径，答案不易全面。还有一些问题解题思路狭窄，解题时需要进行多方面的探索。这些问题可由全班讨论；③要求学生参与评价。对自己或别人的操作进行反思，判断其正误或优劣。

2．教学指令具有可操作性。知识元教学要求凡是学生有能力进行的学习活动，都尽量指导学生自己去完成，教师必须向学生发布教学指令，促使学生积极参与教学活动，因此，教学指令必须具有可操作性。知识元的信息量较小，为教学指令的可操作性创造了条件，具体需注意以下几点。

（1）把知识点分解成知识元，使教学指令遵循从已知到未知，从简单到复杂，从实践上升到理论或以理论指导实践的认识规律。

（2）教学指令不能超过学生的认识能力。教学指令的操作有难有易，学生的智力有高有低，有些指令虽然没有超越学生的认识阶段，但超过了学生的认识能力，学生仍然不会操作，对于这些指令还需继续分解，或由教师对操作过程适当提示。

（3）必须给学生足够的操作时间，防止教师指令超量，学生应接不暇，造成操作混乱。

3．明确教学指令的目的性。发布教学指令的目的，是促使学生参与教学活动，掌握知识提高能力。因此，如果教学指令对此作用不大反而占用许多时间，使课堂教学偏离教学重点和难点而显得松散拖塌，这样的知识可由教师直接讲解。有些围绕重点、难点的教学指令，即使学生一时不能操作，却能起到唤起学生注意，促使大脑兴奋，激发学生求知欲，提高学习效率的作用，这些指令还是应该发布。

（三）优化师生情感是实施知识元教学的重要保证

教师应以师生间的信息传递为载体，主动与学生进行情感交流，学生每学完一个知识元应根据教学需要，及时主动地了解学生的学习情况，决定是否需要相应调整自己的教学方法和进度。要用富有情感的教学语言、体态语言、面部表情、声调语气向学生传递自己的爱心、责任和期待，注意在教学评价中增强师生情感，主动为学生特别是差生解决学习中的难点，提供热情服务，严格要求也是促使学生落实教学指点令过程中的重要情感因素。

三、知识元教学操作实例

为了便于知识元教学的具体操作，我们设计了“知识元教学操作表”，例如，表（一）表（二）。这两张表中的知识点都是复合型的，在知识点的分解一栏中，表（一）第一级知识元中有概括对象、概括思维过程和概括结论三项，它们之间的逻辑关系是概括型的。表（二）第一级知识元中有因果关系、时间关系和空间关系三项，它们之后间的逻辑关系是并列型的。两表中有些一级知识元又依据自己的类型继续分解，得到各自的二级知识元。在表（一）中有三个知识元是难点，在表（二）中有两个知识元是难点。在教学方法的优选一栏中，我们可以看到怎样根据各知识元的特点并考虑与教学有关的其他因素，向学生发布可操作的教学指令，引导学生眼、耳、嘴、脑等多种器官参与教学活动，使学生看、听、说、做、想等多种能力都得到发展，从而突破难点，掌握知识。