2022版义务教育化学新课标指出：构建大概念统领的化学课程内容体系，追求认知的结构化，使之成为一种反映专家思维的自然知识。什么是认知方式简单地说，就是遇到一件事情，想把它的来龙去脉搞清楚时，所采取的探究的方式。 本书的第6章，重点讨论了学科认知方式的特点，引导读者思考怎样从认知方式的角度来设计具有“全局性理解”特征的学习内容，通过“开放性问题”让学生感受学科认知方式的特点和价值。 

一、“像 X 那样思考”与做业余的专家

什么是“像 X 那样思考”呢？全局性理解和开放性问题不止与学科内容有关。基于不同学科、不同文化等的思维方式本身在生活中都是有意义的、是值得学习的；所以，哪怕你并非某个学科的专家，只要你试图从周围的世界中汲取深刻的见解、行动指导以及伦理道德规范，就应该在概念上理解这些思维方式，同时在实践中有效地运用之。学科思维和其他思维方式符合大学前各个教育阶段的某类任务要求，即：至少在简单而有帮助的层面，培养学生“像 X 一样思考”，X 可以是科学家、数学家、历史学家、艺术家或者类似的专业人士。简而言之，就是“像专家那样思考”。

“什么是业余的专家”。首先我们回顾第一章，再来梳理一下业余的专家是指掌握了业余的专业知识的人。业余的专家不强求专业知识，却能够自信地、正确地、灵活地理解和运用基础知识。业余的专家或许不太了解多元线性回归或因素分析之类的高级内容，但却很清楚平均数和标准差意味着什么、它们在什么情况下能够或不能很好地描述总体；如何用小样本数据来测谎；依据什么样的比值比和回归率可以作出有效推测；如何用饼状图和柱状图来描述分布情况等问题。统计与概率学中的这些知识几乎已经涵盖了日常生活中的所有运用需求。

那么，看起来，作者提出了两个相悖的观点，一个说不要强求专业的知识，一个说要像专家一样思考。其实仔细思考，两者的还是有区别的，一个是说知识的积累，一个是说思维的方式。我们在进行知识积累的时候，需要做一个业余的专家，知识要广博，要能把所学到的知识灵活地运用到生活中去，服务于生活，让生活更美好。在我们运用这些知识服务于我们的生活时，还可以反过来像专家一样思考，赋予它专家一样严谨的态度，以便于利用知识更好地服务于我们的生活。

教学时不要仅注重教学内容，更要 注重这一门学科的认知方式，关注学生的思维发展，而不是向学生脑 中灌输多少东西。 现实教学中，普遍存在的教学现象是教师唯恐学生不会，总喜欢 拼命讲题，讲各种类型的题，甚至重复讲题。等到考完试会发现，学生出错的都是讲过的题。怎么会事倍功半呢？那是因为学生没有掌握思考的方法或认知方式，讲再多也是徒劳。与其这样，不如让学生充分思考，进行深度学习，掌握科学的认知方式，以一题通一类题，这叫事半功倍。

二、“像专家那样思考”， X 表示什么？

前面说了，这里的 X 类似于数学中的未知数，表示不确定的、具体的哪一科，可以是语文，可以是数学、可以是物理、可以是历史等。由于学科特点不同，因此每门学科的认知方式也是不通的。

本书重点介绍了以下几种认知方式：

1.欧几里得式认知：形式化的演绎推理， 欧几里得是古希腊数学家，被称为"几何之父"。他最 著名 的著作 《几何原本》是欧洲数学的基础，在书中他提出五大公设。欧几里得式认知通常用于数学学科，比较重视逻辑。其核心是是根据已知正确的第一个观点（前提），推断出第二个观点（结论）；而第二个观点之所以正确，是由于第一个观点正确。推理的过程构成了论证的核心。

这样的逻辑论证不仅在数学领域，在所有的学科都有非常广泛的应用，也常常是人们判断一个说法是否合理的工具。比方说，我们都知道鲁迅弃医从文的经历，也知道外国的契诃夫、柯南道尔，中国的郭沫若、郁达夫、毕淑敏、余华，不胜枚举，都是学医出身。但如果由此得出知名作家原来都是学医的这个结论，就是不恰当的。这是因为虽然该逻辑论证的前提或论据是真实的，但不充分，无法据此推断出结论来。

2.培根式认知：提出假设、实验验证。更强调探究世界，常用于数学、科学学科的认知。我们所熟知的“发现问题，提出假设、设计方案、实践探究、数据分析、验证分析（得出结论）”，就是培根式认知方式在当下教育实践领域的具体体现。 培根是英国文艺复兴时期散文家、哲学家。英国唯物主义哲学家，实验科学的创始人，是近代归纳法的创始人，又是给科学研究程序进行逻辑组织化的先驱。主要著作有《新工具》、《论科学的增进》以及《学术的伟大复兴》等。

面对“开放性问题”，因为没有确切的答案，研究的路径也不是一目了然的，所以需要现提出假设，在根据自己选择的相关理论或规律设计验证的方案，通过实践研究来考察所得结论是否与自己最初的假设契合，从而推断自己的假设是否合理，并进一步思考这样的探究方式以及得出的结论，可以在多大的范围内加以推广。

3.牛顿式认知：其基本的过程是：通过观察、实验等方式记录各种生活和自然现象；从中抽象出相关的图像或者数学公式；利用这些图像或公式对新的现象进行分析和计算；对得到的结果进行分析，并将这些现象进一步纳入到已有的知识体系中来；利用数学模型对未知的事物进行预测和判断。在第5章中，作者将其简化为“生活-数学表征-数学计算-计算结果-生活”的建模过程。数学建模方式，是一种全局性理解。在第 5 章中，对于整个建模的过程有过描述，具体包括：源于生活、转化为草图和数字注释、计算数字、得出结果、回归生活。

4.修昔底德式认知： 修昔底德被称为"历史科学"之父， 古希腊 历史学家、文学家和雅典十将军之一 ，修昔底德式认知是基于历史独特的认知方式。因为历史事件是发生在无法重现的过去，不可能像其他学科一样可以再做实验进行验证，故而比较独特。这是在历史研究中经常采用的认知方式。针对一个具体的历史事件，其认知的过程大致由4个步骤组成：首先对该事件进行历史解释。历史都是过去的事情，还不像科学实验那样可以重复，所以对历史事件的解释不在于给出定论，而在于从不同的历史叙事中揭示其合理性；其次是批判性地剖析历史解释中可能存在的偏见。历史不可能像实验室的实验那样被精确记录，也因为记录者自身的价值判断而有所取舍，存在着这样或者那样的偏见，对这些偏见的分析，有利于我们辩证地看待历史。第三是拼接各方面的资料。要将一件事情说清楚，一方面需要正反两方面多元化的史料，另一方面需要多学科不同角度的印证，这种交叉多元的材料拼接利用的好，对历史的真相就能还原的更逼真一些。第四是重新建构历史叙事。依据此前所做的各项工作，所积累的各种史料和佐证材料，从自己的视角重新建构过去的历史。

正如作者所说，这样的认知方式在现实生活中是经常会用到的，但学霍德华·加德纳的多元智能理论，该理论告诉我们，人有八种各不相同的智能，主要是由语言智能、数学逻辑智能、空间智能、人际智能、内省智能、音乐智能、身体运动智能、自然认知智能八项组成，每个人都拥有不同的智能优势组合。

不同的人之所以表现出各不相同的个性特征和发展潜质，与他们身上这些智能的组合各不相同有直接的关系。我们可以以此类比相关的学科。上述几个认知方式是最基础、最核心的，不同学科往往选择了其中的某个或者某几个作为本学科的底层思维，就像数学学科特别强调欧几里得式认知和牛顿式认知；物理学科将培根式认知和牛顿式认知作为底层思维，等等。由此形成了各具特色的学科。学校教育对此的重视程度是远远不够的。

三、如何实现“像 X 一样思考”？

个人感觉不管是所教什么科目，都不能局限于所教学科的认知方式。比如，我是一名化学老师，有过十六年的初中化学教学经验，在教学过程中，讲授“物质的结构和性质”时，经历“生活-三重表征-结构组成-性质用途——生活”的过程，常常涉及到牛顿式认知、培根式认知，而在讲授“科学探究和化学实验”时，培根式认知是司空见惯的。

所以，如果单单限制某一认知方式来进行教学，反而限制了学生的思维认知方式，那也就无法真正实现“像 X 一样思考”。要想实现“像 X 一样思考”，必须是多种认知方式双管齐下，甚至是跨学科学习。在这一部分开始时，也讲了一个例子：

1990 年春天，哈佛大学的三位明星教授，分别来自法学院的艾伦.德肖维茨、 生物学家斯蒂芬.杰伊.古尔德、哲学家罗伯特·诺齐克共同创设了“思考思维”这门课程。奇怪的是三门看似风马牛不相及的学科，居然也能凑在一起，而且这门课程很受欢迎。

为什么如此受欢迎？究其背后的原因：三位教授演绎的是跨学科认知方式。虽然这门学科叫思考思维，但内容却和思维无关，每次都是针对一个话题，三位教授分别从法学家、古生物学者和哲学家的思维视角展现自己的思维方式——认知方式。大家要学的是三位教授从自己的认知方式上对同一主题的理解——跨学科学习。