優(yōu)化學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)　提高化學(xué)學(xué)習(xí)效率

吳玲麗

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在高中化學(xué)教學(xué)中，教師經(jīng)常遇到兩種情況：第一，學(xué)生對(duì)新知識(shí)完全陌生，且新知識(shí)本身較為復(fù)雜。學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中缺乏適當(dāng)?shù)纳衔挥^念來(lái)吸收新知識(shí)，即學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中沒有起固定作用的觀念可以利用，第二，學(xué)生對(duì)新知識(shí)不完全陌生，但不能明確新舊知識(shí)間的差異性，即學(xué)生對(duì)原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中雖有適當(dāng)?shù)母拍睢５环€(wěn)定、不清晰，難以成為新知識(shí)的固著點(diǎn)，即認(rèn)知結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，不清晰。在上述兩種情形下，如果教師不能有效地幫助學(xué)生搭建新舊知識(shí)聯(lián)系的橋梁，則學(xué)生的新舊知識(shí)同化極易受阻，最終勢(shì)必造成死記硬背的機(jī)械學(xué)習(xí)。如何加強(qiáng)認(rèn)知結(jié)構(gòu)各個(gè)變量去促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)遷移呢?教師可采取以下策略：

1加強(qiáng)知識(shí)的條理化系統(tǒng)化整體化增強(qiáng)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的可利用性

教師應(yīng)重視引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)知識(shí)間聯(lián)系的建立，將知識(shí)條理化、系統(tǒng)化、整體化。經(jīng)驗(yàn)和研究都表明，在有序的結(jié)構(gòu)中去提取有序的知識(shí)，必然是迅速而準(zhǔn)確的。條理化、系統(tǒng)化、整體化的知識(shí)在學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中才更加具備可利用性，學(xué)生在利用所學(xué)知識(shí)解決問題時(shí)才能及時(shí)、準(zhǔn)確地提取。對(duì)于化學(xué)的學(xué)習(xí)應(yīng)是宏觀把握，微觀掌握。抓規(guī)律、記特殊。教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)概括、歸納，構(gòu)造知識(shí)塊、知識(shí)鏈、形成網(wǎng)。如在講氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法時(shí)，按反應(yīng)原理一儀器藥品一氣體發(fā)生一氣體檢驗(yàn)一尾氣處理的序列組織教學(xué)，并從每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)沿不同角度、途徑散發(fā)，從一個(gè)知識(shí)點(diǎn)聯(lián)想到另一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，并找到知識(shí)點(diǎn)間的內(nèi)在聯(lián)系，使知識(shí)點(diǎn)有機(jī)地聯(lián)系為一個(gè)知識(shí)網(wǎng)。

2加強(qiáng)知識(shí)間的比較增強(qiáng)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的可辨別性

注重新知識(shí)與新知識(shí)、新知識(shí)與舊知識(shí)之間的比較，能夠增強(qiáng)學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的可辨別性。比較法在教學(xué)中廣泛地被運(yùn)用，通過(guò)概念間的比較。加深學(xué)生對(duì)概念的理解、判斷。比較不同物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等可以總結(jié)歸納知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)，提高對(duì)物質(zhì)的整體認(rèn)識(shí)。對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法更直接反映不同物質(zhì)性質(zhì)的異同。

3采用及時(shí)練習(xí)反饋和糾正過(guò)度學(xué)習(xí)等方法增強(qiáng)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和清晰性

學(xué)生在學(xué)習(xí)了有元素化合價(jià)升降的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)以后，在找氧化劑、還原劑時(shí)可能仍然在找得氧、失氧的物質(zhì)；在學(xué)習(xí)了強(qiáng)、弱電解質(zhì)后，在判斷離子共存問題、復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生條件時(shí)，仍然是看能否生成沉淀、氣體、水，而不是看能否生成難溶物、難電離物、揮發(fā)性物質(zhì)。這是因?yàn)樾轮R(shí)在學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中不穩(wěn)定、不清晰，認(rèn)知結(jié)構(gòu)中穩(wěn)定、清晰的舊知識(shí)仍在發(fā)揮作用。如氧化還原反應(yīng)是貫穿整個(gè)化學(xué)知識(shí)的主線，在初三學(xué)完氧化還原反應(yīng)后，還需以氫氣還原氧化銅為例，圍繞得到氧的反應(yīng)是氧化反應(yīng)，失去氧的反應(yīng)是還原反應(yīng)這一初步概念，設(shè)計(jì)練習(xí)，及時(shí)糾正錯(cuò)誤的認(rèn)知，增強(qiáng)概念的鞏固性。進(jìn)入高一階段，我們?nèi)砸詺錃膺€原氧化銅這一反應(yīng)作為觀念上的固定點(diǎn)，從化合價(jià)升降和電子轉(zhuǎn)移的角度建立氧化還原反應(yīng)新概念，并及時(shí)反饋和糾正，鞏固電子守恒的觀點(diǎn)和化合價(jià)升降配平法。這不僅鞏固了新的氧化還原反應(yīng)概念，而且增強(qiáng)了它與舊概念的可辨別性。在此基礎(chǔ)上，再將其遷移到有機(jī)反應(yīng)中的氧化還原反應(yīng)概念(得氧或失氫：氧化；失氧或得氫：還原)和有關(guān)原電池、電解池反應(yīng)的學(xué)習(xí)中去，學(xué)生學(xué)習(xí)就會(huì)得心應(yīng)手。在氧化還原反應(yīng)概念經(jīng)歷的四個(gè)不同的發(fā)展階段中，正是相應(yīng)的練習(xí)和反饋，使得學(xué)生頭腦中形成了關(guān)于氧化還原反應(yīng)穩(wěn)定、清晰的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。增強(qiáng)新知識(shí)在學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的穩(wěn)定性和清晰性。

4合理利用“先行組織者”策略增強(qiáng)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的各個(gè)變量

奧蘇伯爾提出了“先行組織者”的教學(xué)策略以加強(qiáng)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的各個(gè)變量，促進(jìn)學(xué)習(xí)遷移?！跋刃薪M織者”教學(xué)策略的核心是：在課堂教學(xué)教授新知識(shí)之前首先為學(xué)生提供與教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)相關(guān)的具有包攝性較廣的、概括性較高的引導(dǎo)性材料，然后學(xué)生利用這一材料去同化新知識(shí)。這種引導(dǎo)性材料就是“先行組織者”。例如高中化學(xué)在分散系的基礎(chǔ)上，引出溶液、濁液、膠體的概念，幫助學(xué)生建立膠體的概念和有關(guān)知識(shí)。

先行組織者設(shè)計(jì)的成功與否直接影響到新知識(shí)的學(xué)習(xí)效果。通過(guò)先行組織者，可人為地將最能與新知識(shí)建立聯(lián)系的觀念，以學(xué)生易于接受的方式“移植”進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中去，以確保新舊知識(shí)建立實(shí)質(zhì)性聯(lián)系，將有利于學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解，實(shí)現(xiàn)重難點(diǎn)突破，并逐漸建構(gòu)可兼容更多新知識(shí)的開放的知識(shí)框架在設(shè)計(jì)時(shí)。教師應(yīng)分析學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)及深刻剖析新舊知識(shí)間的聯(lián)系。而后對(duì)新舊知識(shí)進(jìn)行加工、提煉或延伸，形成組織者。在教學(xué)中教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)需要靈活變換先行組織者的運(yùn)用策略。

圖形圖解策略是指教師把新舊知識(shí)發(fā)生聯(lián)系的材料以圖形圖解的方式來(lái)呈現(xiàn)的一種教學(xué)策略。圖形式組織者可以根據(jù)教學(xué)需要設(shè)計(jì)出某一獨(dú)特的圖示，使學(xué)生知結(jié)構(gòu)中的新舊知識(shí)相互作用，達(dá)到認(rèn)知結(jié)構(gòu)漸進(jìn)分化和融會(huì)貫通的目的，使學(xué)生一目了然、心領(lǐng)神會(huì)地了解所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容及與過(guò)去知識(shí)的聯(lián)系，尤其是一些難以描述、說(shuō)清的客體。

設(shè)疑提問策略是指教師在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)，以設(shè)疑提問的方式已引導(dǎo)學(xué)生建立新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的一種教學(xué)策略。設(shè)疑提問式組織者主要是從學(xué)生新舊知識(shí)的聯(lián)系點(diǎn)出發(fā)，設(shè)置一些按照學(xué)生已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)可能會(huì)出錯(cuò)的問題情景。下面是兩位同學(xué)關(guān)于吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的對(duì)話。你同意那位同學(xué)的說(shuō)法?請(qǐng)陳述理由。

甲同學(xué)：凡經(jīng)加熱而發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)。

乙同學(xué)：不一定，有些反應(yīng)在啟動(dòng)時(shí)要加熱，反應(yīng)開始后不再加熱就能繼續(xù)進(jìn)行，如燃燒反應(yīng)，這類反應(yīng)就屬于放熱反應(yīng)。

通過(guò)以上兩個(gè)組織者的呈現(xiàn)，學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中關(guān)于吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的可辨別性就大大增強(qiáng)了，有利于將所學(xué)的知識(shí)遷移到解題和實(shí)際運(yùn)用中。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)策略是指教師以化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為組織者引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)新知識(shí)的一種教學(xué)策略。充分利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、幫助學(xué)生理解和探究化學(xué)知識(shí)是化學(xué)教學(xué)的一條重要的途徑和方法。例如初中對(duì)于燃燒條件的學(xué)習(xí)是通過(guò)磷在水中的燃燒實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上得出的一物質(zhì)達(dá)到著火點(diǎn)與氧氣接觸。而高中對(duì)于燃燒概念及條件的學(xué)習(xí)。需要修正或改變學(xué)生在初中時(shí)掌握的燃燒知識(shí)，因此教師只憑講解效果是很差的，此時(shí)在引出燃燒的新概念之前?？稍O(shè)計(jì)一系列實(shí)驗(yàn)作為先行組織者，如氫氣在氯氣中燃燒、鐵在氯氣中燃燒、鎂條在二氧化碳中燃燒等等，通過(guò)引導(dǎo)，學(xué)生對(duì)已有化學(xué)學(xué)科認(rèn)知定勢(shì)無(wú)法包容的新因素的分析，逐步實(shí)現(xiàn)新舊知識(shí)的同化和順應(yīng)，建構(gòu)新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，很自然地引導(dǎo)學(xué)生分析得出燃燒的概念一任何發(fā)光發(fā)熱的劇烈的化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的求異性思維。為了提高學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、清晰性，教師還可利用及時(shí)糾正、反饋過(guò)度學(xué)習(xí)等方法，增強(qiáng)原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和清晰性，有助于新的學(xué)習(xí)和遷移。