在化学教学中,教师正确地掌握和应用学生已有认知结构对新的学习的影响(即学习的迁移规律),能有效地促进学生智能的发展。所谓迁移就是已经获得的知识技能以及方法态度与学习新知识新技能之间发生相互影响。即一种学习对另一种学习的影响。然而原有知识经验对后面的学习所起的作用并不全是积极的,有时会起消极的干扰作用,成为深知识迁移的障碍。经过我的深入研究,感到其原因主要在以下几个方面:
一是由于生活经验和学生头脑中存在的错误概念。例如,有关电离,有不少学生头脑中存在着“电解质的电离是在电流作用下发生”、“电子守恒等同电荷守恒”等观念和表象缺陷,这就为后继学习正迁移设置了障碍。
二是学生在学习许多化学概念和化学规律过程中,没有充分理解这些化学概念和化学规律的本质属性,区别概念和规律迁移时的应用差异,就容易将一些本质不同,但表面上相近、相似或相关的概念或规律混淆。
三是学生的学习活动在过去知识和经验影响下,心理处于一种准备状态,在解决新问题时常常有一定的倾向性。从而因定势形成思维认识的“盲点”,使思维无法自由开展。
四是在以往教学中,程序性和策略性知识的教学并未受到足够重视,教师在教学中着重解决“是什么”和“为什么”一类问题,而对“怎么样思考”这类问题都很少涉及。复习与练习注重让学生反复操练,习得一些技能而不让他们更好地理解这些技能背后的基本原理。其结果,学生只能学到静态的陈述性知识,而缺乏动态的程序性和策略性知识。学生的思维得不到有效地训练,在知识向能力迁移上存在较大的障碍和脱节现象。
基于以上原因,使得我们迫切需要帮助学生克服深知识迁移障碍,让他们能更好地习得知识。
一、强调基本概念、基本原理(理论)教学,促进知识向能力立意转化
在高三化学基本概念、原理、规律教学中,我让学生将基本原理和方法迁移到新的情境或生活实例中,当面临一个新的化学情境时,激励学生大胆建模,从该情境中抽象出主要的特点,然后从自己的经验中寻找与之匹配的特征,以找到解决方法。通过对化学过程的分析,特别指出,每个例子中的原理、规律是如何体现出来的,将思路和方法外显,并促进深知识迁移的发生。如勒沙特列原理的掌握,有利于理解电离平衡、水解平衡和溶解平衡以及将其迁移到有关问题情景中去。正如布鲁纳所说:“领会基本的原理和观念,看来是通向适当训练迁移的大道。”
二、设计变式练习,促进深知识迁移的扩展和精炼
变式练习重在固本,让学生在不同情境的知识应用中,突出对本质特征的理解,提高对知识应用能力。高三化学变式练习,要认真设计好变式题,要确定一个中心问题展开讨论,并在学生学习新知识碰到困难时,设计一些诱导性迁移练习让学生在比较中引发思辨。如基本题:向40ml1molL-1AlCl3溶液中逐滴加入1molL-1KOH溶液,当沉淀最多的时候,加入的KOH溶液为多少ml?当沉淀最后消失时,加入的KOH溶液的体积为多少?一变:用图解法解。二变:将AlCl3溶液改为KAlO2溶液。三变:改为图象题。四变:改讨论题:不另加固体或液体,使含有amolAl的A溶液中铝元素和含有bmolAlO2-的B溶液中的铝元素全部转为Al(OH)3沉淀,通过计算说明有几种途径。充分运用一题多变和一题多解来提高学生思维灵活性的层次。另外,可以通过变式练习“固本”,注重化学知识的横向联系和有机结合,引导学生更深地挖掘其共同的本质特征。还可以在变式题中适当穿插反例,使学生通过对变式的概括与反例辨析,防止“思维定势”,提炼思维的方法和策略。
在教学中需充分注意到化学与物理、生物、地理、人文、环境等跨学科的广泛联系,将变式练习适当外延到真实情景和模拟实景,深化对知识的理解,培养学生化学思维的灵活性和深刻性。例如:在“硬水及软化”内容的复习教学时,穿插“水污染和水处理”知识的介绍,在水的净化和软化过程中渗透氧化还原知识、元素化合物性质和胶体等知识的应用,让学生了解Clo2、Na2FeO4等新型净水剂作用原理;其次可以有意识地引导学生从报刊杂志广播电视等新闻媒体去关注环境、生态、能源、健康、诺贝尔化学奖有关内容、新科技、新材料等社会热点问题,让学生多渠道、多方面吸收与了解与教学相关的信息,拓宽学生视野。如纳米材料、绿色化学、高能电池、飞秒化学和导电聚合物等。通过这一系列的变式训练,促进深知识迁移的扩展和精炼。
三、鼓励学生自我调控,尝试自主解决问题
学生对自己化学学习与认知过程的自我调控,主要体现在:对自己化学学习效果的估计和学习方法的调整,并且懂得选用什么样的方法更合适以及什么样的问题需要有意识地运用某一方法。学生的这种能力有一个逐渐发展完善的过程。我力求教师与学生密切合作,提示学生不断向自己提出一些深思性问题,鼓励学生自我调控,有目的地探索和自主解决问题过程是学生原有认知结构得到改造和完善的基础,有助于促进深知识的迁移。我对每节课教材处理和设计上注重三个意识:突出学生的“主体”意识;深化问题的“情境”意识;增强学生的“探究”意识。尝试着针对部分教材采用如下教学模式:
这一模式的实施重点是:
1.设置问题情境,导入课题。①选择学生熟悉的生活实践和有关自然现象或由化学实验创设问题情境;②是对学生学习化学概念和规律时,头脑中存在的先有观念和错误认识设置引入问题;③是让学生通过自学课本知识内容提出、发现问题,根据学生在作业中出现的典型错误或在学习、讨论、研究中的发现引出问题。
2.探索讨论、暴露问题。①在新授课概念、规律教学中暴露知识的发现和发展过程;②在习题课教学中暴露学生在知识迁移过程中容易混淆和错误的典型性问题。对设置的问题,通过类比、实验、对比、观察、归纳、讨论引发学生认知上的不平衡。
3.激励学生自主地尝试解决问题。引导学生用学过的化学知识自己解决问题,特别鼓励学生的独创性。对“走错”的学生,也不要马上否定,要尽可能多地肯定学生思维的合理成份。学生在教师指导下,高度参与解决和思考问题的全过程。经过对认知结构的修正、调节、扩展是促进深知识迁移的重要条件。
4.引导评价,把问题的探索和发现解决的过程延续到课外。引导学生对探索和问题解决过程与成果进行相互评价,进一步要求学生对新问题材料特征加以全面把握。例如,在《卤素》复习中,对氯水的性质作进一步提升。如氯水使KI淀粉溶液变蓝,还可以进一步设问:氯水过量有什么现象?引导学生联想对比氯水、碘单质、淀粉的性质,分析后同学提出了四种可能:①无明显变化②蓝色变无色,是氯水氧化了单质碘③蓝色变无色,是氯水氧化了淀粉④蓝色变无色,是氯水氧化了蓝色络合物,让学生进行比较、补充和修正,提出了实验验证方案。在争论和比较中,催化学生反思后得到正确的思路和方法。实践证明,这是促进学生深知识迁移的有效方法之一。
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