摘要:本文试论建构主义学习理论对化学教学的若干启示,及在教学中的具体实施。
建构主义学习理论认为,学习过程就是认知结构不断变化和重新组织的过程,存在于人头脑中的认知结构始终处于变动和构建之中,认知构建就是在外在刺激和学习者个体特征相结合的情况下进行渐进和累积的自我建构的过程。建构主义学习理论从一个角度揭示了学习的本质和规律,它对化学教学来说,至少有以下启示:
1.激活学生的原有认知结构
新的化学内容只有被原认知结构所同化和顺应才能被学生所接纳。皮亚杰认为:当学生遇到新情境时,在认知过程中总是试图用原图式去同化以达到认识上的平衡或顺应以调整原有图式,达到新的平衡。如果新情境和原认知结构相协调,学生就容易把新情境纳入到原有的认知结构中去,否则就难纳入,教学效果就差。例如,物质的量在化学方程式计算中的应用,是化学中综合程度较高的一块内容,它集化学方程式、物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等概念及计算于一体,对学生的认知结构来说是一次巨大的跨越,也是一次质的飞跃。在学习这部分内容之前,应先复习有关化学方程式的意义和有关物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度的计算等背景知识,使学生的原有认知结构得以激活,这样就会为新知识纳入到原有的认知结构中提供有利条件,也使得原有认知结构得以完善和发展。
2.使知识点与学生认知结构中的结点产生关联
(1)相似的关系。新的化学知识在学生的认知结构中有对应的相似概念,就便于学生获取。如学生头脑里已建立起偏铝酸的概念,再进一步教学偏硅酸、偏磷酸时,学生就易于掌握。又如,学生头脑里已建立起卤族氢化物稳定性变化规律,即:
而后,再建立氧族、氮族、碳族氢化物稳定性变化规律就易如反掌。即:
(2)相反的关系。新的化学知识恰好与学生已有认知结构中某一概念意义完全相反时,容易被学生掌握。如学生树立化合反应的概念后,分解反应的概念就很容易树立。
(3)相联的关系。新的化学知识与学生已有认知结构中某一结点相联系,就易于学生理解。如学生头脑里有了物质在氧气中燃烧的知识后,再进一步教学氧化反应及氧化还原反应等有关知识,学生就容易掌握。
同时,不仅要使化学的知识点进入学生的认知结构中,而且要使之成为其中的一个结点而被储存。如学生在学完硫及其氧化物之后,头脑里便形成一个S→SO2→SO3的认知结构,这时再教学硫酸,则新知识首先与SO3发生联系,因为SO3+H2O→H2SO4,随后硫酸进入“结构”中,便得到S→SO2→SO3→H2SO4,这样H2SO4就被储存下来。又如学生在头脑里有了具体的盐酸、硫酸、硝酸的性质的认知结构,就可在此基础上学习酸的通性。即:盐酸、硫酸、硝酸的性质→酸的通性→溶液中含共同的离子H+→酸。于是,酸的概念及其通性,就以上述方式被储存在学生的认知结构之中。
3.沟通知识点,发展知识链
知识点建立得再牢固,如果不注意去沟通它们之间的联系,这些知识仍然是死知识。如:溶解、电离、电解这些概念学完之后,就要抓住这三者之间的联系。即电解质溶解于水后,才能电离;只有溶液中存在离子,才能进行电解。再如:在分别学完了N2、NH3、NO、NO2、HNO3之后,就要注重它们之间的联系。即:N2→NH3→NO→NO2→HNO3。这样,才可以使学生学会制备硝酸乃至硝酸铵的化学原理,以便为将来参加实际工作打下理论基础。
4.建立扩大知识网
在教学中往往容易较重视知识点之间的联系,视知识链之间的联系,这种情况应该引起注意,因为,后者的综合程度高、难度大,应用性强更应该多下些功夫。如:学生学完铁和铁的化合物后,可以建立起有关铁的七条知识链。经过思考,又可以发现这七条链之间是有联系的,即可以建立起如下的知识网:
可见,知识网的建立,既有利于学生对知识的掌握和巩固,更有利于学生思维能力的发展。当学生头脑里建立起某一门专业知识网点后,还必须引导他们去同相关学科联系,去同实际应用联系,这样才能形成完整的知识体系,才能使知识发挥作用,解决问题。
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