华中师范大学第5章 现代化学学习理论

第五章网络讲义 第5章 现代化学学习理论 学习活动，正是要把人类所建树的一切经验、知识和文化成果，都用来武装新一代的头脑，以改变每一个个体的行为，为文明服务，为社会发展服务。 ——林崇德   本章学习目标 通过本章学习，你应该： 1．了解一些典型的学习理论及其主要观点； 2．认识到什么是学习，知道中学生化学学习的基本特点； 3．了解化学学习的不同类型，学会分析化学学习活动； 4．了解化学学习方法，知道各种化学学习方法的基本特征； 5．知道什么是问题解决，了解化学学习中问题解决的策略； 6．能根据化学学习目标选择化学学习活动和设计化学学习方法。 5.1  学习理论概念 核心   ◆学习  ◆化学学习活动  ◆学习理论  ◆学习方法 术语   ◆化学学习方法  ◆化学学习类型  ◆问题解决  ◆脑科学 学习理论是学习规律的科学总结和概括，它主要研究学生掌握知识技能和发展智能的学习过程、学习方法、学习策略、学习能力等基本问题。我们常说“教学教学，教是为了学生的学。”学生的学是教师的教的出发点也是教的终结点，所以，如果要想成为一名合格的化学教师的话，你还必须了解相关的学生学习的是什么，影响学习的条件有哪些？学生如何学习才能比较有效？这些都是化学学习理论的内容。 ◇随堂讨论◇ 我国古代著作《学记》中指出“玉不琢，不成器；人不学，不知道。”意思是说，人若不学习，就无知无能。在日常生活中我们也知道，学习是人生存的基础，学习是一个我们日常生活中常用的词，那么，什么是学习呢？请你议一议。 5.1.1　学习的概念 人类纺衣织布，架桥铺路，创造物质财富；人类传播文化，交流思想，发展社会精神文明······人类所有的这些劳动成果都是通过劳动创造而得到的，而学习活动是所有这些活动进行的基础。可以说，世界上没有人能够一生下来就有本领，人的知识、技能、思想、观点等等都是学习的结果。正是由于学习对于人类发展的重要意义，激发了人类探究自身学习的兴趣，使得它也成为了教育心理学的核心部分。人类对于学习现象的讨论由来已久，可以推溯至远古时代。对于学习的系统研究是随着心理科学的发展而发展的，19世纪中叶心理学步入了科学的殿堂，1913年，美国著名心理学家华生创立了行为主义心理学学派，开始用客观的方法研究人和动物的外显行为。迄今为止，在将近百年的时间里，人类对学习的本质、学习发生的条件等相关问题进行了系统的研究，产生了不同的学习理论和学习观。目前，对于学习比较一致的认识是：学习是指因经验而引起的行为、能力和心理倾向的比较持久的变化。 [①] 学习包含了以下三个方面的要素：一，主体自身必须产生某种变化；二，这种变化相对持久；三，这种变化是由经验引起的，而不是由先天反应倾向或发育成熟所导致的。学习又可分为广义的学习和狭义的学习。广义的学习包括人和动物的学习。而狭义的学习一般指在教育情境中学生的学习。学生的学习一般是在教师的指导下发生的，有目的、有 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 、有组织的活动；学习的内容主要是人类积累下来的间接经验；学习的过程是在一个相对集中的期限内发生的。 5.1.2　一些典型的学习理论 19世纪中叶心理学步入了科学的殿堂。德国杰出的心理学家艾宾斯浩受德国心理物理学家费希纳运用“心理物理学方法”研究了人的感觉阈限问题及英国联想主义心理学思想的影响，采用实验的方法研究了人类的联想和记忆问题，成为研究人类学习问题的最早的科学实验。从那时开始，在一百多的历史里，心理学对学习从不同的角度，运用不同的方法进行了深入的研究，形成了不同的学习理论和学习观。 5.1.2.1　行为主义的学习理论 行为主义心理学极其重视对学习的研究，几乎所有的行为主义心理学家都研究学习问题。行为主义的学习理论家很多，所以行为主义的学习理论也很多。但是他们主要是研究条件反射式的学习，实验研究的被试大多数是动物，行为主义的学习理论可统称为“刺激—反应的联结说”，他们认为学习就是行为的变化过程，是一定的刺激与一定的反应形成联结的过程。他们把环境看作是刺激，把伴随而来的有机体的行为看作是反应。他们关注的是环境在个体学习中的重要性，学习者学习到些什么，是受环境控制的，而不是由个体决定的。由于行为主义的学习理论解释的是直接经验学习中的简单形式的学习，而且以动物模型为基础，所以与学校里的知识学习有一定的距离，因此常常受到教师和学生的批评。但是行为主义心理学对学习的外部因素进行了系统研究，极大地推动了学习理论的发展，对学习理论发展的贡献是不可低估的。 5.1.2.1　认知主义的学习理论 进入20世纪下半叶以来，由于学校课堂教学改革的需要及行为主义心理学本身固有的不足，推动了认知心理学的发展。学习理论的主要研究转向对学生知识学习过程的研究，这时的学习理论家积极探索学生知识学习过程的特点和规律，总结课堂教学的经验，提出了各种适于课堂教学的学习理论。这个时期相继出现的学习理论主要有：布鲁纳的“认知—发现说”、奥苏贝尔的“有意义言语学习理论”、加涅的“认知学习理论”。认知心理学家认为：学习是个体作用于环境而不是环境引起人的行为。环境只是提供潜在的刺激，至于这些刺激是否能引起学习的发生，取决于学习者内部的心理结构。 ◆布鲁纳　“认知—发现说”    布鲁纳（J.S. Bruner，1915 )是美国著名的教育心理学家，《教育过程》（1960）是其代表作，他的认知发现学习理论对美国、中国乃至世界学校教育的影响巨大。 布鲁纳认知发现说的主要观点：①学习的本质不是被动地形成刺激—反应的联结，而是主动地形成认知结构。学生不是被动地学习，而是主动地获到知识，并通过把新获得的知识和已有的认知结构联系起来，积极地建构其知识体系。②学习过程包括三个几乎同时发生的过程：新知识的获得、知识的转化和评价三个方面。③学习的核心内容是理解各门学科的基本结构。布鲁纳所说的学科的基本结构是指掌握该学科的基本概念、基本原理和基本态度与方法。④发现学习应成为学生学习的主要方式之一。布鲁纳所指的发现学习主要是指学生独立地获得知识的方式，即学生通过自己独立阅读书籍和文献资料，独立思考而获得对于学生来说是新知识的过程。但是发现学习也要具备一定的条件。对于学生来说，最重要的是善于发现学习和训练认知能力。因此，有利于培养学生发现学习能力的教育和教学方式是非常重要的。根据教学方式对学生发现学习的影响，布鲁纳把课堂教学方式分为讲解式和假设式，并明确指出后一种方式比前一种方式更有利于培养学生进行发现学习。 ◆奥苏贝尔“有意义言语学习理论” 奥苏贝尔（D.P.Ausubel），美国教育心理学家。他系统地阐述了有意义言语学习的实质、条件和过程，并认为学生的学习主要是有意义的接受学习。 有意义学习过程的实质，就是符号所代表的新知识与学习者认知结构中已有的适当观念建立非人为的和实质性的联系。所谓实质性联系，指新的符号或符号代表的观念与学习者认知结构中已有的表象、已经有意义的符号、概念或命题的联系；所谓非人为的联系，即新知识与认知结构中有关观念在某种合理的或逻辑基础上的联系。 有意义学习的产生既受学习材料性质的影响，也受学习者自身因素的影响。有意义学习的材料本身，必须合乎这种非人为的和实质性的标准，也就是说，学习材料具有逻辑意义。这种逻辑意义指的是材料本身与人类学习能力范围内的有关观念可以建立非人为的和实质性的联系。   　学习者自身首先必须具有有意义学习的心向。有意义学习的心向，是指学习者积极主动地把符号所代表的新知识与学习者认知结构中原有的适当知识加以联系的倾向性。其次，学习者认知结构中必须能与新知识进行联系的适当知识。然后，学习者还必须积极主动地使这种具有潜在意义的新知识与他认知结构中有关的旧知识发生相互作用，使旧知识得到改造，新知识获得实际意义，即心理意义。　　有意义学习可分为三种类型：表征学习、概念学习和命题学习。 表征学习是学习单个符号或一组符号的意义，或者说学习代表什么。表征学习的主要内容是词汇学习，即学习单词代表什么。学习的心理机制，是符号和符号所代表的事物或观念在学习者认知结构中建立了相应的关系。例如“氯气”这个符号，对初识它的学生是完全无意义的，在学习过程中逐渐学会用“氯气”（语音）代表他们实际见到的“氯气”。我们说“氯气”这个声音符号对学生来说获得了意义，也就是说，“氯气”这个声音符号引起的认知内容和实际的氯气所引起的认知内容是大致相同的。 有意义学习的另一类较高级的形式叫概念学习。概念学习，实质上是掌握同类事物共同的关键特征。例如学习“酸”这一概念。有意义学习的第三种类型是命题学习。命题是以句子的形式表达的，可以分为两类：一类是非概括性命题，只表示两个以上的特殊事物之间的关系，如“水由水分子构成”。这个句子里的“水”代表特殊事物，“水分子”也是一个特殊事物的名称。这个命题只陈述了一个具体事实。另一类命题表示若干事物或性质之间的关系，这类命题叫概括性陈述，是学习若干概念之间的关系。如“分子由原子组成”。这里的“分子”、“ 原子”都是普遍概念。在命题学习中也包含了表征学习。如果学生对一个命题中的有关概念没有掌握，他就不可能理解这一命题。命题学习必须以概念学习为前提。 20世纪50年代，随着计算机科学技术的兴起，出现了一个新的研究的领域——人工智能和计算机模拟。认知心理学把人看作一个信息加工系统，并与计算机对信息的处理进行类比，被称之为信息加工心理学，从事这方面研究的心理学家认为人类学习知识的过程是一个信息加工的过程，并提出了相应的模型。 ◆阿特金森—谢夫卡信息加工模型 人类的大脑是一个意义的建构者。信息加工理论主要描述人的大脑内部对信息进行加工的过程。自20世纪70年代中期以来，信息加工理论逐渐成为学习和记忆领域中占主导地位的一种理论。学习理论家们利用有关人类记忆的研究成果来描述信息的记忆过程。最有代表性的信息加工模型是阿特金森—谢夫卡（Atkinsion-Shiffrin）提出来的，如图5-1所示。 [②] INCLUDEPICTURE "http://jpkc.ccnu.edu.cn/sj/2010/hxjxl/resource/web_word/character5/image002.gif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://jpkc.ccnu.edu.cn/sj/2010/hxjxl/resource/web_word/character5/image003.gif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://jpkc.ccnu.edu.cn/sj/2010/hxjxl/resource/web_word/character5/image066.gif" \* MERGEFORMATINET 图5-1　阿特金森—谢夫卡的信息加工模型 记忆系统的第一个成分是感觉登记，外部信息通过感觉登记进入记忆系统。感觉登记接收大量来自于各种感觉系统的信息，将信息保留很短暂的时间（一般不超过几秒）。如果进入感觉登记的信息没有得到进一步加工，那么这些信息很快就会丧失。 进入感觉登记被选择注意的信息，会转入记忆系统的第二部分——短时记忆。短时记忆是一个储存系统，它将有限容量的信息保持约几秒钟。短时记忆是一个储存人们正在思考的信息的记忆系统，短时记忆又称之为工作记忆，需要强调的是短时记忆的特征并不是它对信息保留时间的短暂性，而是它的工作或活动状态，工作记忆是加工信息、组织信息以便储存或遗忘，把以前的信息与新的信息联系起来的场所，工作记忆的容量是有限的。 信息进入短时记忆中被加工以后，就可以得到较长时间的保存，进入长时记忆。长时记忆的容量是很大的，保持的时间也很长。目前，普遍的认为进入长时记忆系统的信息是不会被遗忘的，只是人们提取长时记忆系统信息的能力不足引起的。 ◆加涅的信息加工学习模型 加涅（Gagne,B.M.)将人类学习与计算机对信息的处理进行比拟，将学习行为分为若干加工阶段，假定人脑中有些内部结构并有与这些结构相应的过程。图5-2就是其模型的一种形式。在这个模型中，表示了信息从一个结构到另一个结构的完整流程。来自环境的刺激信息从感受器到感觉登记器，经过几百毫秒的瞬时登记之后进入短时记忆。短时记忆的容量极其有限，一般贮存7±2个组块。进入短时记忆的信息，如果不复述，会很快遗忘。 图5-2　加涅的信息加工学习模型 [③] 当信息由短时记忆进入长时记忆时，信息便要进入编码过程。编码是指用各种方法将进入长时记忆的信息进行组织。经过编码的信息可以长时间保持。保留在长时记忆系统中的信息可能通过提取再回到短时记忆，由短时记忆直接通向反应器，也可以直接从长时记忆进入反应发生器，引起反应器的活动，最终引起反应。 加涅的信息加工过程除了有关信息处理的过程外，还有一个控制过程，这就是“执行控制”和“预期”。控制过程影响着注意和选择性知觉，决定哪些信息从感觉登记器进入短时记忆，如何进行编码和采用何种提取策略。“预期”是指学习动机，表现在学习过程中对达到学习目标的期望。“执行控制”和“预期”可以激化和改变信息流的加工，可以影响到信息加工的所有阶段，所以加涅将它们单独进行排列。 5.1.2.3　建构主义学习理论 建构主义(constructivism)也译作结构主义，是认知心理学派中的一个分支，建构主义的学习理论已成为当代认知学习理论的主流。建构主义学习理论从内因和外因相互影响的观点来研究学习者的认知发展。与传统的认知学习理论不同，建构主义认为，知识不是通过教师传授得到的，而是学生在一定的情景下，借助于教师或同学的帮助，利用必要的学习材料，通过意义建构的方式而获得的。因此，学习是在一定的情景下，通过人际间的合作活动而实现的意义建构的过程。“情景”、“合作”、“交流”和“意义建构”是构成学习的四个基本要素。建构主义理论认为学习者学习的过程是主动自我建构的过程，学习者不是被动地吸取信息，而是主动地选择信息，学习者不是统一在教师的指导下，完成学习任务，而是在教师和其他人的协助下自主地完成学习任务，教师只是一个引导者、外部学习环境的构造者。建构主义理论的一个重要概念是图式，图式是指个体对世界的知觉理解和思考的方式，也可以把它看作是心理活动的框架或组织结构，图式是认知结构的起点和核心，或者说是人类认识事物的基础。因此，图式的形成和变化是认知发展的实质，认知发展受三个过程的影响，即同化、顺应和平衡。同化（assimilation）是指学习者把外界提供的有关信息吸收进来，并把它们纳入自己原有的图式之中，使其成为自身认知结构的一部分，形成新的认知结构。顺应(accommodation)是指学习者调节自己的内部结构以适应特定刺激情境的过程，当学习者遇到不能用原有图式来同化的新的信息时，便对原有图式加以修改或重建，从而建立新的图式以适应环境。平衡(equilibration)是指学习者通过自我调节机制使认知发展从一个平衡状态向另一个平衡状态过渡的过程。学习者就是通过同化和顺应建立自己的认知结构，并在“平衡——不平衡——平衡”的循环中得到不断的丰富、提高和发展。 5.1.2.4　人本主义的学习理论 20世纪60年代，美国兴起了一个以强调人的潜能的自主发挥，提倡人的“自我实现”的新的心理学派——人本主义心理学，其代表人物是马斯洛和罗杰斯。人本主义学习理论认为学习是一个情感与认知相结合的整个精神世界的活动，人本主义学习理论对教育的一个主要认识就是：在教育、教学过程中，在学生的学习过程中，情感和认知是学习者精神世界不可分割的部分，是彼此融合在一起的。学习不能脱离儿童的情绪感受而孤立地进行。在儿童的学习过程中，情感的教育与对数学、阅读的指导同等重要。人本主义学习理论认为学习过程是学生的一种自我发展、自我重视的过程，是一种生命活动，而不是为了生存的一种方式。人本主义最基本假设的是每个人都有优异的自我实现的潜能。那么，整个教育的过程、学习的过程就是自我发展与实现的过程，这不仅是学习和教育的价值所在，从更广的意义上说也是生命的价值所在。罗杰斯本人曾颇有兴趣地宣告：“来自我们临床经验的最革命的概念之一便是……人性的核心，个体在他们自身内部就有巨大资源，如果能提供一定的具有推动作用的心理气氛，那么，这些资源就能被开发。”也就是说，只要有一个适当的学习环境，学习者可以凭借自身的这种巨大资源，自动、自我地完成学习。这个观点无疑具有时代的进步性，同现在普遍提倡的“学会学习”、“学会生存”和培养学生的独立性、创造性的口号有着一致性。 5.2  现代脑科学与化学学习 核心   ◆脑的结构  ◆脑的工作原理  ◆左半球  ◆右半球  ◆神经细胞 术语   ◆优势兴奋法则  ◆保护性抑制  ◆协同学习 5.2.1　人脑的结构 人脑是思维的器官，了解大脑的结构及工作原理有助于帮助我们更好地学习。 从科学角度讲，人脑包括大脑、间脑和脑干3部分。大脑分为两半球，由大脑皮层及其覆盖着的边缘和基底神经节组成。大脑皮层是覆盖于半球表面的布满皱褶的分层性结构，是实施脑的高级功能的关键部位，这些功能包括注意、感知、学习、记忆、思维、运动以及情绪。间脑，包括丘脑和下丘脑，丘脑是中枢神经系统和其他部分的信息到达大脑皮层的中继站，它将输入的信息进行选择和整合后，再投射到大脑的特定部位。下丘脑是内分泌和内脏功能的调节中枢。 脑干是脑向脊髓的延伸，它包含若干神经核团，有些接收皮肤和肌肉的信息，另一些控制头部、颈部、眼部的肌肉，还有一些专门处理特殊感觉。 ◇随堂讨论◇ ●一位教育心理学家指出：“理解一个孩子的大脑以及它的发展方式是理解学习的关键。”（简·M·海丽：《你孩子的大脑发育》，1987年Doubleday出版社出版）你如何理解它？ 5.2.2　大脑的工作原理 神经细胞是神经系统结构与功能的基本单位，负责接收刺激和传导冲动。神经细胞由细胞体和细胞体发出的轴突和树突两部分组成。科学家认为：人的所有学习活动，从某种意义上讲，其本质都是脑工作的结果。人的感觉、情感、动作，包括本能意识和控制的体内活动，都受头脑中的电化学、生物活动左右。 5.2.2.1　大脑两半球功能的研究 在19世纪人类就已经知道人的大脑左右两半球的功能存在差异，当时人们认识到左利手现象和语言运动功能都与优势半球有关。近年来，科学家运用新的研究技术，对人类身上最复杂的部分——大脑左右半球功能的差异又有了新的认识，其中有些科学家认为：左半球面临认知任务时，偏好分析地、逻辑地运用语言进行加工；右半球偏好总体形象的信息加工。左脑是依靠语言为主的分析、判断和抽象概括的中枢，主要分管逻辑思维、意识、来自身体右侧的信息、机械记忆及语言、逻辑、数字、数学、顺序和拼音文字等有关学术性的活动，俗称“学术性”左脑。右脑以形象思维为主，是直觉思维的中枢，主要分管整体感知、创造力、皮肤触摸感、潜意识、风景的映象、音乐的韵律、来自身体左侧的信息、情感、新颖性学习以及空间、图画、想象等涉及创造性的活动，俗称“创造性”右脑。 [④] 在化学学习中，既需要有直观思维，又需要逻辑思维，在学习的过程中，要充分调动左右半球的功能，协同学习。 5.2.2.2　优势兴奋法则 当一个人进行某种学习活动时，会引起大脑皮层相关工作区神经元的兴奋，因而这个工作区就在整个大脑皮层的活动中占了优势，进而形成了优势兴奋灶。优势兴奋灶能将大脑皮层其他工作区神经元的兴奋吸引过来，加强正在工作的神经元的兴奋程度，能够随着生物的适应性和生活的目的性而形成和转化，同时使其他工作区神经元呈现抑制状态。爱迪生醉心实验时，曾错将自己的怀表当作鸡蛋煮；爱因期坦痴迷于相对论时的思考时，曾错将钞票当作书签扔掉；一个潜心备课的教师，燃烧的烟头烧到手指了才猛然惊觉。这些有趣的事实，都是大脑皮层的“优势兴奋法则”支配下所产生的结果。由此说明，从事一项脑力劳动，应该专心致志。 5.2.2.3　发挥大脑潜力 在进行某种脑力劳动时，大脑皮层相应的神经元处于兴奋状态，其他工作区的神经元则处于抑制状态，当进行的工作或学习对象发生转化时，大脑皮层的兴奋区也会随之转换。如果长时间地进行同一种学习活动，则会使某个区域的局部高度兴奋，血流量增大，代谢加快，营养物质消耗，废弃物质积累，最终影响脑的工作效率。所以在学习中，不能长时间从事同一种学习活动，例如，学习了一定时间的英语，然后要学习化学，中学课程安排中一般都将不同的课程穿插进行，就是遵循了这一原则。学习中要有张有弛，以保证大脑的潜力充分发挥。 5.2.2.4　保护性抑制 大脑皮层在长时间的紧张工作后，由于脑细胞赖以工作的血流量和氧的消耗过程超过恢复过程，工作能力下降，便产生疲劳。这时，如果强制大脑继续工作，就可能超过大脑工作能力的限度，大脑便会“罢工”，以便加速恢复自己的功能，这个过程就是大脑皮层的保护性抑制。这起到保护脑细胞，防止过度消耗的作用。所以无论学习的任务多么艰巨，都要在一定的学习时间之后进行适当的休息，例如散步、打盹、游戏，历史上许多伟大科学家都有这些习惯，例如法国数学家彭加勒，在进行一段时间紧张的数学研究之后，就去乡间旅行，或到海边散步。 5.3  化学学习活动 核心   ◆化学学习活动  ◆化学学习过程  ◆化学学习活动的分类 术语   ◆抽象思维方法  ◆形象思维方法  ◆符号思维方法 ◇ 案例 全员育人导师制案例信息技术应用案例心得信息技术教学案例综合实践活动案例我余额宝案例 研讨◇ 小王是一位刚从师范大学毕业步入工作岗位的新教师，学校领导决定让他担任高一三个班的化学教学。为了能够在工作上有一个好的开始，也为了给新同学一个好印象，小王认真地阅读了有关化学教学的书籍和资料，认真地阅读了新学期学生将要使用的教材：《普通高中课程标准实验教科书化学》（人民教育出版社出版）及一些教学参考书，并参考了一位特级教师的教学设计和教学方法，认真准备了第一章《从实验学化学》的教学内容。但是经过一段时间的教学后，通过与学生的交流和学生作业完成的情况，小王发现他的教学效果并不理想。小王有些纳闷了，为什么会这样呢？并且他发现，他在三个不同的班级用相同的教学方法教学所取得的教学效果也大不一样，原因在哪呢？ 对于案例研究中的小 王 老师出现的问题，请大家讨论一下，问题可能出在了什么地方，应该怎样解决这一问题？ 5.3.1　化学学习活动的特点 实际上，作为一名化学教师，在进行教学设计之前，一项非常重要的工作是了解学生化学学习活动的特点，只在这样，才能使化学教学活动设计具有较强的针对性和有效性。案例中的小 王 老师通过向老教师请教和阅读相关教学论的书籍后发现，自己的教学存在问题的主要原因是因为对学生的化学学习活动的特点不够了解。那么化学学习活动的特点是什么呢？所谓特点即事物的特殊性，是一事物区别于其它事物的特征。了解事物的特点需要运用比较的方法。跟谁比？如何比？中学生的化学学习与科学家的科学研究既相联系又有区别，中学生的化学学习是“学习”而不是“研究”，因而比较化学学习活动与化学科学研究有助于了解化学学习活动；中学化学学习是“化学”学习而不是“语文”学习或“数学”学习，因而比较化学学习与其它学科学习；中学生化学学习活动是中学生的学习而不是大学生的学习，因而比较中学生学习与其他阶段的化学学习。 科学家的科学研究过程是认识世界的过程，是科学知识的生产过程，中学生的化学学习过程也是人类认识过程的一个重要组成部分，但中学生化学学习的内容对于学生来说是未知的，但对于人类来说绝大部分是已经认识的知识。因此，中学生的化学学习活动相对于人类获取化学知识的过程来说，是化学知识的再生产过程。 ◇资料卡片5.1  科学认识的一般过程◇ 提出问题——收集资料和事实——整理加工资料和事实——提出和验证假说——发现规律、得出结论——应用。 （摘自陈耀亭主编.中学化学教学中的德育.长春：长春出版社，1991.71） 中学生的化学学习内容常常是经过选择、简化、典型化和“平坡化”处理的，因而往往比前人的认识过程更简捷、更深刻、效率更高。 [⑤] 但正因为经过简化处理，所以在中学生学习的过程中对知识发现的过程和方法的认识可能就存在不完备之处，出现在学习过程中只机械记忆了有关的结论，而没有学习到知识发现的过程和方法，对相关的概念和原理也没有完全理解。 中学生的化学学习过程是对人类已经获得的化学知识的再认知过程，所以必须依赖人类已有的化学认知经验，但是这一过程并不是对人类已有认知过程的简单重复。 化学学科作为一门独立的学科，它有自身独特的研究对象和研究方法。化学科学是“在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础科学，其特征是研究分子和创造分子”；是以“实验”为主要研究方法的一门科学。正是由于它的这些独特性，使得化学学习过程与其它学科相比有了自身的特点。从学习对象上来看，化学学习是以“化学物质”作为学习对象的；从学习方法上来看，化学学习是把“实验”作为主要的学习方法的。同时，化学科学有着自己独特的化学符号系统，学生在学习过程中需要借助于化学语言和化学符号将宏观的物质世界与微观的粒子世界有机结合起来。 因为学生年龄的差异性和心理结构的差异性，初高中阶段的学生的认知特点和心理特征不同于其它阶段的化学学习者，所以初高中阶段的化学学习活动与其它阶段如大学化学学习的特点不一样。同时初中的化学学习活动与高中的化学学习活动也具有不同的特征。 初中时期是一个半幼稚、半成熟的时期，处于独立性与依赖性、自觉性与幼稚性并存的时期，在思维方面，初中学生更处于形象思维占主导的时期。而高中阶段学生的抽象逻辑思维已从经验型向理论型转化，辩证思维、创造性思维迅速发展。思维的完整结构基本形成，并趋于稳定。他们能按照“提出问题、明确问题、提出假设、制订解决问题的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，并实施方案、检验假设”的完整思维过程去解决问题。高中生己经有了较强的自我意识，能够认知自我，表达自我。通过自我观察和自我反省来认识自己，是高中生的典型特征。高中生意志的坚强性有了较大的发展，表现在行动方面的自觉性、计划性、以及毅力都发展到了很高的水平。 5.3.2　化学学习活动的类型 中学生常用的预习、听课、记笔记、回答、复习、练习、做作业、考试、实验、观察、调查、讨论、思考等等都是常见的化学学习活动，为了认识化学学习活动的特点和规律，应通过对这些学习活动进行分类，通过分类，来归纳出每一类活动的特点和规律。对化学学习可以从不同的角度、按不同的标准进行分类。 （1）按照学习过程。学生的化学学习也是一种学习，也要运用一般学习过程中所涉及到的一些学习活动。这些学习活动主要有：预习、听课、记笔记、回答问题、练习、复习、做作业、考试等。 （2）按照认识过程。学生的化学学习也是一种特殊的科学认识过程，当然也要遵循科学认识规律，采用一些科学认识活动。这些学习活动主要有： ·收集资料和事实阶段的活动——观察、实验、调查、查阅。 ·整理资料和事实阶段的活动——表格化、线图化、符号化（化学用语化）。 ·得出规律和结论阶段的活动——科学抽象（比较、分类、归纳和概括）、建立模型、提出假说和验证假说。 （3）按照完成活动的方式。根据完成活动的方式来划分，可以将化学教学中的学习活动分为实验类活动、调查类活动和交流类活动。 [⑥] ·实验类活动——实验探究、小组实验、实验设计、试验、实验证明（验证）、实验区分、实验比较（对比实验）、实验推断、测定、鉴别、分离、配制、实验观察等。 ·调查类活动——调查、收集、查阅（查找）、参观（观看）等。 ·交流类活动——交流、合作、提问、讨论、回答、汇报、辩论、比较、解释、写论文（报告）等。 ◇资料卡片5.2  化学实践活动的内容和形式主要类型◇ （1）以观察、测试、实验为主的探究活动；（2）制作和工艺活动；（3）参观、访问、考察、调查活动；（4）资料查阅以及讲座、影视活动；（5）发明、创造和小论文活动；（6）科技游艺和趣味活动；（7）科普宣传活动、公益活动；（8）科技展览、表演活动；（9）化学夏令营及各种类型的竞赛活动；（10）其他有关的社会服务和社会实践活动等等。 （摘自刘知新主编.化学教学论.北京：高等教育出版社，2004.111.） （4）按照学习活动的复杂程度。可以分为基本活动方法和综合活动方法。 ·化学学习的基本活动——实验、阅读、听课、观察、笔记、提出问题、分析、归纳等等，那么从事这些基本化学学习活动所运用的方法称之为基本活动方法。 ·化学学习的综合方法——若干种基本方法按一定的化学认知策略和模式组织衔接形成的，适用于相对独立的、完整的化学学习过程。例如，接受——复现学习法、探究——研究学习法、问题解决学习法、课堂学习法、实验学习法、程序教材学习法、计算机辅助学习法、自学法以及各类内容的学习方法、各种水平的学习方法等等，它们都属于化学学习的综合方法。 [⑦] 在化学教学中，教师应根据学生认知风格、教学内容、教学条件等设计恰当的、多样的学习活动，组织和引导学生进行化学学习。 5.3.3　化学学习的抽象思维方法 在化学学习中，通过阅读、听课、观察、实验等活动得到的感性材料，需要经过大脑的思维加工、改造，才能变成理性的认识。这种大脑的思维活动一般有抽象思维和形象思维之分。化学学习中的抽象思维方法主要有科学抽象、逻辑方法、假说—验证方法和数学方法。 [⑧] 5.3.3.1　化学学习中的科学抽象方法 科学抽象是指透过一类化学事物的表面现象、抽取其共同的主要方面，把握其一般本质的认识过程，其成果有化学概念、化学术语及符号、化学思想模型等。化学概念是人脑对化学事物的感性材料进行改造加工的结果。化学概念是实践发展的产物，是在经过化学科学实践后逐步形成和发展起来的，化学概念又是抽象思维的结果，是经过反复的科学抽象而逐步形成的。这一抽象过程或抽象方法的程序是：在分析比较的基础上抽取事物的共同特征；通过辩证分析，去除表面的、次要的东西，深入抽取本质；对概念的要素进行辩证综合，或者进一步理想化，理想地复现对象，从而形成概念。 形成概念后，通常还要给概念下定义，分类，确定适用的条件和范围，揭示概念的内涵和外延，通过判断和推理来揭示化学概念间的关系。 判断是概念的展开和联系，它以概念为基础和出发点。判断这种思维活动，是对化学事物的属性和相互关系作出断定。判断是人们认识化学事物的一种方法和工具，也是学习者学习化学时经常进行的一种活动。判断通常回答的是对象“是什么”或“不是什么”，是“什么关系”或“不是什么关系”，它反映的是化学事物之间的关系，如性质关系、数量关系、位置关系、依存关系等。判断是组成推理、假说和理论的要素。判断的正确性要求用正确的语句来表达，选用合适的判断形式、遵守逻辑规律等等。 5.3.3.2　化学学习中的逻辑方法 化学学习中的逻辑思维方法是在对化学事物感性认识的基础上，运用概念、判断、推理、论证等形式进行逻辑加工，间接地、概括地反映化学事物的活动过程。化学学习中的逻辑方法通常有：分析与综合、比较、分类、类比、归纳与演绎、证明与反驳。 分析是把学习对象的整体分解为若干部分、把复杂的事物分解为简单的要素来进行认识、学习的一种思维方法。对事物进行分析，可以借助于抽象思维，也可以借助于实验方法。综合是在分析学习的基础上把对象的各个部分、方面与要素统一和联系成有机整体来认识、学习的一种思维方法。综合能够把握事物本来的联系和中介，克服分析的局限，提示事物在分割状态下不能显示的特性。 比较是在分析和综合的基础上确定若干对象之间的共同点和差异点的逻辑方法。可以帮助学生更好地掌握化学事物的本质特点和相互联系。 分类是在比较的基础上根据共同点把事物归为一类、根据差异点把事物分为不同的类或者把同类事物划分为较小的类从而将事物区分为不同种类的逻辑方法。分类可以使大量繁杂的化学学习材料系统化、结构化，为有序的学习创造条件。科学的分类能够反映出事物内容的规律性联系，有助于学生掌握相关的学习内容。 类比是在比较的基础上，根据两个或两类对象在某些方面相似或相同，推出它们在其他方面也相似或相同，把其中某一对象的有关知识或结论推广到另一对象的逻辑方法。类比是在已有的知识基础上进一步获得化学知识的一种有效的方法，在化学学习中有着广泛的应用。 归纳是根据个别事物具有某种属性而推出某类事物都具有该属性，从个别事物中概括出一般结论的一种逻辑思维方法，又称之为归纳推理。在化学学习中用的通常是不完全归纳法，只根据部分对象作出概括，可能犯以偏概全或轻率概括的错误。 演绎则是从一般性原理出发、按照一定规则得出关于个别具体事物的结论的逻辑方法。演绎的运用形式多种多样，三段论是较为常见的一种。在前提为真的条件下，演绎的规则能保证真值下传，因而所得结论真实可靠。 ◇资料卡片5.3  三段论推理◇ 三段论推理是一种间接推理，它是由两个包含有一个共同项的性质判断作为前提，推出一个新的性质判断的结论。亦称之为直言三段论。例如： 凡是金属都能导电 镍是金属　　　　 所以，镍能够导电 证明是用已知的真实判断确定另一个判断真实性的一种逻辑方法。在化学科学研究和化学学习中，常常要确定某种猜想、假说、思想、观点甚至理论的正确性。为此常用事实或科学原理来进行证明。证明由论题、论据和论证组成。论题是需要证明其真实性的判断、论据是用来证明论题真实性的根据、论据必须是真实的，必须与论题有着必须的联系，同时论据必须是充分的、论证是论题和论据之间的逻辑联系方式，即证明中所使用的推理形式。论证必须符合逻辑，即符合推理的规则。 反驳是一种特殊的逻辑证明，是引用已知的真实判断来确定另一判断虚假性的逻辑方法。它跟证明不同的是，证明是证真，而反驳是证伪。反驳也分由三部分组成，即反驳的论题、反驳的论据和反驳的方式组成。反驳可以从反驳论题、反驳论据和反驳论证方式三个方面进行。 5.3.3.3　假说—验证方法 假说—验证方法是科学探究中的重要认识活动。假说是依据已有的知识和经验对猜想或假设作初步论证的意识。验证是运用调查、资料查阅、实验等方式收集解决问题所需要的证据，通过对事实与证据进行加工与整理，判断事实证据与假说之间的关系，从而对假说的真伪进行实证性结论。假说—验证方法是科学探究的重要方法。 ◇案例研讨◇ （1）提出问题 在一定条件下，反应物之间发生化学变化生成新的物质。那么，反应前后各物质的质量之和会不会发生改变？ （2）作出假说 学生根据已有的化学知识和平时积累的经验，对“反应前后各物质的质量之和会不会发生改变”的问题，提出三种可能的假设：①增加；②减少；③不变。 （3）收集证据 途径一，加快已有知识：在化学变化中，元素和原子的种类不变，数目不变，原子的质量不变。 途径二，查阅资料，从波义耳的失误到拉瓦锡质量守恒定律的发现。 途径三，实验探究：根据提出假设的依据和已有的知识设计实验方案，分组实施实验，观测并记录实验数据。 实验方案可由学生自行设计，教师指导修改；或由教师设计，学生选择。 设计表格，填入预测结果、实验结果和有关的说明。 ［实验一］ 取一小截蜡烛粘在一小块木板上，将小木板和蜡烛一起放在托盘天平上，调节砝码，使天平达到平衡；点燃蜡烛，观察天平的平衡情况。 ［实验二］ 在小烧杯中加入20mL稀硫酸铜溶液，取一根铁钉用砂纸擦去铁锈，将盛有硫酸铜溶液的烧杯和铁钉一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量W1。 将铁钉浸到硫酸铜溶液中，观察实验现象，将盛有硫酸铜溶液和铁钉的烧杯放在托盘天平上称量，记录所称的质量W2，比较反应前后质量的变化。 （4）得出结论 通过探究，学生得出了“化学反应前后各物质的质量总和保持不变”的结论。 （摘自中华人民共和国教育部制订.全日制义务教育化学课程标准（实验稿）.北京：北京师范大学出版社，2001.13~14.） 5.3.3.4　数学方法 数学方法是指以数学为工具进行科学认识活动的方法。数学是科学抽象的一种工具，具有高度的概括性，所以，数学方法也是化学学习中的一种重要的抽象思维方法。数学方法在化学学习中的应用主要是：用形式化的数学语言表示化学中的量的关系，表示化学概念、原理、规律以及状态和过程；进行数量分析和计算，从量的方面认识物质及其化学变化；利用现代数学，进行推导、演算，来认识物质及其化学变化的微观图景；利用数学模型来认识物质化学运动的本质特征和变化规律等等。化学学习越深入，就越离不开数学和数学方法的运用。但是数学方法在化学中的运用必须始终以化学事实为基础并且要接受化学事实的检验。 5.3.4　化学学习中的形象思维方法 化学学习的形象思维，是在形象地反映化学事物具体形态的感性认识基础上，通过意象、联想和想象来揭示化学事物本质直至建立模型等形象思维活动。在化学学习活动中运用形象思维的一般机制是：观察→意象→联想→想象→模型、模仿或模拟。通过观察获得感性材料，形成化学事物的表象，经过分析与综合等活动，以形象的形式更集中地反映对象的共性。这种对同类事物形象一般特征的反映即为意象。联想是由一事物想到另一事物的思维活动，想象是在联想的基础上，经过分析综合，加工原有意象，创造出新意象的思维活动。根据想象的独立性、新颖性和创造性，可以把有意想象分为再造想象和创造想象。 ◇案例研讨◇ 离子型碳化物与水反应的化学方程式 ZnC2、Al4C3、Mg2C3、Li12C2等金属离子型碳化物与水反应的化学方程式可以从熟知的CaC2制C2H2的反应（模型）进行思考，从中得到必要的启示。 由上述反应可以得出任意离子型碳化物与水反应的通式：金属碳化物+H2O→金属氢氧化物+烃，其中氢氧根源于水电离出的OH-，烃中的氢源于水电离出的H+。由此模型可以类比推出其他离子型碳化物与水反应的化学方程式： ZnC2+2H2O→Zn(OH)2↓+C2H2↑　　　Al4C3+12H2O→4Al(OH)3↓+3CH4↑ Mg2C3+4H2O→2Mg(OH)2↓+C3H4↑　　Li2C2+2H2O→2LiOH↓+C2H2↑ 5.3.5　化学学习中的符号思维方法 化学符号是化学事物特殊的物质表示形式，具有物质性、可感知性，并且被赋有一定的含义，有一定的表述、操作和演变规则，具有授义性和运演性。 [⑨] 化学语言符号它可以表现思维的结果和作为思维工具用于建构化学知识。由于化学符号具有潜在的思维能量，它可以诱发思维过程，使其潜在的涵义变为具体的符号形式。运用化学符号来代表化学事物、把化学符号作为思维运演的工具和媒介而进行的思维活动方式就是化学符号思维。用元素符号、电子式、化学式、结构式、化学方程式以及其他化学符号来表示严格定义的化学事物的科学概念、表示化学事物之间特定关系和运动变化规律的过程，是典型的化学符号思维的过程。 化学符号思维是一种交叉性思维，在化学符号思给过程中常伴随着形象思维、抽象思维，乃至灵感思维和社会思维。操作性、形式化和结构化是化学符号思维活动的3个基本性质。明确化学符号的涵义和使用规则，是提高化学符号思维活动效率的重要策略。 ◇随堂讨论◇ ●以化学符号“P4”或“SiO2”为例，说明如何发挥形象思维和抽象思维在化学符号思维过程中的作用？ 5.4  化学学习方式 核心   ◆学习方式  ◆接受学习  ◆探究学习  ◆研究性学习 术语   ◆发现式学习  ◆自主学习  ◆合作学习  ◆学习理念 学习方式是指学生在完成学习任务时基本的行为和认知取向，是学生在研究解决其学习任务时所表现出来的具有个人特色的方式。同一项化学学习任务可以通过多种不同的化学学习活动来完成。一般而言，选择什么样的化学学习活动来完成化学学习任务，较大地受到化学学习方式的影响。 传统的化学学习方式，存在的主要问题是：被动接受的多，主动探究的少；个人理解的多，小组合作交流的少。新课程倡导探究学习、研究性学习、发现式学习、自主学习和合作学习。 ◇资料卡片5.4  接受学习和发现学习的比较◇ 从教育心理学角度讲，学生的学习方式有接受和发现两种。在接受学习中，学习内容是以定论的形式直接呈现出来的，学生学习的心理机制或途径是同化，学生是知识的接受者。 在发现学习中，学习内容是以问题形式间接呈现出来的，学生学习的心理机制或途径是顺应，学生是知识的发现者。 这两种学习方式都有其存在的价值，彼此也是相辅相成的关系。但是传统学习方式过分突出和强调接受和掌握，冷落和贬低发现和探究，从而在教学实践中导致了对学生认识过程的极端处理，使学生学习书本知识变成仅仅是直接接受书本知识(死记硬背书本知识即为典型)，学生学习成了纯粹被动地接受、记忆的过程。这种学习窒息人的思维和智力，摧残人的学习兴趣和热情。它不仅不能促进学生的发展，反而会成为学生发展的阻力。转变学生的学习方式，就是要改变这种状态，把学习过程之中的发现、探究、研究等认识活动突显出来，使学生过程更多地成为学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的过程。 (摘自钟启泉等主编.为了中华民族的复兴 为了每位学生的发展《基础教育课程改革纲要(试行)》解读.上海：华东师范大学出版社，2001.279) 5.4.1　探究学习 美国《国家科学教育标准》中对科学探究是这样说明的：“科学探究指的是科学家用以研究自然界并基于此种研究获得的证据提出种种解释的多种不同途径。科学探究也指的是学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的各种活动”。后一种探究就是指学生的探究学习。“探究是一种多侧面的活动，需要做观察；需要提出问题，需要查阅书刊及其信息源以便弄清楚什么情况已经是为人所知的东西；需要设计调研方案；需要根据实验证据来检验已经为人所知的东西；需要运用各种手段来搜集、分析和解读数据；需要提出答案、解释和预测；需要把研究结果告之于人。探究需要明确假设、需要运用判断思维和逻辑思维，需要考虑可能的其它解释”。 探究学习是学生学习化学的一种重要方式，也是培养学生探究意识的一种重要的途径。探究学习也称为探究性学习。判断一种学习是不是探究学习，可以从学习过程是否体现了科学探究的构成要素，体现了哪些要素来判断。在学习过程中，学生的自主体发挥得如何，探究的问题是不是学生独立提出的或者在教师的启发下提出来的，猜想和假设是不是学生们在分析问题的基础上提出来的，证据是不是学生们自己收集的，验证是不是学生自己完成的，解释是不是学生自己完成的。科学探究的这些环节中，学生们自主性越大，发展学生科学素养的作用就越大。 作为一种学习方式，研究性学习与探究学习具有同样的意义，都是与“接受学习”相对立的概念，贯穿所有学科、所有学习活动；但是在我国，研究性学习还是一种课程形态，是以国家必修课程的强制形式对它进行的法制认定，是为了给学生开展“研究性学习”学习方式提供相对独立、有组织、有计划的学习机会，以达到课程结构化和效益化的结果。 ◇案例研讨◇ 二氧化硫是酸性氧化物的探究 【设疑】 从组成上看, SO2和CO2 很相似 ,它到底是不是酸性氧化物，我们如何设计实验来验证？ 【生甲】 把刚才做SO2溶解性实验得到的溶液滴入石蕊，如果石蕊变红，说明SO2和H2O反应生成了酸 ,证明SO2是酸性氧化物。 【生乙】 不一定吧，与水反应生成酸的氧化物就一定是酸性氧化物吗？ 【生丙】 酸性氧化物的概念应该是和碱反应只生成盐和水的氧化物。 【生丁】如果是酸性氧化物，就应该有酸性氧化物的通性，我们可以利用它的通性来设计实验证明。 【师】 同学们分析得都很有道理，我们可以用酸性氧化物的通性来检验SO2是不是酸性氧化物。与水反应的实验在溶解性实验中已得到验证 ,下面我们关键要验证能否与碱反应。 【生】 桌面上没有二氧化硫气体。 【师】 对呀，没有二氧化硫气体应该怎么办？桌面上有没有能产生SO2 的物质。 学生议论纷纷。 【生甲】桌面上的物质中只有火柴点燃能产生二氧化硫气体。 【生乙】可火柴产生的二氧化硫气体怎样收集并通入碱液。 【师】 用火柴产生的二氧化硫气体来和溶液反应 ,这个想法很有创意，但怎样才能使点燃火柴产生的气体与溶液反应，同学们能否根据桌面上提供的仪器设备设计出一套实验装置来？ （组织学生分组讨论，教师恰当提示，各组派代表展示设计成果，教师恰当分析总结各组成果的优缺点，投影出简易装置图） 学生动手操作实验，观察实验，师生共同总结出是酸性氧化物的有关性质。 5.4.2  研究性学习 广义的“研究性学习”指的是一种学习方式和理念，狭义的“研究性学习”则是指一类课程。最具权威性的解释当属教育部文件《普通高中“研究性学习”实施指南(试行)》中的界定：研究性学习是在教师指导下，从自然、社会和生活中选择和确定专题进行研究，并在研究过程中主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。 研究性学习强调的是，学生通过探索实践，增强探究和创新意识，学习科学研究的方法，发展综合运用知识的能力。学生通过研究性学习活动，形成一种积极的、生动的、自主合作探究的学习方式。各种富有时代感的主题(如环境教育、国际理解教育、价值观教育等)都可以不断地渗透于研究性学习的活动之中。 研究性学习的核心活动是课题研究或项目探究活动，即在教师的指导组织下，学生主动地模仿或遵循科学研究的一般过程，选择一定的课题，通过调查、观察、测量、文献资料搜集等手段，收集大量的研究资料或事实资料，运用实验、实证等研究方法，对课题展开研究，解决问题，并撰写研究报告或研究论文。 研究性学习有两种含义：一是作为一种学习方式；二是作为一类课程领域。作为一种学习方式，研究性学习与把书本知识作为结果来获得的接受性学习相比较，它强调让学生通过探究和发现来进行书本知识的学习。在学科课程中，研究性学习往往具有鲜明的学科特征，其探究往往围绕本学科领域的问题来展开。作为一类课程领域，研究性学习又可以称为研究型课题，它超越特定的学科知识体系和严格的课堂教学的局限，强调综合运用所学的知识和技能，要求学生自主地从学习生活和社会生活中选择和确定关于自然、社会和学生自身等方面的问题，展开类似科学研究的过程，从而获得探究的体验，发展探究能力和创新精神，以及良好的情感、态度和价值。 5.4.3  发现式学习 发现式学习的主要倡导者是美国的布鲁纳。布鲁纳认为，在教学过程中，传授知识固然重要，但更重要的是学生获得知识的体验，是学生是否进行了充分的智力活动。他特别主张培养学生探究问题的精神和独立解决问题和预见未知的能力。 所谓发现式学习，就是指学生通过自己再发现知识形成的步骤，以获取知识并发现探究性思维的一种学习方式。在发现式学习中，学生的主要任务不是接受和记住现成的知识，而是参与知识的发现过程；教师的主要任务也不是向学生传授现成的知识，而是为学生发现知识创造条件和提供帮助。 发现式学习的基本过程是：先由教师创设情境，使学生在这种情境中产生认知矛盾，从而进行积极、主动的思考，提出要解决的问题和设想，然后经过分析和操作等过程，对学习对象进行加工、改组，最后归纳出结论，并用这个结论来解决新问题。 发现式学习的优点为：第一，能使学生的内在学习动机得到充分激发；第二，能使学生的探究精神和独立解决问题的能力得到一定程度的培养和提高；第三，能使学生的智力得到开发。然而，发现式学习也有其局限性。具体表现为：它要受到学习科目、学习内容及学生自身心智的制约；它的适用范围是有限的，并非所有的科目都适合于使用发现式学习；学生掌握知识的总量也是有限的；学生在学习过程中需要花费较多的时间，而且有些发现不一定有意义。 ◇随堂讨论◇ ●试比较探究学习、研究性学习、发现式学习有何联系与区别？化学新课程是如何体现这些学习方式的？ 5.4.4　自主学习的含义 社会认知学派的齐莫曼（Zimmerman）从 1986 年就开始研究自主学习（Self-Regulated Learning,简称 SRL）的概念，他认为，自主学习是学生在学习过程中的认知、情感和行为处于活跃状态的过程。1990 年，他又提出，自主学习是学习者激励自己并使用适当学习策略的学习。即是对元认知策略、动机策略与行为策略的系统作用，是对有关学习有效性的反馈作出反应，是对学业完成情况的自我知觉。一般而言，自主学习包括认知、情感与意志行动三个方面，强调学习的策略性（Yan，1995），强调学习者根据对任务的认识（如知道什么不知道什么、难点和重点是什么、目标是什么等）来分配资源。我国学者庞维国认为，自主学习，又称自我调节学习，一般是指学习者自觉确定学习目标、选择学习方法、监控学习结果的过程。 自主学习具有主动性、能动性和独立性的特征。主动性表现为学生对学习具有内在的需要，这种需要可能是建立在他对学习过程本身的热爱的基础上，也可能是出于对学习结果的渴望。学生一旦有了对学习过程本身的热爱，学习活动对他来说就是一种享受，而不是一种负担，是一种愉快的体验。正像奥运冠军郭晶晶所说的那样，“我之所以坚持到现在，是我对跳水的热爱。”能动性是指学习能够根据学习目标、学习任务，能够自我计划、自我管理、自我指导，并根据学习的过程自已调整学习策略和学习方法，对学习的过程和结果自我评价、自我总结、自我反思，并通过反思来指导自己以后的学习。 独立性是自主学习的核心特征。新课程改革要求在教学过程中充分尊重学生，尊重每一个学生的权利，积极鼓励学生独立学习，学会学习。当然，学生独立学习的能力也不是蹴而就的，有一个从对教师的依赖到独立的过程，所以教师在教学过程中要注意对学生的引导，慢慢培养学生学习的独立性。 ◇案例研讨◇ 高一第一学期的期中考试结束了。小 李 老师发现，对比学生们的升学成绩，有的学生的成绩进步了，有的学生的成绩退步了。其中有两个学生：丽丽和佳佳的成绩在升学考试的成绩中几乎是一样的，但是这次考试表明，丽丽的成绩出现了快速的进步，已经跃为班级的前几名了，但是佳佳的成绩却出现了大幅的退步。 为什么会出现这种状况呢?小 李 老师决定找这两位同学谈一谈。谈话的结果表明：丽丽很快适应了高中阶段的学习，具备了较强的自主学习的能力。 下面是小 李 老师和丽丽谈话的片断。 小 李 老师：“你期中考试的化学成绩很好，进步很快。有什么窍门吗？” 丽丽：“我喜欢化学，我喜欢上化学课。” 小 李 老师：“你每天除了上课听课外，在化学学习方面还做了些什么？” 丽丽：“在每次化学课之前，我都会根据老师的提示做好预习，并找出重点问题和我没弄明白的问题，然后去听课，听课之后，我会对照老师讲的和自己理解的，再进行复习，每次课后我都会自己将当天学习的知识点进行归纳及复习，每一单元学完后我也会将知识系统地复习和归纳。特 别是 老师在课堂介绍的概念图，我觉得特别好，每一单元学习后，我都会自己学着做一张这样的图，将知识点连结起来。” 停顿了一会儿之后，丽丽接着说：“另外，在每一单元的学习之后，我会找到自己学习上的难点，然后再仔细阅读一些相关的学习资料，找老师或同学讨论，然后找一些相应的练习做一做。” 自主学习，是就学习的内在品质而言的，与之相对的是被动学习。自主学习更多反映的是学生在观念上对学习和学习过程的认识以及在这种观念下表现出的积极性、自主性、能动性和创造性。自主学习是真正让学生成为学习的主体的重要途径。自主学习有几下一些基本特征：在学习动机方面，自主学习者都具备明确的学习动机；在学习策略上，自主学习者表现为有意识、有计划地选择和使用自己的学习策略；在学习时间上，自主学习者表现为有计划、有目的地管理和安排自己的时间，能够自我约束，合理安排时间；在学习结果方面，自主学习者对自己的学习有合理的预期和清醒的认识，能够对自己的学习结果有清醒的认识，对自己的学习效果能够判断和反思，并能够根据学习结果对学习活动进行适当的调整；在学习环境方面，自主学习者表现为能够对学习情境出现的各种信息很敏感，做到随机应变。 5.4.5　合作学习 合作学习是指学生在小组中从事学习活动，并依据他们整个小组的成绩获得奖励或者认可，以促进学生在异质小组中互助合作的课堂教学策略。学生之间在学习过程中的合作则是其基本特征。在课堂上，同伴之间的合作是通过组织学生在小组活动中实现的，小组通常由3－5个人组成。小组充当社会组织单位，学生们在这里通过同伴之间的相互作用和交流展开学习，同样也通过个人研究进行学习。 合作学习一般具有如下特征：首先，合作学习是以小组为基本形式的一种教学活动。在小组活动中，合作学习通常采用异质小组，力求小组成员在性别、成绩、能力、背景等方面具有一定的差异，使之具有一定的互补性。其次，合作学习是以教学动态因素的互动合作为动力资源的一种教学活动。合作学习要求所学的教学动态因素（教师和学生）都应当保持互动，特别是合作性的互动，由此推进教学过程。强调动态因素之间的合作性互动是合作学习所具有的重要特征之一。    再次，合作学习是一种目标导向的教学活动。所有的学习活动都是围绕着达成特定的共同目标而展开的。最后，合作学习是以团体成绩为奖励依据的一种教学活动。合作学习通常不以个人成绩作为评价的依据，而是以各个小组在达成目标过程中的总体成绩作为评价与奖励的标准。这种机制把个人之间的竞争转化为小组之间的竞争，从而促使小组内部的合作，使学生在各自小组中尽其所能，得到最大程度的发展。 ◇案例研讨◇ “氢能的开发和利用”合作学习的设计和实施 (1)教师先让学生预习书本上的相关知识，通过这个步骤，初步了解氢能的三大优势是：燃烧热值高；清洁无污染；资源丰富。然后从这三个优势出发，让其思考为什么并推测氢能的应用前景。了解氢能目前没有被大规模使用是因为目前还有三大难题尚未解决：制取成本高昂；储存困难；运输困难。让学生围绕这些具体任务再去探明究竟。这样就把三大主题划分成七个更具体的任务。 (2)教师先确定小组规模(每组六人)，按照“组内异质,组间同质”的原则，即让小组组内各成员的能力有所区别，但各小组的实力相当(有利于进行交流、合作和竞争)，将全班同学分成七个小组，采取抽签的方式确定每个小组的任务，然后教师就学习任务进行解释。 (3)在每个小组内，同学协商决定每个人的 职责 岗位职责下载项目部各岗位职责下载项目部各岗位职责下载建筑公司岗位职责下载社工督导职责.docx 任务，落实个体责任，并互相监督，学生间的合作学习正式开始。 (4)各个小组成员在经过自己的探究学习活动之后,经过对资料的收集、整理、分析和归纳之后,就小组任务的完成情况相互之间进行交流、讨论，优势互补，把各自成果整合起来，教师需要及时提供帮助，给予指导，掌握小组进行情况。 (5)各组将自己的小组成果展示给大家，经过其他小组成员的讨论，进行一定的修改和完善，最后重新整合为三个联系紧密的主题 课件 超市陈列培训课件免费下载搭石ppt课件免费下载公安保密教育课件下载病媒生物防治课件 可下载高中数学必修四课件打包下载 ，老师就小组活动过程进行总结评价。 (6)课堂上,教师把握整堂课的总体进程，对整节课进行宏观调控，课堂以学生展示自己的成果为主，教师和学生给予及时的评价。 （摘自汪晓飞,周勇.化学合作学习策略的行动研究.化学教学,2008(1).） 合作学习开展过程中需要注意：（1）合作学习首先必须要有适合学生分工合作的教材内容与探究课题，这样才有利于组织学生展开合作学习。用于合作学习的课题应具备有真实性、复杂性、挑战性和开放性特点；（2）按组内异质、组间同质确定合作小组，使每个学生都有职责；（3）教师是学生的指导者、组织者和参与者，并及时对学生的表现做出反馈。 5.5  化学学习策略 核心   ◆学习策略  ◆学习策略类型  ◆概念图策略  ◆思维导图策略 术语   ◆多重联系策略　◆元认知策略  ◆化学问题解决策略 学生的学习过程就是一种运用学习策略的活动过程。研究表明，许多学生拥有必要的知识，但因缺乏有效的学习策略，使得知识的应用和问题的解决常常受阻。另外，有些学生表现出来的基础知识薄弱，实际上也是学习策略缺失的一种表现。因此，学习策略是影响学生化学学习的一个重要因素。在化学学习中教会学生有效学习的学习策略，是培养学生学习能力的有效途径。 ◇随堂讨论◇ 两个刚参加完高考的学生的对话: 生甲：化学真难学啊，知识点那么多，又那么难，学到了化学平衡，可我不懂得怎样才算平衡；学到了有机化学，可那些一个个奇形怪状的分子式有如咒符弄得我头晕脑胀。哎，真难啊！ 生乙：化学难吗？不难呀，你是没有掌握学习方法，我觉得它很好学呀！ 根据两位学生的对话，你认为化学是难学还是易学，为什么？ 其实有许多学生在化学学习的过程中反映化学学科难学，其中一个主要的原因是化学内容繁多，主要表现为化学学科知识点既多又分散，并且有大量的知识需要识记。那么，做为化学教师，你怎样让你的学生能够象生乙一样能够轻松地学好化学呢？对于学生来说，要学习好化学，掌握一些常用的学习策略，能够根据学习目标、知识内容的特点和学习环境选择相应的学习策略非常重的。 学习策略是当代教育心理学研究的热点。大量研究表明：学习者对学习策略的掌握情况与其学业成绩有着紧密的联系，通常优秀的学习策略的使用者都是学习成绩优异、学习效率高的学习者。学习策略是在布鲁纳提出“认知策略”的基础上发展起来的。在国际心理学界，对学习策略的看法存在着较大的分歧，归纳一下，大致分为三类：一类是把学习策略看作是学习的规则系统；另一类是把学习策略看作是学习过程或步骤；再一类是把学习策略看作是学习活动。看法虽然不一样，但反映了不同的研究者从不同的角度出发去揭示学习策略的特征；这对我们是有借鉴意义的。所谓学习策略，主要指在学习活动中，为达到一定的学习目标而学会学习的规则、方法和技巧；它是一种在学习活动中思考问题的操作过程；它是认知策略在学生学习中的一种表现形式。” [⑩] 学习策略是在认知策略的基础上发展起来的，但是多年来教育心理学的研究表明，学习策略不仅仅是认知策略，从学习策略构成成份看，应该是操作成份(学习方法、认知方式)、情态成份(情感策略)、元认知成份(计划、监控策略等)几个基本因素的有机统一。学习策略有内隐和外显之分，还有水平层次上的差异。学习策略既可以是外显的行为，也可以是内隐的思维。 ◇资料卡片5.5  WMC学习策略结构模型◇ WMC学习策略模型由3个主群策略和13个亚群策略构成。主群策略包括：学习方法策略（the strategy of learning way 缩写为W）、元认知策略（the strategy of metacognition缩写为M）、学习资源的调控策略（the strategy of controlling learning resources 缩写为C）。亚群策略包括：组织策略、搜集信息、复述和记忆、复习和预习、注意力集中和保持、目标和计划、自我评价和监控、学习方法的调节、学习态度与情绪的调节、思维方式的选择、学习时间的安排、学习环境的建构、寻求他人的帮助。 （摘自常雯，李远蓉.学习策略在高中化学学习中使用情况的调查.化学教育，2008（3）） 一般认为学习策略与元认知有着紧密的联系。费拉维尔（Flavell,2002）认为，元认知（metacognition）就是指关于认知的认知。认知主体对自身的认知活动的认知，包括对当前正在发生的认知过程和自我的认知能力以及两者相互作用的认知。在实际的学习中，学习者能够对学什么、如何学、何时学、何地学及达到何种学习结果产生明晰的自我意识和自我体验，这就是元认知的作用。 ◇资料卡片5.6  元认知◇ 元认知由元认知知识、元认知体验和元认知监控三部分组成。元认知知识是指主体通过经验积累起来的关于认知活动的一般性知识，即对影响认知活动的因素以及各因素之间的相互作用的认识。元认知体验是指伴随着认知活动产生的情感体验，包括知和不知的体验。情感体验既可能发生在认识活动之前，也可能发生在认知活动之后。例如，预感到失败的焦虑，预感到成功的喜悦；从成功的经验中获得心得，从失败的经验中获得教训。元认知监控是指人们能够积极自觉地对认知活动进行监视、控制和调节，包括选择、评价与修正认知策略。 （摘自沈德立.高效率学习的心理学研究.北京：教育科学出版社，2006.142） 5.5.1　化学学习策略的类型 5.5.1.1　多种感官协同记忆策略 心理学的研究表明，学习者接受外界信息时所参与的感觉器官的不同，对信息的保持率也有差异；让多种感官参与学习，能加深大脑的印象，可以在大脑中留下更多的回忆线索，从而提高记忆的效率。因此，在对元素化合物知识的学习时，要引导学生充分调动各种感觉器官（包括视、听、触、味、嗅）协同活动，对物质及其变化进行全面观察和体验，做到对化学事实知识的全面感知，增进对元素化合物知识的记忆与理解。 这一策略要求在学习上，不能仅听教师的讲解，更要让学生多主动学习，参与社会实践，多动手，多动脑。将实验、观察、社会生活体验结合起来，既可以通过观察获得丰富的感性知识，又可以通过思维获得现象背后的本质和内在联系，同时通过社会实践对元素化合物的知识在社会的应用及对人类自然和社会的影响有更深刻的理解。多种感官协同记忆策略在元素化合物知识、化学事实性知识这类知识相对比较零散、知识点比较多的内容的学习中应用比较普遍。 ◇随堂讨论◇ ●以“钠和水反应”实验为例，讨论如何要求学生全面观察实验现象？由实验现象能得出哪些结论？ 5.5.1.2　联系—预测策略 虽然化学事实性知识内容相对庞杂，涉及的物质种类繁多，但是这些知识之间并非完全孤立的，它们之间存在着一定的内部联系。这种联系主要体现在三个方面：事实性知识与理论性知识之间的联系，元素周期律与各具体元素的性质的联系就是最典型的例子；事实性知识与学生已有的知识经验之间的联系；事实性知识之间存在的相互联系，例如物质的结构、性质、用途之间的联系，同类物质具有相似性，例如硫酸与盐酸都具备酸的通性。   联系—预测策略是指学生在学习化学事实性知识时，有意识地抓住知识之间的内在联系，并运用已有的知识经验对将要学习的知识的性质作出预测。例如，可运用周期律的知识预测某一元素化合物可能具有的性质，然后与教材上的和教师讲授的相对照，找出其中的异同，并分析其中的原因。把握其中的关键点，抓住知识之间的内在联系，减轻记忆的负担。这一策略主要运用于元素化合物知识和化学原理方面的学习。 ◇随堂讨论◇ ●根据甲酸的分子结构，请你预测甲酸可能的化学性质。并设计实验证明你的预测。 （摘自江苏教育版《实验化学》第84页） 5.5.1.3　知识结构化策略 知识结构化策略是指将事实性知识按一定的线索进行归类、整理、使零散、孤立的变化彼此相互联系的整体，形成系统化、结构化的知识网络系统。认知心理学的研究认为：短时记忆的空间是有限的，但是它是以模块为单位的，如果将知识结构化，这样短时记忆的容量就会大量增加。同时结构化的组织材料直面、形象、简明扼要，能够清晰地把握知识的内在联系。 事实性知识之间的联系主要有以下几类： ① 顺序关系。以同一元素形成的单质和化合物中该元素化合价的高低为线索，将不同类别的物质联系起来形成知识主线。中学化学中比较典型的例子如氮及其化合物的知识主线为： ②因果关系。按照知识间的因果关系，如物质的结构决定其性质，物质的性质决定其存在、制法、用途等内在逻辑关系，形成相应的知识结构。因果关系的知识结构通常是以某一具体物质的化学性质为核心构建的相应的知识结构。 ③种属关系。就是找出关键的知识点，以此作为知识结构的联结点，然后分析与其他知识间的内在逻辑联系，并利用这种联系点，利用它与其它知识的联系，将知识串成“线”，连成“网”，形成知识网络结构。构建知识种属关系图特别适用于单元复习。 ◇随堂讨论◇ ●学习烃的衍生物知识后，为什么要引导学生总结出烃及烃的衍生物相互转化知识结构关系图？ ④功能关系。即打破教材内容的章节结构，以物质的功能或活动任务为线索重新构建知识，使形成的知识结构与问题解决活动紧密联系，提高知识检索的效率和解决问题的能力。 这一策略主要运用于元素化合物知识的学习中。 ◇随堂讨论◇ ●以“取代反应”为线索，归纳出中学阶段有哪些类型的取代反应，试以实例列出。 5.5.1.4　概念图策略 化学概念是对一类化学事物的概括，是化学科学发展的成果，它代表着在人们头脑中保持下来并且组织化了的化学经验，是化学思维的‘细胞’和基础。 [11] 化学概念的获得，既包括对新概念本身涵义的理解，同时还必须和原有知识体系中的概念建立合适的联系，使学习者形成新的认知结构，这样概念才被学习者掌握和理解了。简单地说，概念图通常指学习者根据对知识的理解，将某一主题的有关概念置于圆圈或方框之中，然后用连线将相关的概念和命题连接，连线上标明两个概念之间的意义关系。概念图不同于概念，概念侧重于对事物内涵与外延的表述，而概念图侧重于体现概念与概念之间的关联。 ◇资料卡片5.7  概念图◇ 命题、层次等级、横向联系和实例是概念图的四个特征。 （1）命题：由两个或多个概念通过某种连接词形成。 （2）层次等级：概念图中的概念是有层次的。通常抽象水平高的列于概念图的上方，具体的实例列于概念图的下方。 （3）横向联系：概念图必须反映同一或不同抽象层次概念之间的“横向”联系，这种联系的揭示往往标志着学生的创造能力。 （4）实例：概念图不只是抽象的概念，还需要用具体实例丰富和加深学生对概念的认识。 绘制概念图，首先要抓住核心概念的定义及其直接相关的中心内容，其次要抓住其它的性质特征，然后要找到它与其它知识的联系。最好的办法就是让学生自己掌握概念图的构成方法，以形成自己支配的独立的知识体系。这种训练可以从一个单元或一节课的总结开始，让学生列出本单元的重要概念，再将这些概念作为课堂讨论和总结的主题，并要求学生画出自己的概念图。概念图的构建要循序渐进，随着学习和训练深入，逐步加大信息量，让学生构建比较复杂的概念图(图5-2)。 图5-2　化学键、晶体概念图 [12] 5.5.1.5　多重联系策略 具有独特的化学符号系统是化学科学的一大特征。学习化学符号、理解化学符号代表的意义是学好化学的关键之一。实践证明，学生是否理解可观察到现象的宏观世界与用肉眼难以观察到的微观粒子诸如分子、原子和离子构成的微观世界及元素符号、化学式、化学方程式所构成的符号世界这三者之间的内在联系是影响学生学习化学的重要因素。 多重联系策略是指在学习化学用语时，有意识将化学符号与它所代表的宏观事物、所反映的微观结构有机联系起来，深入挖掘符号本身所代表的多重意义，将元素化合物知识、化学原理知识的学习与化学符号技能的学习紧密联系起来，在理解的基础上记忆。 ◇案例研讨◇ 化学方程式2H2 + O2 2H2O；ΔH<0的学习，由这一方程式可以联系如下方面的知识： 实验现象：反应物和生成物的状态及相关性质、反应条件、反应现象等。 数量关系：参加反应的氢气、氧气和生成的水之间的定量关系（质量、物质的量等）。 微观世界：H2、O2、H2O所代表的粒子的意义及结构。 反应本质：氢气分子、氧气分子化学键的断裂和水分子化学键的形成，这个过程中还伴随着能量的变化。 5.5.1.6　练习—反馈策略 练习—反馈策略就是指在理解化学技能性知识的基础上，在反馈的参与下反复多次进行一种技能的练习，使其达到自动化的水平。这一策略要求把练习与反馈有机地结合起来。练习后紧跟反馈是掌握技能性知识的基本学习方法。反馈的内容主要是对练习中思路和方法的反思、总结以及发现错误，并使学生明白产生错误的原因和改正的方式。及时反馈对技能的形成和熟练是非常重要的，没有反馈的练习往往会事倍功半，甚至是徒劳无益的。 技能类知识的学习必须通过一定的练习才能形成。技能类知识包括动作技能和心智技能，在化学学习中，例如化学实验操作技能、化学计算技能等。技能由不会到会，由会到熟练，是一个逐渐发展的过程。促进这种发展的基本条件就是练习。因此，技能的学习要精讲多练。但是，并非任何练习就会取得良好的效果。首先，练习时，要采用多种练习方法，练习形式应多样化，注意举一反三。其次，练习要适量、适度，循序渐进。再次，练习过程中应该提供恰当的反馈，以提高练习的效果。 5.5.1.7　思维导图策略 思维导图是20世纪英国人托尼·巴赞(Tony Buzan)创造的一种笔记方法。一种用简洁、高效率和积极的个人参与的方法来表达人的发散性思维的表示方法，是一种发散性思维具体化的方法。和传统记笔记的方法不同，思维导图往往是从一个主要概念开始，随着思维的不断深入，逐步建立一个有序的发散的图，它是对思维过程的导向和记录，可以通过思维导图理清思维的脉络，并可供自己或他人回顾整个思维过程。 在化学学习和教学中，思维导图被运用到了学习的各个环节：预习、听课、复习的各个环节。画思维导图时，先需在白纸的中央以一个常用的习惯的图像(例如一个太阳或一朵云)标出中心主题（预习和复习的主要内容），然后在云朵中央向外画上曲线作为主要分支（视内容定分支数)，在主要分支的基础上可以有更小的分支。在预习时快速阅读每一小节内容，圈选出该节的关键词，选择每节的主要关键词，填到主要分支的线上。当该主要分支上还有更细小的分支时,则继续重复上述操作。完成所有关键词填写后,接着在思维导图上做好相关的标记。例如，在各分支上用色笔标注上“已明白”、“有疑惑”、“完全不明白”等等。 ◇案例研讨◇ 思维导图用于化学课程预习 图5-3　化学计量在实验中的应用预习思维导图 （摘自梁晓康等.思维导图在高一化学教学中的应用研究——以人教版《化学1(必修)》第一章为例.化学教育,2007(8)) 复习中的思维导图的绘制内容可以是一章的整体内容，也可以以某个主题为中心，贯穿整个学习内容。教师对学生的思维导图作品，要提供学生交流和评价的机会，把握学生在整个章节中的思维难点和知识重点，同时对其在思维导图中体现的思维错误进行一定程度的修改。 5.5.1.8　元认知策略 元认知是学习策略中的动力系统，是学习策略中最活跃的成分，其本质属性是指学习者对自己学习过程的有效监视和控制。元认知策略是和认知策略一道起作用的，认知策略是学习过程不可缺少的工作，元认知策略则监控和指导认知策略的运用。元认知策略可以帮助学习者使用许多不同的策略，帮助决定在某种情况下使用哪种策略、或改变策略。元认知策略包括计划策略、监控策略、反馈调节策略等。计划策略指在学习前对学习的规划与安排方面使用的元认知策略；监控策略指学习过程中对学习进程、方法、效果、学习计划实施情况等方面进行有意识监视的元认知策略；反馈调节策略指根据学习进程的实际情况对计划、进程、方法、策略等进行调整的元认知策略，包括调整预先的目标或计划，改变所使用的策略，有意识地矫正学习行为，局部目标尚未达到时采取补救措施等。 元认知在学习策略的选择和运用过程中的作用主要有以下几个方面:第一，在面临学习任务之前和实际学习活动期间，激活、调节情绪状态;第二，使学习者意识和体验到可供提取的学习方法及学习变量间的关系，并根据对这种关系的分析选择出合适的学习策略;第三，学习活动期间，监控学习过程，维持或修改学习行为;第四，学习结束后客观地评价学习效果，包括对学习方法使用效果的评价。总之，元认知在学习中起着整体控制和协调的作用，它的发展水平直接制约着其它认知方面的操作性和监控性，是学习策略结构中最基本的特性。学习策略是在元认知的参与下直接地和间接地学习活动中，它不受学习材料和学习情境的制约，可以随时根据学习的变行自我调整以适应不同的学习情境，元认知策略具有变通和迁移的特点。 5.5.2　化学问题解决策略 《国务院关于基础教育改革与发展的决定》提出要“充分利用各种课程资源，培养学生收集、处理和利用信息的能力；开展研究性学习，培养学生提出问题、研究问题、解决问题的能力······。”《基础教育课程改革纲要（试行）》中也提出要“培养学生搜集和处理住处的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。”《基础教育课程改革纲要（试行）》中也提了出要“培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合用的能力。”《普通高中化学课程标准（实验）》指出“能综合运用有关知识、技能与方法分析和解决一些化学问题”“具有较强的问题意识，能发现和提出有价值的化学问题”。可见，化学问题解决的能力已成为时代对学生提出的强烈要求。 问题解决是从已有的条件出发，达成目标任务的高级智力活动。问题解决一般由四个环节组成：认知问题、表征问题、联想与匹配、反思与评价。认知问题是以问题情境为起点，发现并明确问题，了解问题中的所有信息，是解决问题的起始环节。问题表征是指在问题认知的基础上，通过对问题的编码，明确问题的实质，把任务化解为比较具体的任务，缩小起始状态和目标状态的差距。问题表征的深度直接影响问题解决的进度。面对实际的问题，学生会根据自己个人的知识背景和思维习惯选择性地注意问题情境中的某些信息，然后个性化地采用不同的方式，如文字、图表、模型等，从不同的角度来表达问题。 影响问题解决的因素主要有：知识总量、知识的储存方式、认知策略、动机、情绪等一系列非智力因素、问题环境。解决问题的过程是一个运用与问题相关经验的过程，当与问题相关的知识越多时，那么解决当前问题的可能性就越大。学生要正确解题，总是要认出某种熟悉的东西（即模式）；问题解决的实质就是模式识别的过程。认知心理学已经提出了问题解决的模板说、原型说和特征说等理论模型。适当的动机强度、良好的情绪状态及对问题的强烈兴趣都有利于问题解决。问题环境包括问题情境本身和外部的指导环境。 研究表明：专家之所以能够快速地解决一些常见的问题，主要是因为他们原型丰富，匹配迅速，已达到自动化的程度，而新手则相反。建立原型和使用原型，是快速解决问题的有效途径。问题解决能力强的学生，会根据一类问题的共同特征来储存原型，而不是具体的问题。而且在遇到新的问题时，他们会把相近的原型进行改造，创造出新的联结，得到新的原型，从而来解决问题。而问题解决能力差的学生，往往会盲目尝试，缺乏思考的策略。在问题解决的整个过程中，元认知监控无所不在，实践表明：问题解决能力强的学生都具有较强的元认知监控的能力。 化学问题解决策略主要有如下几种类型： 5.5.2.1　类比策略 问题解决是以已有的知识经验为基础的，离开了相关的已有知识，问题解决则无法进行。即使我们通常所说的“新问题”，也不是完全与已有的知识经验无关，只是相关的知识经验存在于不同的图式中，头脑中没有可以直接利用的问题解决原型，所以感到陌生。类比策略是指设法将新问题转化为已有知识经验中相似的问题（原型），通过比较在二者之间建立联系，从而利用已有问题的解决方法来解决新问题的一种策略。它是一种常用的问题解决策略。利用类比策略的关键是找到新问题的一种策略，它是一种常用的问题解决策略。利用类比策略的关键是找到新问题与原型之间的可类比点，也就是说二者要有一定的相似性，类比才可以发生。 ◇案例研讨◇ （浙江省竞赛题）已知液体SO2和纯水的导电性相近，实验测得两者的比电导分别为8×10-8Ω-1cm-1和6×10-8Ω-1cm-1。试用简要的文字和化学方程式给出解释，为什么在液体SO2中，可用Cs2SO3去滴定SOCl2？ ［案例分析］液体SO2的类比原型应是纯水，但是两者之间的联系若即若离。因此只能类比推理采用逐步逼近的方法： 至此类比的结果与类比原型几乎已脱胎换骨了。但是万变不离其宗。此“宗”就是离子电荷的自身传递。由液体SO2和纯水的自偶电离，我们就会很自然地联想到其逆过程酸碱中和滴定。 类比原型 推理结果 溶剂 纯水 液体SO2 离子方程式 H3O++OH-=2H2O SO2- 3+SO2+=2SO2 化学方程式 CsOH+HCl=CsCl+H2O Cs2SO3+SOCl2=2CsCl+2SO2 新问题与原型之间的相似性有3种情况：问题情景之间的相似性、表面关系之间的相似性和深层关系之间的相似性。其中问题情景之间的相似性和表面关系之间的相似性直接影响着问题解决者能否唤醒与新问题相似的原型，也就是它决定着能否在新旧问题之间产生类比。但是，它们只是进行类比的前提，如果仅以这种相似性为基础来进行类比，往往会得到错误的结果。因为只有两个问题在深层关系上具有相似性，才能保证类比的顺利进行。 ◇案例研讨◇ 图1是两支高度不同燃着的蜡烛，当用一个透明的大玻璃筒倒扣住两支燃着的蜡烛时，所观察到的现象是___，原因是___。 　　　　　 图1　　　　　　　　　　　图2 ［案例分析］测试结果显示，有70.5%的学生回答结果是：（现象）从下至上，两支蜡烛依次逐渐熄灭；（原因）CO2的密度比空气大，且既不燃烧，也不支持燃烧。进一步问卷调查显示，这一错误结果，在错答的学生中有95.5%的学生解题思维是受初中阶段的思维“相似块”负迁移引起的，这种“相似块”见图2实验现象及原因。 因此，利用类推策略首先需要对问题进行转换，去粗取精，抓住其主要特征，忽略其无关或次要特征，以突破问题间表层关系，找出新旧问题在深层关系上的相似性，进行类比。研究表明，新手常以两个问题的表面特征为基础进行类比，而专家则能从隐含着的深层结构上的相似性出发来考虑问题的解决。可见，找到问题的深层关系的相似性是运用类比策略的关键。 5.5.2.2　分解策略 对于一些复杂的问题，往往难以直接找到问题解决的思路。分解策略是指按照一定的原则将问题分解为一系列相互联系、具有一定层次结构的具体问题，即将问题的目标状态分解为几个次一级的子目标，尽量不要一次处理太多的信息，通过子目标的实现使问题获得解决的一种策略。利用分解策略要注意的问题是，在分解之前，需要从问题的整体结构出发对问题进行分析，从全局上把握问题的起始状态与目标状态及其相互联系，做到对问题的整体理解，然后对其进行分解，避免把问题割裂成没有联系的部分。在各个子目标都完成之后，需要对其进行归纳总结，使之完整合为一个整体，使复杂的问题得到最后解决。也就是说，一个完整的分解策略实际上要经历一个综合—分解—综合的过程。 ◇案例研讨◇ FeS2与O2在高温下会发生什么反应？生成什么产物？ ［案例分析］（1）因为氧化性：O2＞S 根据置换反应规律，可写出如下方程式： 2FeS2+O2 2FeO+4S(置换反应)　　① （2）置换反应生成的S可在O2中剧烈燃烧： S+O2 SO2（化合反应）　　② （3）FeO被氧化而生成高价化合物： 4FeO+O2 2Fe2O3（化合反应）　　③ ②、③式生成的SO2、Fe2O3在这个反应环境中不可能再被氧化而生成更高价氧化物，SO3在高温下容易分解。SO2和Fe2O3不能化合生成盐，故反应到此终止。 ①×2+②×8+③×2整理得总反应式： 4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 5.5.2.3　逆推策略 逆推策略，又称逆向推理策略，是化学问题解决中常用的一种策略。有些化学问题，如果从起始状态出发推至目标状态往往很烦琐，甚至难以解决。逆向推理就是逆向思维，反向思考，它是由于对问题不能进行整体表征，而采取的自下而上的推理活动。解题时从目标状态出发，逐步向后逆推，同时激活与问题有关的各种化学知识，逐个“去伪存真”，一步步地缩小目标状态与起始状态之间的距离。 ◇案例研讨◇ （2006年江苏高考题）……（4）请设计合理方案从 合成 （用反应流程图表示，并注明反应条件）。 ［案例分析］要合成目标生成物，可由产物进行逆推，直至搜寻到起始物。 INCLUDEPICTURE "http://jpkc.ccnu.edu.cn/sj/2010/hxjxl/resource/web_word/character5/image030.gif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://jpkc.ccnu.edu.cn/sj/2010/hxjxl/resource/web_word/character5/image032.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://jpkc.ccnu.edu.cn/sj/2010/hxjxl/resource/web_word/character5/image030.gif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://jpkc.ccnu.edu.cn/sj/2010/hxjxl/resource/web_word/character5/image034.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://jpkc.ccnu.edu.cn/sj/2010/hxjxl/resource/web_word/character5/image036.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://jpkc.ccnu.edu.cn/sj/2010/hxjxl/resource/web_word/character5/image030.gif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://jpkc.ccnu.edu.cn/sj/2010/hxjxl/resource/web_word/character5/image037.jpg" \* MERGEFORMATINET （起始物） 要注意的是，在分析问题的时候利用逆推策略，在解决问题的时候，通常需要将逆推的思路反过来，即从已知条件开始组织解题过程。另外，有些问题单纯的逆向推理也难以解决，这时将正向推理和逆向推理有机结合恰是一种不错的策略，它能够使问题解决更简便快捷。 5.5.2.4　探究策略 对于一些难以利用已有知识直接推理获得答案的问题，可以采用探究策略。探究策略是指通过对问题的分析，先提出对问题的假设，即对问题的一种推测性论断和假定性解释，然后设法收集能够证实假设的证据，通过对收集到的证据进行抽象概括确定问题的答案，从而达到问题目标状态的一种策略。在探究策略中收集证据的途径有多种，例如设计实验、查阅资料、实地调查等。以实验为基础是化学学科的重要特征，因此，设计并实施实验是常用的获取证据的方式。 ◇案例研讨◇ 探究Mg(OH)2沉淀溶于NH4Cl溶液的原因 ［案例分析］假设一：NH4Cl水解呈酸性：NH+ 4+H2O  NH3·H2O+H+，H+与Mg(OH)2发生中和反应而使沉淀溶解：2H++Mg(OH)2 Mg2++2H2O。 假设二：Mg(OH)2在水中存在溶解平衡：Mg(OH)2(s) Mg2++2OH-，加入NH4Cl后生成弱电解质NH3·H2O：NH+ 4+OH- NH3·H2O，使溶解平衡体系中的OH-浓度减小，平衡向沉淀方向移动。 ［设计实验］ 向Mg(OH)2沉淀中加入CH3COONH4溶液（中性），观察到沉淀逐渐溶解。 ［探究结论］ 溶解的原因是生成弱电解质（NH3·H2O），降低平衡体系中OH-浓度，促进平衡向沉淀方向移动。即假设合理。 利用探究策略相对需要较多的时间，但它能让问题解决者经历获得结论的过程，学会解决问题的科学方法。另外，探究策略注重以证据为基础，因此利用它所获得的结论正确程度是较高的。 5.5.2.5　程序策略 化学问题解决，需通过一步一步的操作。按什么样的步骤去操作，学习策略将指示出这种操作的步骤和顺序。当学习者掌握了这种顺序时，就可以减少许多因程序的不明或混乱而造成时间浪费和产生消极情绪。如果学习者已经具备一定数量的知识，但在学习者头脑中各个知识太分散，就像在信息时代计算机系统没有网络化，信息资源不能共享一样，就形不成一定的知识结构。面对各种各样大大小小的“信息孤岛”如何进行整合，形成知识的有序性和连续性才是问题解决的正确途径。 从同时性加工或继时性加工理论出发，可得到解决问题的两种基本形式：一是将问题中包含的多种信息（刺激）整合成特定的系列，把各种信息按一定方式组成线性顺序排列，即：信息1→信息2→信息3→信息4 二是将问题中包含的多种信息按照共同的特性彼此整合成特定的系列，这种形式（非线性顺序）可表示成右图。 至于按何种形式进行解决问题，则要根据问题的特征和解决问题的要求进行。 （信息整合图示） 在问题解决过程中，如何使这些知识内化为学习者有序的认知结构，再外化为解决问题的操作步骤和程序，这就需要学习者具备必备的程序策略。如果这些知识只是杂乱无章地堆积在头脑中，那么，在解决上述问题时就无法提取储存在头脑中的知识并对其进行加工。程序策略提供了解决从认知结构中提取知识去解决问题时遇到的困难或障碍的方法。 ◇案例研讨◇ 将铜、铁、铝三种金属（按等质量混合）的混合物W g加入三氯化铁和盐酸的混合液中，充分反应。若无固体剩余，则溶液中的阳离子一定有哪些离子？没有的是什么离子？ ［案例分析］解决具体问题思维过程图解为： 在此问题解决的活动中，学生对知识的记忆不再是简单的内容呈现，在遇到实际问题时能够将内化的知识与问题的刺激相交融，对应用知识进行整理，使之在解决问题时提取更加有序，知识的呈现更加连续。思维由此而清晰明朗。 5.5.2.6　整体策略 对一个问题不急于从局部入手探求解题途径，而是从整体出发作综合分析，整体处理，可使思路明晰，计算简捷。例如运用守恒法解题，就是利用物质变化过程中，某一特定的量固定不变（如质量守恒，元素或原子团的物质的量守恒，氧化还原反应中得失电子守恒，溶液中阳、阴离子的正负电荷守恒等）而进行化学计算的解题方法。这种方法的优点是基于宏观的统揽全局的方式列式，不去探究某些细微末节，因而可简化步骤，方便计算，快而准地得出答案，是较为简捷的一种解题方法。 ◇案例研讨◇ 已知NO2和NaOH溶液反应方程式为3NO2+2NaOH 2NaNO2+NO+H2O；NO和NO2与NaOH溶液反应为NO+NO2+2NaOH 2NaNO2+H2O。在盛a mol NO、b mol NO2和c mol O2的密闭容器中，加入V L某浓度的烧碱溶液后，容器中压强几乎为零，试求NaOH溶液的物质的量浓度。 ［案例分析］解题过程中若按方程式分步求解，过程繁琐且易出错。从整个反应过程分析，反应完毕压强为零，则NO、NO2和O2完全反应无剩余，最终产物为NaNO2，而NaNO2中氮元素来自NO2和NO共(a+b)mol，即NaNO2为(a+b)mol，由Na元素守恒可得NaOH也为(a+b)mol，则NaOH物质的量浓度为(a+b)/V mol/L。 化学计算中还有诸如关系式法、终态法、整体化学方程式法等都是整体思维方法的体现。 5.5.2.7　模型策略 以某种程度的类似再现另一个系统（原物）的系统，并且在认识过程中以它代替原物，以至对模型的研究能够得到关于原物的信息，这种方法称为模型策略。模型策略是为了探索未知的“原型”，依据其表现出来的某些特性，在思维中去设计一种在理论预料中能够产生相似特性的“模型”，再在实践的考验中区分真伪或修正其错误，使其逐步提高与现实“原型”的近似程度。这种方法中的“模型”是思维训练的“模型”。 ◇案例研讨◇ 试写出Mg3N2、NH2Cl、PCl3、SiCl4、IBr、C2H5SNa、NaNH2、MgC2、NH4H、CH3COCl、CO(NH2)2、(CH3CO)2O等物质与水反应的化学方程式。 ［案例分析］根据教科书有关物质水解反应的方程式： FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl CaC2+2H2O Ca(OH)2+C2H2↑ CH3CH2Br+H2O CH3CH2OH+HBr CH3COOC2H5+H2O CH3OOH+C2H5OH 归纳水解反应的实质，构建水解反应的通式——思维“模型”，则不难解决上述问题。 5.5.2.8　推理策略 因果关系推理策略是指在前后相随的一些现象中，通过某些现象的相变关系，诸如同时出现、同时不出现或同时成比例地发生变化等事实，归纳出现象间的因果关系。这种策略在化学问题解决中经常运用。 ◇案例研讨◇ 下列两种方法，哪一种得到的悬浊液易于溶解成清液，为什么？ （1）在盛0.1mol/L 10 mL CuSO4溶液的试管中滴加0.2mol/L 10mL NaOH溶液，然后加入2 mol/L的氨水溶解之。 （2）在盛0.1mol/L 10 mL CuSO4溶液的试管中滴加0.2 mol/L 10mL NH3·H2O，然后加入2 mol/L氨水溶解之。 设计一个实验方案验证上述观点的可靠性。 ［案例分析］假设某种现象在(a,b,x)之下出现，在（a,b）之下不出现，根据存异方法，我们可以归纳出结论：x是这种现象的原因。 ①Cu2++2OH- Cu(OH)2↓ ②Cu2++2NH3·H2O Cu(OH)2↓+2NH+ 4 ①、②最后一步加入NH3·H2O沉淀溶解的化学方程式均为： Cu(OH)2+4NH3·H2O ［Cu(NH3)4］2++2OH-+4H2O 因②产生的NH+ 4可与溶解反应产生的OH-结合成弱电解质NH3·H2O，而使溶解反应向右移动，故可推测（2）易成清液。为验证此观点的正确性，可向Cu(OH)2的悬浊液中加入NH4Cl或CH3COONH4，悬浊液均成清液。 因果关系推理策略除案例中运用的存异方法外，还有求同方法、剩余方法、共变方法等。 5.5.2.9　信息策略 国际化学奥林匹克（IChO）培训大纲中将信息加工列为首项能力并定义信息为“对文字、图形、直接和间接获得的各种感性和理性认识”，而加工的涵义更广，包括信息的寻找、选择、整理、储存、重组、应用、预测、评价等。普通高校招生化学科考试（MCE）也注重考查学生对化学知识（特别是接受新信息）的自学能力和对化学问题分析综合、抽象概括、比较判断、迁移推理的思维能力。至此，信息加工与化学问题的解决已融合、交织于一体。 （1）信息简约策略 对某些信息密集的化学问题而言，文字叙述往往显得繁杂，特别是其中一些无关信息的干扰与设陷，学生难以准确把握问题之关键或误入歧途。因此，一种值得推荐的策略是：面对复杂问题，首先要大刀阔斧地削去可能屏蔽思维的一些枝节内容，从而在认知结构中清晰地呈现出问题的主干，使复杂的表述简明化，明确问题的始态（已知条件）、终点（待求结论）和节点（可能遇到的障碍）。 （2）信息引申策略 化学问题的难易并不取决于题述文字的多少，而在于隐意的深浅和思路的曲直。虽然，多次解决相类同的问题可以发展对该类问题的解决能力，但具体涉及某一问题，尤其是开放题，方法和规则并非万能，当指向解题目标的特征信息凝聚个别字词或题意之外，则需结合具体问题逐字挖掘有用信息，经多角度思考分析后作合理推想，力求上下兼顾，前后呼应，逐级引申、反复论证，直至问题的释获。信息引申是一项艰难的工作，没有固定的程式可循，因而是对学生知识和能力的综合考验。 ◇案例研讨◇ 为什么镁带燃烧发出耀眼的白光，并有明显的火焰产生，而铁在氧气中燃烧是火星四射而不会有火焰？镁在空气中燃烧的最终产物为什么是MgO，而难见到有黄绿色的Mg3N2生成？ ［案例分析］上述问题是对金属燃烧现象的本质的探究，是化学知识联系实际的一个典型实例，是教学中挖掘教学内容的思维性的一个典例。对题述事实，大多数学生熟悉与此有关的化学背景，然而从题意本身却无从寻找可直接类比的知识或方法作为支撑，因而问题的难度陡增。事实上，从“关键词”入手揭示隐含的信息，引申题意，即可迅速改变“疑无路”的局面。以下给出指向问题解决的一系列引申： 空气中存在着大量的氧气和氮气，而镁既能在氧气中燃烧，又能在氮气中燃烧。 2Mg+O2 2MgO　　　3Mg+N2 Mg3N2 Mg3N2是黄绿色粉末或块状固体，它在800℃时可分解成镁和氮气，镁燃烧的火焰温度高于800℃，那么即便有Mg3N2生成，生成的Mg3N2也会分解，即燃烧的最终产物是MgO。 火焰是气体燃烧的现象，由镁燃烧有火焰可知，镁在燃烧的过程中一定产生了镁蒸气,可见镁的沸点不会太高,经查镁的熔点为651℃，沸点为1107℃，铁在氧气中反应放出的热量不能达到铁的沸点，故铁在氧气中的反应现象是火星四射而不会有火焰。 （3）信息转换策略 化学现象千变万化，从中产生的问题也各式各样，许多截然不同的问题有时可用相同的形式表述，而同一问题时常又以不同的形式呈现。因此，当面临的化学问题信息生疏、概念模糊时，可尝试用自己熟悉的方式（语言、模型、图示、情境等）去描述，一次不行，再换一次，不断调整方向和层次，直至问题的轮廓和关键清晰为止，这就是将一个陌生问题变成一个熟悉的问题，将一个未知变量置换成较易认识的另一个变量，将一个复杂的实际问题简化成一个典型的化学模型。 总之，信息转换策略是一种将待解的问题经过某种转化，归结到一类已经认识或较易解决的问题情境中，从而求得原问题之解的思想方法。 ◇案例研讨◇ 工业上常用金属钠与氯化钾在熔融时反应制取金属钾： Na+KCl NaCl+K 请你根据下表分析，上述反应最适宜的温度(t)范围是_____。 K Na KCl NaCl 熔点/℃ 63.6 97.8 770 801 沸点/℃ 774 882.9 1500 1413 ［案例分析］解决上述问题，可由结果（目标）追溯原因的方式对信息作逆反置换。 适宜温度范围 确定反应发生的条件 为什么上述反应能制取金属钾 任何反应都有一定程度的可逆性 怎样使上述平衡向右进行 化学平衡向右移动条件 减小生成物浓度 让钾以蒸气形式从熔融液中逸出 什么温度下钾呈气态而钠不呈气态 温度为774℃Na+，故电解Al3+、Mg2+、Na+的水溶液时，不可能在阴极上析出金属单质。本题无需计算，答案应为A。 在反思之后，学生可以采用写反思日记的形式使反思结果内化到自己已有的认知结构中，即以日记的形式总结、记录自己在反思过程中的感受、收获和经验教训，使自己的反思过程具体化。经过一段时间以后，对自己的反思日记进行总结整理，概括提炼出解决某一类问题应注意或遵循的规律、方法，使反思结果转化成能够为以后学习所利用的资源。 有研究表明：中等生与优等生的最主要差异不是基本知识，而是解题方法与技巧（即认知策略）。教给有效的认知策略是引导学生学会解题的重要方面。关于认知策略的训练，近年来受到国内外理科教学的关注，如化学学科的暴露思维教学法，数学、物理等学科的说题训练，通过说题使隐性的缄默知识（即知道何时选用某部分知识）显性化。当教师在讲解分析试题时，不仅要把知识点及其联系讲深讲透，更重要的是要详尽展示思维的过程。让学生说题（说核心知识、说题目结构、说解题步骤、说解题格式、说思路评价等），暴露学生的思维过程，捕捉缄默知识，使缄默知识显性化。 本章小结 1.关于什么是学习，不同的心理学理论流派对此有不同的解释，目前，人们比较一致的认识是：学习是指因经验而引起的行为、能力和心理倾向的比较持久的变化。 [13] 学习包含了以下三个方面的要素：一，主体自身必须产生某种变化；二，这种变化相对持久；三，这种变化是由经验引起的，而不是由先天反应倾向或发育成熟所导致的。 2.化学学习与大脑有着紧密的联系，脑科学的研究表明：大脑的结构及其功能存在着一定的规则，例如大脑左右两半球的功能存在差异，人类在从事某项工作时，相应的大脑皮层的活动中占了优势，进而形成了优势兴奋灶，同时会抑制其他工作区神经元的活动。在学习的过程中，需要遵循相应的规则，才能高效率的学习。 3.化学学习中的方法随着化学科学研究的发展和社会的进步也不断地发展着，常用的化学方法可以根据不同的角度进行分类，最基本的化学学习方法主要有阅读、笔记、提问、练习、复习、实验，新课程改革提倡探究学习、研究性学习、发现式学习、合作学习、自主学习。对化学方法的学习，最重要是要能够根据每个学生的个体特征及相应的学习任务选择合适的学习方法。 4.化学学习策略是影响学生化学学习成绩的重要因素之一。许多研究表明：学习者对学习策略的掌握情况与其学业成绩有着紧密的联系，通常优秀学习策略的使用者都是学习成绩优异、学习效率高的的学习者。学习策略种类繁多，研究者对其进行了不同角度的分类，对于化学学习者来说，掌握一些基本的学习方法策略，然后学会对自已的学习进行控制的元认知策略是非常有益的。 5.化学问题的解决是化学教学的重点同时也是难点，化学问题解决能力的提高是培养学生创造能力的重要途径之一。研究表明：问题解决能力强的学生，会根据一类问题的共同特征来储存原型，而不是具体的问题。而且在遇到新的问题时，他们会把相近的原型进行改造，创造出新的联结，得到新的原型，从而来解决问题。而问题解决能力差的学生，往往会盲目尝试，缺乏思考的策略。所以学习一些问题解决的策略，例如类比、逆推、图表策略都是化学问题中的常用策略，在问题解决的过程中逐步积累，这样，问题解决的能力才会得到提升。 本章思考题 1.请说明建构主义理论关于学习的主要观点。 2.化学学习方法和化学学习策略被认为是影响学生化学学习的重要因素，你能够说明它们之间的关系吗？ 3.什么是概念图策略，请以中学化学教学中的某一概念制作一份概念图。 4.问题解答的常见策略有哪些，请以一个具体的化学问题为例，分析可用的问题解决策略。 参考文献 [1]化学课程标准研制组.普通高中化学课程标准(实验)解读.武汉:湖北教育出版社:2004. [2]吴俊明，王祖浩.化学学习论，南宁：广西教育出版社，1996. [3]刘知新.化学教学论(第三版).北京:高等教育出版社,2004. [4]阎立泽. 化学教学论.北京:科学出版社,2004. [5]王克勤. 化学教学论.北京:科学出版社,2004 [6]沈德立.高效率学习的心理学研究.北京:教育科学出版社,2006. [7]毕华林，黄婕.国外关于化学学习水平的界定与研究进展.全国教育展望，2007（1）. [8]丁伟，王祖浩.化学学习的诊断.上海教育科研，2008（1）. [9]虞硕铭.试论接受性学习与探究性学习在高中化学教学中的融合.教师教育研究，2008（4）. [10]王后雄.化学解题失误诊断模式研究.化学教育，2005（2）. [11]王后雄.化学问题解决的策略研究.化学教学，2008（1）. [12]吴江明.化学问题解决的心理机制与常用策略.化学教育，2005（5）. [13]裴娣娜.合作学习的教学策略.学科教育，2000.2. [14]李秋香，吴鑫德.新课改背景下高中化学学习现状的调查与分析.中学化学教学参考，2005(12). ［阅读视野1］  　加涅的知识学习的8个阶段 美国学者加涅把学习作为一个过程，并认为完成一个学习过程要经历8个阶段(图5-4)，而且每一个阶段都要进行不同的信息加工，方框里标出了各阶段信息、加工的主要形式。按照化学知识学习的一般规律，可以把上述8个阶段概括为动机—了解—获得—巩固应用4大阶段。 图5-4　加涅知识学习的8个阶段 (1)动机定向阶段。在教师引导下学生对当前所学的知识产生学习的欲望，形成学习的定向“内驱力”。 (2)了解新知阶段。教师提供学习目标有关的刺激(如教材、实验等)，以引起学生的注意，并在教师的指导下，对新知识进行感知和理解。为此，老师要提出能激发学生思维、引起学生注意的问题，才能使学生产生认识的意向；在此基础上，老师还应加强语言的指导作用，为学生提供明确的感知目标以及观察和思考的程序、方法。 (3)获得知识阶段。通过编码把知识记忆贮存起来的过程 属于获得知识阶段。这个阶段学习心理变化的特点是：学生能将学得的经验概括为概念、规则、公式，并纳入原有的认知结构体系，瑞士心理学家皮亚杰把这个特点称之为同化；或者学生把认知结构中的知识整理、改造，纳入到新学习的规则、概念、规律中来，形成新的认识结构，皮亚杰称之为顺应。例如，学生学习了氯气跟钠等金属反应，跟氢气等非金属反应，跟氮化亚铁、硫化氢等化合物反应的知识，可以概括出氯气具有强的氧化性，是活泼的非金属的特性；通过教师的指导，进一步认识到氯气之所以具有这样的特性，根本原因就是氯原子最外层有7个电子，很容易得到1个电子达到稀有气体原子那样的稳定结构，因而把知识同化到稳定结构“八隅律”的体系。再如，学生学习了元素周期律和元素周期表的知识后，就把原来学的卤素、碱金属的知识钠入到新的知识体系中，从元素周期律的高度对各族元素性质的相似和递变重新认识，充实了新的知识体系并建立新的认知结构，我们可理解为这是知识的顺应过程。学生通过知识的同化和顺应，对新旧知识都赋予了新的意义，并使其进入记忆、保持领域。 (4)巩固应用阶段。该阶段是指学生学到的知识能比较牢固地保持在记忆中，需要时能立即提取再现出来；能用学得的化学知识去解决各种作业题和实际问题，形成技能、技巧；最终通过知识的广泛迁移、强化，转化为能力。 (摘自李森.教学论的基本类型.教育理论与实践，2007 (12).) ［阅读视野2］　　　吉尔福特解决问题学习 解决问题学习是指学习如何运用化学知识和技能去分析和解决新的化学问题。每一个问题一般包含4种成分：目的成分、已知成分、未知成分、方法成分(即可以用来解决问题的程序和步骤)。一般说来，问题解决的办法是由现有知识和技能的新的排列组合构成的。美国心理学家吉尔福特提出了一个智力结构问题解决模式(图5-5)。 图5-5　吉尔福特问题解决方式 图中记忆贮存是问题解决心理活动的基础，它不仅提供已有信息，而且记录着问题解决过程中出现的各种情况。 解决问题的过程，开始来自环境(如教材、现实生活等)和身体内部(如个体的感情和情绪是否想解决问题)的信息输入，然后经过一个过滤过程，注意过滤器选择哪些信息进入大脑、哪些信息不能进入大脑；根据进入大脑的信息进行认知(就是要认识问题的关键所在和问题的性质)；接着就进入了求得问题解决办法的阶段，一般先进行求异思维，尽量设想出多个可能有助于问题解决的方法。在解决问题的决策过程中，总会否定一些办法，这意味着“评价”在起作用：有时对问题从某个角度来解决有困难或不是最佳方案，需要转换思维方式，这就需要“循环往复”。有时一个问题需循环多次才能很好地解决。 (摘自阎立泽等主编.化学教学论.北京：科学出版社，2004.96~99.) [①] [美]罗伯特，斯莱文著.姚梅林译.教育心理学.人民邮电出版社,2004.104. [②] 罗伯特·斯莱文.教育心理学.人民邮电出版社，2004.128~129. [③] R.M.加涅著.皮连生,王映学,郑葳等译.学习的条件和教学论.上海:华东师范大学出版社.1999.80. [④] 沈德立.高效率学习的心理学研究 北京：教育科学出版社，2006. 52. [⑤] 吴俊明，王祖浩.化学学习论.南宁：广西教育出版社，1996.100. [⑥] 郑长龙著.新课程教学法·初中化学.长春：东北师范大学出版社，2004.143. [⑦] 吴俊明,王祖浩.化学学习论.南宁:广西教育出版社，1996.139. [⑧] 吴俊明,王祖浩.化学学习论,南宁:广西教育出版社,1996.150~157. [⑨] 吴俊明，王祖浩.化学学习论.南宁：广西教育出版社，1996.158~159. [⑩] 林崇德.关于创造性学习的特征.北京师范大学学报（人文社会版），2000（1）. [11] 吴俊明，王祖浩。化学学习论，南宁，广西教育出版社，1996:102 [12] 曹玉民.概念图——化学学习的有效工具.河北师范大学学报（教育科学版），2001（4）. [13] [美]罗伯特·斯莱文著,姚梅林译.教育心理学.人民邮电出版社,2004.104.