論隨機進入化學教學

摘要：本文以認知彈性理論為依據，結合當前化學新課程強調以學生為主體的化學學習觀，探討了隨機進入化學教學的實質，并通過隨機進入化學教學的五個環節，討論其在化學教學中的應用問題。

關鍵詞： 建構主義；隨機進入;化學教學

文章編號：1005－6629(2008)07－0017－03中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

隨機進入化學教學的理論依據是美國學者斯皮羅等人提出的“認知彈性理論”（Cognitive Flexibility Theory），該理論是建構主義學習理論的一個新分支。所謂認知彈性，是指學習者可以隨意通過不同途徑、不同方式進入同樣教學內容的學習， 從而獲得對同一事物或同一問題的多方面認識與理解[1]。該理論的宗旨是要提高學習者對知識的理解能力和遷移能力，它強調教師既要提供給學生理解知識所需的基礎，又要留給學生自由廣闊的建構空間。斯皮羅將學習分為初級學習和高級學習。這里的初級學習，依據斯皮羅的觀點就是指學生只要掌握一些結構良好領域的問題，如最基本的化學原理概念和事實內容知識，并能夠將其運用于測驗中的一種學習方式；高級學習方式要求學生掌握概念、規則等的復雜性、聯系性，能把所學的知識廣泛而又靈活地運用到具體的情境中去?！半S機進入化學教學”（Random access instruction）正是斯皮羅等人在探討了高級學習的基礎上提出的適合高級學習的教學方法。

1隨機進入化學教學的實質

隨機進入化學教學可以被界定為學習者伴隨著新知識的建構，根據自己的實際情況隨意通過不同渠道，不同學習方式從多個不同角度和不同問題側面，在不同的時間多次進入同一化學教學內容，從而達到對化學專題知識全面而又深入的掌握。隨機進入教學以其自身鮮明的認知性、多元性及靈活性等特點[2]，迎合了化學模塊教學的需要，有利于學生自主學習能力和探究能力的培養。在這種模式下，通過創設隱含不同目的、不同側重點的問題情境，要求學生圍繞事物的多面性特征，主動建構合理的知識結構，對概念獲得新的理解。

例如，在關于二氧化碳性質探討的化學教學中，首先教師可以口頭介紹或圖片展示二氧化碳與生活密切相關的具體事例，如碳酸飲料、溫室效應、植物光合作用、滅火器及人工降雨等方面有實際意義的事實，激發學生的學習動機和興趣，拉近學生與化學學習的情感距離。接著，從以下四個教學實驗展開關于二氧化碳性質的探究學習，每一個實驗都在不同的情景中進行。

實驗（1）將帶火星的木棒插入裝滿CO2氣體的集氣瓶，火星熄滅了，讓學生通過直觀的視覺觀察了解CO2氣體不支持燃燒的現實。實驗（2）充滿CO2氣體的密閉容器中四處亂竄的蒼蠅漸漸停止活動。該實驗以CO2氣體不能供給呼吸為設計要點，同時從側面讓學生加深CO2氣體化學性質的印象。實驗（3）通入CO2氣體的紫色石蕊試液顏色變紅，引起學生的好奇心，啟發他們積極主動思考，進一步挖掘CO2氣體溶于水顯酸性的化學性質。實驗（4）通入CO2氣體的澄清石灰水溶液變混濁，由此現象引起學生認知結構上的不平衡，增加學生的心理懸念，使其產生透過現象看本質的探究意識，最后使學生通過查找資料或與他人交流逐漸清晰的得到問題解決。這四個實驗在實際教學過程中從不同側面展開關于CO2氣體性質的教與學，包含了以基本知識傳授為基礎的教與學。由此可見，隨機進入化學教學模式，在于憑借化學基礎，從問題的不同側面和角度，將學生的學習從低級向高級進行引導，幫助學生形成良好的知識結構。

2 隨機進入化學教學的環節

隨機進入化學教學由以下五個環節組成。

2.1創設情境

創設當前學習主題所依托的情境，激發學生的學習興趣和探索動機，引起學生的認知沖突，喚起求知欲望，使學生明確認知目標，啟發學生發現和提出問題，為引導學生隨機進入化學教學做好準備[3]。創設化學教學情境的常用方式有：

2.1.1以圖片、實物模型帶入真實情景

把看得見摸得著的實體帶入課堂，能讓學生由心理和情感上感到“貼切”而容易理解情境中蘊含的知識內容。

2.1.2利用現代教育技術，如錄像帶、投影儀、VCD等手段創設問題情境

在“硅的化合物”的教學中，利用能實現三維空間的動畫展示晶體硅的空間網狀結構、二氧化硅的晶體結構等，把這些看不見摸不著的東西，結合畫面變換，把學生帶入一個形象生動直觀的認知情境。

2.1.3利用課堂小實驗創設問題情境

例如，在學習“溶液的酸堿性”時，讓學生測定身邊物質如食醋、酸奶、果汁等的酸堿性，通過實驗中物質顏色、狀態、氣味等的變化，引導他們認識酸和堿及與其相關的概念，培養實驗探究技能。

2.1.4介紹化學史創設問題情境

例如，講有機化合物中的苯時，聯系化學家凱庫勒夢見“蛇咬尾巴”發現苯環結構式的科學想象方法；在有關氨的教學中，談談哈博在合成氨研究中屢屢受挫，知難而進，最終取得重大突破的精神。讓化學史走進化學課堂，利用化學家在發現和發明過程中體現的真、善、美，使學生學到科學方法的同時樹立遠大的志向和奮斗目標。

2.1.5聯系生產社會實際，利用貼近生活的常見現象創設問題情境

例如在學習“分子無規則運動”知識時，就可以從水的常溫蒸發和受熱蒸發這樣的日?，F象入手，引發學生關注、檢索、提取、運用已有的知識經驗。

2.1.6由舊知識的拓展引出新問題創設問題情境

研究表明[4]： 在“新舊知識的結合點”上產生的問題情境，最能激發學生的認知沖突。例如，在學習氫氣的實驗室制法時，教師提問實驗室制氧氣的反應原理、裝置、收集方法、檢驗方法等，使學生通過對新舊知識關系的認識，主動建構新知識。

2.2 隨機進入學習

學生根據教師當前提供的不同側面相關聯的問題情境，結合自身所選擇的角度和方式，置身于認知彈性超文本環境隨機進入學習。在此過程中，教師要把學習的主動權和監控權逐步交給學生，發展他們的自主學習能力和反思判斷能力。例如：教師在開展“金屬鈉的性質”內容的教學時，給學生演示觀察鈉在水中反應的實驗現象，引導開展隨機進入教學，學生從物質的狀態、能量、性質等不同方面，以不同途徑、不同方式進入主題內容，自主地獲得不同的結論：“鈉放入水里浮在水面，說明鈉的密度比水小”“鈉與水反應立即熔化成光亮的小球，說明反應放熱，鈉的熔點低”“鈉球在水面四處游動，說明有氣體產生并推動鈉球游動”“鈉球很快與水反應并消失，可以看出反應非常劇烈”等等，從而促使學生的高級學習產生連貫性與類推性，幫助學生對同一概念的多維度理解，達到對金屬鈉的性質內容較全面而又深入的掌握

2.3 思維發展訓練

在復雜的學習情境中，教師要把握學生的思維特點，引導學生從不同角度對同一個問題進行逐步深化的推理假設，培養他們的發散思維能力，使學生借助原有的認知結構，形成問題的不同解決思路和答案。同時教師應適時創設師生互動空間，對學生的認知活動做出必要的控制、反饋和調節。

例如，在有關煉鐵的教學中，可以引導學生從以下不同角度切入思考。（1）歷史角度：人類早在6000年前就開始利用鐵，2000年前人類發明了從礦石里冶煉鐵的方法，那么人類最早利用的單質鐵與現代生活中的鐵制品的來源相同嗎？（2）化學分析的角度：生鐵中含有哪些元素？不同的元素質量百分比對鐵的硬度、熔點等物理性質、化學性質有什么影響？（3）地礦、冶金的角度：工業上冶煉鐵的原料是什么？冶煉場地、工具、設備是什么，有什么要求，冶煉過程所需的溫度、化學反應原理？（4）環保的角度：工業上冶煉鐵的最終副產物是什么，該如何處理？（5）藝術審美的角度：生鐵硬而脆，可鑄不可鍛嗎？學生通過對問題的不同看法和了解，全面而深刻地掌握煉鐵的有關化學方程式，及其在高溫下用還原劑（CO）從鐵礦石里把鐵還原出來的原理等等有關方面的知識。

2.4小組協作學習

根據美國心理學家加德納的多元智能理論的觀點，每個學生都有自己的智力強項，如在化學學習中，有的學生擅長記憶概念原理知識；有的具有較強的觀察分析推理能力；有的偏向于自我認知探索反省能力；有的則在動手實驗操作方面突出等等，可謂各有所長。小組協作學習，可以讓每個學生有機會各施其能，揚長避短，體驗多元思維，讓每一個學習者的個人學習成果與小組成員交流共享，在各自的小組中做出貢獻，形成一個相互尊重、相互促進的學習共同體（Learning community）。例如，為了保證小組成員異質互補，教學中可以采取混合編組形式將5-8名各具特色的學生組織起來編為一組，并給每組一個口號或標志，激發小組成員對所在小組的歸屬感，增強小組凝聚力。學習中，讓組內成員各承擔一部分學習任務，并在組內產生一名組長負責學習活動分工、維持良好的學習氛圍、匯報學習結果等任務。

2.5 學習效果評價

包括自我評價、小組評價和教師評價三種評價方式。評價內容包括：學習態度、與隊友合作意識、討論交流表達能力、任務完成情況、對小組所做出的貢獻。評價等級設置：A-典范、B-較好、C-一般、D-合格。開展多渠道和多樣化的評價方式，一方面可以使教師反思教學過程和效果，從而采取措施提高教學質量；另一方面讓學習者在評價中看到自己的進步和不足，以此促進學生的自我監督、調節和提高。

與傳統的化學教學模式相比，隨機進入化學教學模式更符合我國化學新課程教學的要求。這種教學模式強調以學生為中心，把學生作為知識的主動建構者，以掌握基礎知識和基木技能作為學生發展的支撐點，培養學生的科學素養和探究能力。

參考文獻：

[1]Spiro R .J.Jehng，， J. Cognitive flexibility and hypertext: Theory and technology for the nonlinear and multidimensional traversal of complies subject matter[A]. D. Nix R. J. Spiro.Cognition，education and multimedia:Exploring ideas in high technology [C].Erlbaum ，1990.

[2]莫雷．教育心理學［Ｍ］．廣州：廣東高等教育出版社，2002．

[3]陳建榮．化學課“情景教學”的問題與反思[J]．化學教學，2007，（6）．

[4]張曉峰．創設物理問題情境的原則與方法[J]．山西教育，2002，（14）．