信息加工理論下的元素符號教學研究

摘 要: 元素符號是一切化學用語的基礎，但是對一個初中生來說，元素符號這部分內容屬于無意義識記材料，學習中既枯燥又無實驗，學生僅靠死記硬背，記不住，易遺忘，學習效率不高，負擔很重，學得很被動。本文作者將信息加工理論與教學實踐相聯系，在信息加工理論的指導下將元素符號的教學分三步走:第一步，符號豐富化意義化;第二步，信息整合化多彩化;第三步，刺激及時化強勁化。

關鍵詞: 信息加工理論 化學 元素符號

元素符號是一切化學用語的基礎，其他化學用語都以元素符號為基本的單元來組成。可對一個初中生來說，元素符號內容屬于無意義識記材料，學習中既枯燥又無實驗，學生僅靠死記硬背，記不住，易遺忘，學習效率不高，負擔很重，學得很被動。

根據信息加工理論，人類的記憶有這樣一個模型:

圖1 人類的記憶模型

人的記憶模型中首先是輸入部分，視覺信息、聽覺信息分別傳入眼睛和耳朵，然后進入記憶框架。記憶中的最重要的一部分就是識別再認，認識記憶中已有的東西。當一個模式被識別后，它就儲存在短時記憶中，除了本身的信息被存入短時記憶外，還有一些信息進入短時記憶，以幫助識別這個物體。用計算機術語來說，這就是數據。數據提供各種情況和資料，程序則組織和利用這些資料。那么是不是學生看到了聽到了就是對這個信息的輸入?不是，真正的輸入是學生將信息轉入暫時記憶中。要使得學生對教師所呈現的信息由高效率的輸入，教師要想辦法提高學生的對所呈現信息的注意。

一、教學實踐片段及分析

對初中化學要求掌握的這27個元素符號(氫、氦……)的教學，我分了三步走。

(一)符號意義化，豐富化。

1.將這些看似無意義的識記材料變成意義豐富的材料。適當介紹化學元素符號的起源。為了給各國化學家提供一個每種語言用起來都無需改變的化學符號和化學式系統，1813年，瑞典化學大師貝采里烏斯(J.Berzelius，1779—1848)在《哲學年鑒》上第一次發表了他的化學符號，它是用來表示一種元素和該元素的一個原子及其相對原子質量的一個或一組字母。這套符號通用以后，就成為世界通用的化學語言，可以毫不夸張地說，沒有這些符號，現代化學的發展簡直難以想象。它的發展反映了化學的逐步發展過程，反映了人類對物質世界的認識由感性到理性，由低級到高級的辯證發展過程。

2.元素符號的表示方法。元素符號通常用元素的拉丁名稱的第一個字母(大寫)來表示，如氧(拉丁名稱為Oxygen)，它的元素符號表示為O。如果幾種元素名稱的第一個字母相同，就在第一個字母(必須大寫)后面加上元素名稱中另一個字母(必須小寫)以示區別，如氯(拉丁名稱為Chlorine)，它的元素符號為Cl。

3.描述性的介紹元素符號。在正式向學生呈現所要掌握的27個元素符號時，聯系學生的生活經驗和學生頭腦中已有的知識背景。這也是信息加工理論所強調的，承認人腦中智能和知識的存在，將無意刺激轉化為與學習者已經具有的有意義的信息聯系起來，同時也充分利用“記憶多余性”原理，這樣新的信息就可以有效地在長時記憶中編碼，并在需要的時候容易提取。如，氧元素，是大寫的O，我們呼吸需要的氧氣就是由氧元素組成的;氯元素，由大寫的C和小寫的l組成，自來水的殺菌劑氯氣是由這種元素組成……

(二)記憶整合化、多彩化。

1.幫助學生對元素符號進行有效的編碼。編碼是將學習者短時記憶中以知覺方式存在的信息轉換成概念形式或有意義形式進入長時記憶。所以學習者必須具備信息加工的一些方法，以使得學習得到的信息容易記住，并且將其遷移到學習者以后所遇到的各種情境中去，這就是編碼策略。我就元素符號的學習提供了一種編碼策略，將要掌握的27個元素符號編成順口溜:

在元素符號有來由，拉丁名稱取字頭;第一個字母要大寫，附加字母要小寫。

碳是C，磷是P，鉛的符號是Pb。Cu銅，Ca鈣，鎢的符號W。

H氫，S硫，硅的符號Si。金Au，銀Ag，鎂的符號Mg。

鈉Na，氖Ne，汞的符號Hg。硼是B，鋇Ba，鐵的符號Fe。

鋅Zn，錳Mn，錫的符號Sn。鉀是K，碘是I，氟的符號是F。

氧是O，氮是N，溴的符號是Br。Al鋁，Cl氯，氦的符號He.

并編成五言律詩:氫氦鋰鈹硼，碳氮氧氟氖，鈉鎂鋁硅磷，硫氯氬鉀鈣。這樣能使學習者頭腦中原本零散的信息形成有一定聯系的結構，有利于學習者在以后相關的情境中提取。研究者驚喜的發現，實驗班的學生在課間時間都在津津有味地背著這些順口溜，在一段時間內形成了校園小調。

2.增加信息的區別性。信息會因后繼學習的其他信息得到保持，也會由于后來的信息形似而混淆。也就是說，要促進學生記住并會用元素符號，不僅要找到合適的編碼，而且要提供編碼的區別性。所以教師在引導學生學習元素符號的過程中，應盡量采用多種形式。

(三)刺激強勁化，及時化。

我開展了一次“元素符號背誦接龍”，以小組為單位，以最短的時間背誦完27個元素符號為獲勝者(在背元素符號時，要說出大小寫)。

第二次比賽與第一次時隔一天，第二次小組循環背完27個元素符號所需要的時間明顯比第一次所需要的時間短。因為刺激得到了強化，并且有及時的反饋。第一次比賽后，不同組的學生斗志昂揚地積極要求我再組織第二次比賽。這次活動既有組內合作，又有組間競爭，學生個個背得興趣盎然，熱火朝天。有些學生在第一次背誦的時候花了較長的時間回憶，覺得給小組了拖后退，為了在第二次的比賽中能夠給小組爭光，利用間隔的時間用心去記憶，去強化。同時，組內學習比較輕松的學生利用課余時間幫助那些學習暫時有困難的同學，采用抽背的形式考查對方。大家在第二次“元素符號背誦接龍”中都有了很出色的表現。

二、教學后學生掌握元素符號情況及特點分析

從課后的測試題分析，大部分學生對27個要掌握的元素符號的書寫、意義，元素符號的辨別，表示方法等都掌握的比較好。但還是出現了下列情況:有4個學生認為C25H50COOH中有4種元素，有學生干脆寫有5種元素組成。當我讓這些答錯的學生訂正時，他們立刻給出了正確的答案，并且覺得很懊惱。

元素符號的默寫中，鐵、氫、氧、碳等元素符號是100%的正確率，其一是因為鐵、銅等物質是學生生活中非常熟悉的物質，在他們的腦海中有非常具體的事物形象;其二是因為在化學教材的第一、二章中已經頻繁出現過這些元素符號，在學生的記憶中已經對這些符號有所儲備，所以再次提取這些符號的時候就顯得比較容易，可見新信息的獲得加工與利用和學生原有的認知結構有很大的關系，新的信息必須和學生原有的有意義的信息聯系起來，才能在有效的長時記憶中編碼、儲存，并在需要的時候可以容易的提取。錯誤率比較高的是鋁、氯、氦、鈉，鋁和氯因讀音和相近，且元素符號非常相似，容易混淆。而金屬鈉和氦氣都是學生比較陌生的物質，不在學生已有的認知結構中，所以當有新的信息輸入的時候，一些學生無法與原有的認知結構銜接，出現信息難以提取，輸出錯誤的情況。

簡答題“一氧化碳能不能寫成‘Co’，查一下元素周期表，‘Co’表示什么元素?”對照班沒有一個學生主動寫出“一氧化碳能不能寫成‘Co’”的原因，在實驗班中卻有24位學生主動寫出了原因:“Co只能表示一種元素，而一氧化碳是有兩種元素組成的。”

這說明，實驗班學生在腦海中主動構建對元素符號的認知，對化學的學習充滿主動性和積極性，并沒有因為“枯燥”的元素符號而失去對化學學習的興趣，反而增強了他們的求知欲。

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(作者張俊仙系南京師范大學06級教育碩士。學號061103047)