不同類型知識(shí)的表征問題及學(xué)習(xí)策略研究

鄧偉

[摘? ?要]學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力，學(xué)科知識(shí)是核心素養(yǎng)培養(yǎng)的載體。依據(jù)認(rèn)知心理學(xué)理論，結(jié)合化學(xué)學(xué)科知識(shí)特點(diǎn)，化學(xué)學(xué)科知識(shí)可分為陳述性知識(shí)、程序性知識(shí)和策略性知識(shí)。以離子反應(yīng)核心概念為知識(shí)載體，分析學(xué)生在學(xué)習(xí)離子反應(yīng)三類知識(shí)時(shí)存在的表征問題形式，探討相關(guān)的學(xué)習(xí)策略，以期在教學(xué)過程中落實(shí)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]知識(shí)類型;表征問題;學(xué)習(xí)策略;離子反應(yīng)

[中圖分類號(hào)]? ?G633.8? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ?A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ?1674-6058（2019）32-0056-03

“離子反應(yīng)”是中學(xué)化學(xué)的核心概念，離子方程式是用化學(xué)語言表示化學(xué)反應(yīng)的一種重要方法。元素化合物知識(shí)、化學(xué)反應(yīng)原理和化學(xué)實(shí)驗(yàn)等都包含離子反應(yīng)的學(xué)習(xí)和探究。此外，離子反應(yīng)知識(shí)與人類的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、社會(huì)生活以及生命活動(dòng)都密切相關(guān)，我們面臨的一些諸如環(huán)境污染等社會(huì)問題可以用離子反應(yīng)知識(shí)來解決。按照國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念，離子反應(yīng)知識(shí)的學(xué)習(xí)能增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感與參與意識(shí)[1]。離子反應(yīng)知識(shí)的學(xué)習(xí)過程是對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)學(xué)習(xí)、能力培養(yǎng)和人格塑造三位一體化的過程。

從教育目標(biāo)看，我們現(xiàn)在所提倡的教育不再是“以知識(shí)為本”，而是基于知識(shí)之上的核心素養(yǎng)養(yǎng)成。中學(xué)教育應(yīng)為學(xué)生走向社會(huì)、面向未來而強(qiáng)本固基，并著力于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、實(shí)踐能力、決策能力和創(chuàng)新能力等高階思維能力，促進(jìn)學(xué)生高階思維的培養(yǎng)[2]。離子反應(yīng)知識(shí)既有知識(shí)的深度，又有知識(shí)的廣度。學(xué)生在習(xí)得離子反應(yīng)知識(shí)的過程中，能逐步培養(yǎng)自己的核心觀念、核心能力以及基本品質(zhì)。

一、知識(shí)表征概述

認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為：知識(shí)的表征是指知識(shí)在人腦中呈現(xiàn)和記載的方式[3]。知識(shí)表征是揭示人們?cè)谒季S和想象的時(shí)候大腦如何激活和運(yùn)用知識(shí)的機(jī)制，也就是探討人們?cè)谒季S的時(shí)候，大腦中的關(guān)鍵知識(shí)是怎樣運(yùn)作的。

現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)把廣義的知識(shí)分為三大類：陳述性知識(shí)、程序性知識(shí)和策略性知識(shí)。陳述性知識(shí)稱為語義知識(shí)，是能夠回憶或陳述的關(guān)于事物是什么的知識(shí)。它主要以概念、符號(hào)、圖式等方式進(jìn)行表征，如硫酸、硫酸根的符號(hào)分別是H2SO4和SO42- ，F(xiàn)e3+具有氧化性等。程序性知識(shí)是關(guān)于“怎么辦”的操作程序知識(shí)。程序性知識(shí)是以產(chǎn)生式或產(chǎn)生式系統(tǒng)儲(chǔ)存在頭腦中的知識(shí)。如離子方程式的配平、電極反應(yīng)式的書寫、化學(xué)計(jì)算、硫酸根離子的檢驗(yàn)等。策略性知識(shí)相當(dāng)于加涅所提出的“認(rèn)知策略”，它是學(xué)習(xí)者對(duì)內(nèi)調(diào)控關(guān)于“怎么辦”的知識(shí)[4]。學(xué)生的策略性知識(shí)越多，學(xué)生解決問題的能力越強(qiáng)，學(xué)生在遇到學(xué)習(xí)困難和障礙時(shí)越容易想出解決問題的辦法。同時(shí)，策略性知識(shí)還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、解決問題的能力，有利于學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

二、離子反應(yīng)的知識(shí)類型及其表征問題

1.離子反應(yīng)陳述性知識(shí)及其表征問題

在離子反應(yīng)學(xué)習(xí)中，有關(guān)的陳述性知識(shí)主要包括化學(xué)用語、化學(xué)基本概念、化學(xué)反應(yīng)原理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)這幾個(gè)方面的知識(shí)內(nèi)容，比如元素符號(hào)、離子符號(hào)、離子反應(yīng)、離子的顏色、離子反應(yīng)的現(xiàn)象等。

學(xué)生對(duì)于離子反應(yīng)陳述性知識(shí)的學(xué)習(xí)問題主要體現(xiàn)在聽不懂，聽不明白，跟不上教師的思路。而離子反應(yīng)陳述性知識(shí)的表征問題主要表現(xiàn)在化學(xué)用語、化學(xué)概念、化學(xué)原理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等的表征上。比如，學(xué)生可以準(zhǔn)確表征NaCl在水中電離出Na+和Cl-，但不能準(zhǔn)確表征出AgCl在水中電離出Ag+和Cl-。學(xué)生出現(xiàn)這種表征問題是因?yàn)閷?duì)電解質(zhì)與非電解質(zhì)、強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的概念不清晰，錯(cuò)誤地認(rèn)為離子的濃度和物質(zhì)的溶解度有關(guān)。

2.離子反應(yīng)程序性知識(shí)及其表征問題

在離子反應(yīng)學(xué)習(xí)中，有關(guān)的程序性知識(shí)主要包括化學(xué)辨別技能、化學(xué)用語使用技能、離子方程式書寫技能、化學(xué)計(jì)算技能和化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技能。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常見的離子反應(yīng)程序性知識(shí)的表征問題如表1所示。

3.離子反應(yīng)策略性知識(shí)及其表征問題

根據(jù)加涅的學(xué)習(xí)分類結(jié)果，策略性知識(shí)同屬程序性知識(shí)，但它又具有獨(dú)立的特征。支配程序性知識(shí)的技能規(guī)則是對(duì)外的，而支配策略性知識(shí)的技能規(guī)則是對(duì)內(nèi)的。與陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)不同的是，策略性知識(shí)因人而異，不同水平、不同學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生對(duì)同一知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知會(huì)隨著問題情境的變化而變化。

在離子反應(yīng)學(xué)習(xí)中，學(xué)生所表現(xiàn)出的策略性知識(shí)的主要表征問題有：審題不清、沒注意隱含條件，答題不規(guī)范，不能同時(shí)考慮質(zhì)量守恒、電荷守恒、得失電子守恒，沒注意反應(yīng)物是適量、少量還是過量，沒有考慮溶液的酸堿性、物質(zhì)的狀態(tài)，現(xiàn)象描述不清，化合價(jià)升降、得失電子判斷結(jié)果相反等。

三、離子反應(yīng)中不同類型知識(shí)的學(xué)習(xí)策略

學(xué)習(xí)策略是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中形成和運(yùn)用并指導(dǎo)自己習(xí)得知識(shí)的方法和技巧。教師在教學(xué)過程中要幫助學(xué)生建立并熟練掌握和運(yùn)用一些學(xué)習(xí)策略。

1.離子反應(yīng)陳述性知識(shí)學(xué)習(xí)策略

陳述性知識(shí)的學(xué)習(xí)策略主要包括復(fù)述策略、精加工策略、組織策略[5]。在離子反應(yīng)的學(xué)習(xí)中，陳述性知識(shí)的學(xué)習(xí)主要是符號(hào)表征學(xué)習(xí)和事實(shí)學(xué)習(xí)，例如離子符號(hào)、離子方程式的學(xué)習(xí)，離子的氧化性、還原性的學(xué)習(xí)。對(duì)于離子反應(yīng)中簡(jiǎn)單的陳述性知識(shí)，學(xué)習(xí)難度不大，但容易遺忘，主要采用復(fù)述策略;對(duì)于較復(fù)雜、難理解、難記憶的陳述性知識(shí)，通常采用精加工策略和組織策略。

如精加工策略是一種深層次加工策略。它要求學(xué)生能夠把自己新學(xué)的知識(shí)和原來大腦儲(chǔ)存的舊知識(shí)聯(lián)系起來，增加對(duì)新學(xué)知識(shí)的理解程度;同時(shí)要求把新學(xué)的知識(shí)融入原來已有的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)之中。這樣當(dāng)學(xué)生需要時(shí)便能迅速提取，哪怕提取有一定的困難，也可以通過自己組建的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)慢慢地推導(dǎo)出來[6]。例如，向氫氧化鈉溶液中分別通入少量和過量二氧化碳的離子方程式的書寫，可以類比曾經(jīng)學(xué)過的向澄清石灰水中分別通入少量和過量二氧化碳的知識(shí)。

對(duì)于比較復(fù)雜的知識(shí)，編制概念網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行組織是一種容易記憶、保持和提取的學(xué)習(xí)策略。把相關(guān)的知識(shí)概念編織成一定的網(wǎng)絡(luò)圖，形成一定的層次關(guān)系，在學(xué)生的大腦中形成概念圖表征。例如，與離子反應(yīng)相關(guān)的知識(shí)可以離子反應(yīng)為中心用圖1所示的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖表示。

2.離子反應(yīng)程序性知識(shí)學(xué)習(xí)策略

程序性知識(shí)的學(xué)習(xí)過程可以分為三個(gè)階段[7]：第一階段為認(rèn)知階段，該階段學(xué)生還沒有形成一定的技能，在這一階段學(xué)生能夠知道某些規(guī)則或陳述某些規(guī)則。第二階段是聯(lián)結(jié)階段，也是程序性知識(shí)形成的最關(guān)鍵階段，在這一階段，規(guī)則開始向“對(duì)外辦事”的方向轉(zhuǎn)化。學(xué)生通過一定的變式訓(xùn)練，歸納總結(jié)，包括對(duì)錯(cuò)誤知識(shí)的管理，將陳述性知識(shí)轉(zhuǎn)化為程序性知識(shí)。第三階段為自動(dòng)化階段，當(dāng)學(xué)習(xí)和問題解決變成習(xí)慣時(shí)，就形成了自動(dòng)化。

程序性知識(shí)的學(xué)習(xí)策略包括觀察示范樣例策略、模仿練習(xí)策略、對(duì)照與創(chuàng)新策略等。程序性知識(shí)需要學(xué)生在平時(shí)的做題訓(xùn)練中習(xí)得或根據(jù)教師的程序性知識(shí)示范表征內(nèi)化為自己的表征系統(tǒng)。學(xué)生在讀題、審題過程中，需要明確要解決什么類型的問題，問題的解決需要哪些知識(shí)，如何解決這些問題及解決這些問題的次序如何;然后根據(jù)大腦中已經(jīng)建立起來的程序觀念、計(jì)劃和方法來解決問題;最后通過變式訓(xùn)練進(jìn)行強(qiáng)化。

示例：將0.1000 mol/L的酸性KMnO4溶液逐滴滴加到20.00 mL的H2C2O4溶液，滴定至終點(diǎn)時(shí)，消耗酸性KMnO4溶液20.00 mL。回答下列問題：

（1）寫出該反應(yīng)的離子方程式;

（2）計(jì)算H2C2O4 溶液的濃度。

分析：（1）關(guān)于書寫離子方程式的程序性知識(shí)一般需要三步。第一步，判斷氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物;第二步，利用化合價(jià)升降法對(duì)該氧化還原反應(yīng)配平;第三步，進(jìn)一步判斷其他的反應(yīng)物和生成物。

（2）計(jì)算型的題目通常有三個(gè)步驟。第一步，正確寫出化學(xué)方程式或離子方程式，并根據(jù)方程式找出反應(yīng)物KMnO4和H2C2O4之間的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系：2KMnO4～5H2C2O4;第二步，根據(jù)反應(yīng)物或生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比列出關(guān)系式：5c（KMnO4）V[KMnO4（aq）]= 2c（H2C2O4）V[H2C2O4 （aq）];第三步，代入數(shù)據(jù)，列式計(jì)算。

3.離子反應(yīng)策略性知識(shí)學(xué)習(xí)策略

離子反應(yīng)策略性知識(shí)指的是認(rèn)知策略。學(xué)習(xí)者使用認(rèn)知策略來幫助自己更好地編碼新信息，以便提高在測(cè)驗(yàn)時(shí)回憶關(guān)鍵信息的成功率。學(xué)習(xí)者可以通過自身失誤經(jīng)驗(yàn)而得出這些策略，或者學(xué)習(xí)其他學(xué)習(xí)者身上已經(jīng)證實(shí)有效的策略[8]。

策略性知識(shí)的學(xué)習(xí)策略是元認(rèn)知訓(xùn)練。元認(rèn)知訓(xùn)練體現(xiàn)在學(xué)習(xí)過程的前后，學(xué)習(xí)某一知識(shí)前，要設(shè)定一個(gè)學(xué)習(xí)目標(biāo)，并事先想好實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的手段，以及如何解決目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過程中遇到的困難和應(yīng)對(duì)措施。例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)鹽類的水解時(shí)，要思考如下問題：什么是鹽類的水解？鹽類水解的實(shí)質(zhì)是什么？能否寫出水解離子方程式？在鹽類水解離子方程式的書寫時(shí)會(huì)遇到什么困難？遇到的困難是由于哪方面的知識(shí)欠缺引起的？在教師授課過程中，學(xué)生應(yīng)根據(jù)教師的授課方式進(jìn)行同步表征，如果不能同步表征，出現(xiàn)聽不懂、不太明白、思維跟不上的情況，要及時(shí)做好標(biāo)記，以便及時(shí)或課后解決。

為了全面實(shí)施、深化課程改革，實(shí)現(xiàn)“立德樹人”的根本任務(wù)，切實(shí)發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)代要求的創(chuàng)新人才，要從學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，把核心素養(yǎng)和學(xué)業(yè)質(zhì)量要求落實(shí)到學(xué)科教學(xué)中，幫助學(xué)生形成適應(yīng)社會(huì)和個(gè)人發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。在學(xué)科教學(xué)中，化學(xué)學(xué)科核心知識(shí)是建立化學(xué)核心觀念，培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的支撐和載體，沒有核心知識(shí)的支撐，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)只是空中樓閣，沒有核心素養(yǎng)引領(lǐng)的知識(shí)教學(xué)，仍然是以“知識(shí)為本位”的傳統(tǒng)知識(shí)觀教學(xué)，是以分?jǐn)?shù)為終極目標(biāo)的教學(xué)，難以培養(yǎng)學(xué)生的優(yōu)秀品格和關(guān)鍵能力。新的課程觀是以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，著力培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

[? 參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ]

[1]? 中華人民共和國(guó)教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S] .北京：人民教育出版社，2018.

[2]? 孫天山.化學(xué)教師高階思維教學(xué)現(xiàn)狀探析[J].化學(xué)教學(xué)，2017（7）：21-25.

[3]? 張丙香. 高中生化學(xué)反應(yīng)三重表征心智模型的研究[D].濟(jì)南：山東師范大學(xué)，2013.

[4]? 解守宗.化學(xué)教師要重視策略性知識(shí)的教學(xué)[J].化學(xué)教學(xué)，2011（10）：8-9.

[5]? 張大均.教學(xué)心理學(xué)[M] .北京：人民教育出版社，1999.

[6]? ?金洪源.學(xué)科學(xué)習(xí)困難的診斷與輔導(dǎo)[M] .上海：上海教育出版社，2004.

[7]? 毛群燕. 精加工策略運(yùn)用于化學(xué)探究學(xué)習(xí)的研究[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2009.

[8]? 蔡文鎖.加強(qiáng)程序性知識(shí)教學(xué) 提高學(xué)生解決問題的能力[J].化學(xué)與教學(xué)，2011（3）：23-24.

[9]? 德里斯科爾.學(xué)習(xí)心理學(xué)：面向教學(xué)的取向 [M].3版.王小明，譯.上海：華東師范大學(xué)出版社，2007.

（責(zé)任編輯 羅? ?艷）