化學(xué)學(xué)習(xí)理論在教科書中的體現(xiàn)與應(yīng)用

徐巖 劉玲

【摘要】了解教材編寫者在設(shè)計教材中應(yīng)用的化學(xué)學(xué)習(xí)理論，有助于教師選擇合適的教學(xué)方法與策略實施教學(xué)，從而提高教學(xué)效果。本文以滬教版化學(xué)教科書第五章《金屬的冶煉與利用》為研究對象，分析后發(fā)現(xiàn)該章的設(shè)計利用了奧蘇貝爾的認知結(jié)構(gòu)同化理論和表征學(xué)習(xí)理論、桑代克的學(xué)習(xí)律等學(xué)習(xí)理論。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)學(xué)習(xí)理論;教科書;金屬的冶煉與利用

1.問題提出

研究教科書中涉及的學(xué)習(xí)理論，有助于教師教學(xué)時選擇合適的教學(xué)方法、策略，讓學(xué)生依據(jù)化學(xué)學(xué)習(xí)理論掌握知識與技能，形成正確的情感態(tài)度與價值觀。《金屬的冶煉與利用》位于滬教版九年級上冊第五章，在課程標準中歸屬于一級主題“身邊的化學(xué)物質(zhì)”之下[1]，本文以本章為例展開了細致分析。

2.教材設(shè)計體現(xiàn)的學(xué)習(xí)理論

2.1奧蘇貝爾的認知結(jié)構(gòu)同化理論

認知結(jié)構(gòu)同化理論中包含三種新舊知識作用模式，其中“上位學(xué)習(xí)”是指結(jié)構(gòu)中原有的觀念在概括和包容水平上低于要學(xué)習(xí)的新觀念[2]。在第二章學(xué)習(xí)氧氣的化學(xué)性質(zhì)時，學(xué)生已接觸了一些常見的金屬，在生活中學(xué)生也積累了金屬的相關(guān)知識，但沒有形成系統(tǒng)的認識。本章是學(xué)生首次系統(tǒng)接觸金屬知識，屬于“上位學(xué)習(xí)”模式。

2.2桑代克的學(xué)習(xí)律

桑代克的學(xué)習(xí)律中“準備律”是指學(xué)習(xí)者是否會對某種刺激做出反應(yīng)，與他是否做好準備有關(guān)。在本章第一節(jié)和第三節(jié)中都設(shè)置了“你已經(jīng)知道什么”欄目，激活學(xué)生的原有認知，讓學(xué)生為新知識的學(xué)習(xí)做好準備。

2.3建構(gòu)主義理論

皮亞杰提出圖式、同化、順應(yīng)、平衡四大概念，在第二章中學(xué)生已系統(tǒng)學(xué)習(xí)了非金屬的相關(guān)知識，已形成了一定圖式，在本章第一節(jié)中教材設(shè)置了金屬的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)，是在第二章非金屬的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上進行同化、順應(yīng)，從而達到的一個新平衡。布魯納認為每門學(xué)科都有其相應(yīng)結(jié)構(gòu)，化學(xué)學(xué)科也是如此。在本章中，學(xué)生要在第二章非金屬的基礎(chǔ)上建立起元素化合物的認知模型：自然界中的存在與分布、性質(zhì)、用途、制法。

2.4布魯納的概念獲得理論

化學(xué)概念的學(xué)習(xí)包括四個步驟：感知背景材料、分析概括階段、剖析理解階段、運用深化階段。在學(xué)習(xí)置換反應(yīng)概念時，首先教材中設(shè)置了“活動與探究”欄目，提供了鎂條、鐵片和銅片與稀酸反應(yīng)的背景材料;其次在三個反應(yīng)中抽離出關(guān)鍵屬性——置換反應(yīng)是一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng);再次將抽離出的關(guān)鍵屬性不斷強化，從多個角度領(lǐng)會置換反應(yīng)的概念：鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)也是置換反應(yīng);最后設(shè)置“聯(lián)想與啟示”欄目，讓學(xué)生用鋅與稀鹽酸自行設(shè)計制取少量氫氣的簡便實驗方案來應(yīng)用概念。

2.5奧蘇貝爾的表征學(xué)習(xí)理論

奧蘇貝爾在有意義學(xué)習(xí)理論中提出了表征學(xué)習(xí)，即學(xué)生最主要的理智任務(wù)之一是學(xué)習(xí)各種符號的意義。根據(jù)表征學(xué)習(xí)理論，利用宏觀、微觀、符號的三重表征思維方式，有助于靈活地分析和解決實際問題。在本章中，教材在“常見金屬的化學(xué)性質(zhì)”的學(xué)習(xí)中設(shè)置了“觀察與思考”和“活動與探究”兩個欄目：①宏觀：金屬與氧氣、稀酸反應(yīng)的實驗現(xiàn)象;②微觀：化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì);③符號：鎂、鐵、鋁、銅與與氧氣的反應(yīng)方程式，鎂、鐵、銅與稀酸的反應(yīng)方程式[3]。

2.6加涅的信息加工理論

加涅的信息加工理論旨在著重用信息加工模式來解釋學(xué)習(xí)活動，本章內(nèi)容“利用化學(xué)方程式對不純物質(zhì)進行計算”涉及到了化學(xué)計算技能的學(xué)習(xí)過程。首先，學(xué)習(xí)者通過聽課激活認知，獲得有關(guān)計算的原理、方法、規(guī)則、解題步驟等知識，形成定向映象;其次，通過模仿練習(xí)，逐步掌握化學(xué)計算的基本模式，互補形成化學(xué)計算技能;再次，明確本節(jié)所學(xué)的化學(xué)計算與其他化學(xué)計算、化學(xué)知識的類別和聯(lián)系;最后，在基本類型的各種變式練習(xí)中實現(xiàn)技能的鞏固、熟練和發(fā)展，實現(xiàn)化學(xué)計算技能的內(nèi)化和概括化。

2.7羅杰斯的情境學(xué)習(xí)理論

在羅杰斯看來，如果要使學(xué)生全身心地投入學(xué)習(xí)活動，那就必須讓學(xué)生面臨對他們個人有意義的或有關(guān)的問題。情境學(xué)習(xí)法是以情景認知理論與情景學(xué)習(xí)理論的基本觀點為指導(dǎo)，在教材中創(chuàng)設(shè)有一定情緒色彩的、以形象為主題的生動具體的場景，以引起學(xué)生一定的態(tài)度體驗，從而幫助學(xué)生理解教材，使心理機能得到發(fā)展[4]。本章的教材內(nèi)容涉及了多種情境：①經(jīng)驗型情景：“常見的金屬礦物”中設(shè)置了幾幅金屬礦物的圖片、“鋼鐵的銹蝕及其防護”，充分利用了學(xué)生已有的生活經(jīng)驗。②科技與現(xiàn)實生活情景：“合金”中設(shè)置了幾幅合金制品的圖片、鋼鐵的用途圖片，“鐵的冶煉”中設(shè)置了煉鐵廠及煉鐵高爐的圖片，讓學(xué)生真切地感受到金屬與生活生產(chǎn)息息相關(guān)。③文化常識情景：“常見金屬的化學(xué)性質(zhì)”中，介紹了我國西漢時期在《淮南萬畢術(shù)》中提到的濕法冶金，教材這樣設(shè)計不僅可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，還能培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感。④化學(xué)實驗情景：學(xué)生探究實驗：“金屬與酸的反應(yīng)”、“鋼鐵銹蝕原理的探究”和教師演示實驗“實驗室模擬工業(yè)煉鐵”，創(chuàng)設(shè)了生動、直觀的啟發(fā)式學(xué)習(xí)情境，更好地掌握理論知識。

3.總結(jié)

通過對教材進行細致分析，發(fā)現(xiàn)教材編寫者在編寫第五章《金屬的冶煉與利用》時，利用了奧蘇貝爾的認知結(jié)構(gòu)同化理論和表征學(xué)習(xí)理論、桑代克的學(xué)習(xí)律、皮亞杰的認知學(xué)習(xí)理論、布魯納的建構(gòu)主義理論和概念獲得理論、加涅的信息加工理論和羅杰斯的情境學(xué)習(xí)理論。這些學(xué)習(xí)理論的存在，不僅可以說明教科書是適應(yīng)學(xué)生認知發(fā)展水平的，還為化學(xué)教科書的編寫提供了強有力的理論支撐。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部制定.義務(wù)教育化學(xué)課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2011：2-40.

[2]周青.化學(xué)學(xué)習(xí)論[M].北京：科學(xué)出版社，2010

[3]《義務(wù)教育課程標準實驗教科書（化學(xué)）》.上冊.上海教育出版社.2006.6

[4]施良方.學(xué)習(xí)論.北京：人民教育出版社，2001