卡皮克重復提取理論在元素化學教學中的教學實踐

李靖+蔡可迎+堵錫華

摘要：針對元素化學的教學內容“散”、“雜”、“多”、敘述性強的特點，以及我院學生學習的主動性差、興趣低，元素化學的課堂教學質量不理想等現狀。我們將卡皮克重復提取理論用于元素化學的教學實踐。實踐結果表明該理論在元素化學教學中具有可實踐性。

關鍵詞：元素化學；教學質量；重復提取

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）44-0174-03

大學生學習能力的培養是建設學習型社會的重要基礎和保障，如何高效率學習一直是教育學、心理學，尤其是教育技術學領域關注的熱點問題。針對徐州工程學院化工專業學生學習基礎較弱、專業學習興趣不高，以及培養應用型本科人才的培養定位目標，如何讓學生高效率掌握專業知識，并在需要的時候將信息提取出來，能學以致用是至關重要的。“卡皮克重復提取理論”是美國的青年學者杰弗里卡皮克（Jeffrey D.Karpicke）博士從2007年開始從事“提取過程對學習的促進”的研究過程中，將重復提取“遷移”到通常意義上的學習而逐步形成的一種理論，并將得到的研究成果連續發表在《Science》等期刊，讓更多人關注到該理論。卡皮克的“反復提出勝過重復學習”在2011年成為引人注目的研究成果。卡皮克博士在進行“提取過程對學習的促進作用”的研究中認為，重復提取包含“編碼”和“提取”兩個重要組成部分。編碼是將信息存入大腦，即構成了人們通常意義上的學習；提取則是從記憶中回想信息的過程（這種過程一般不被認為是學習的組成部分）。當人在進行測試或者嘗試提取問題的答案或可以被用來生成答案的相關信息時，必須要提取相關信息，因此測試包含了提取。在真實考試前進行有助于考出更好成績的提取技能訓練稱之為提取練習；通過“測試”過程中提取練習、提取模式、測試中的反饋、重復提取、學習速度等相關因素對記憶的影響研究中得出結論：重復提取比細化學習更能促進學習的發生和記憶的保持。卡皮克在《Science》雜志上發表論文《提取（retrieve）在學習中的關鍵作用》。目前國內對于卡皮克“重復提取”理論的研究并不多見。本文針對元素化學教學內容“散”、“雜”、“多”、敘述性強的特點，以及我校化學化工專業學生學習的主動性和積極性不高，課堂教學質量不理想等現狀，將卡皮克重復提取理論用于元素化學的教學實踐中。通過對應用化學專業學生的對比教學實踐，顯示卡皮克重復提取理論有利于提高學生的學習和記憶效果。

一、我校元素化學的教學分析

徐州工程學院是一所培養蘇北一流應用型本科人才的二本院校，根據人才培養目標和我校的教學實際情況，在元素化學教學中選用的是天津大學無機化學教研室主編的教材——《無機化學》。該教材分為化學基本原理和元素化學兩個部分（在兩個學期開設），其中元素化學教學內容共計32學時，每周2學時。在元素化學教學內容多、學時少的情況下，為了完成教學任務，多數老師采取講述法進行課堂教學，教師講得枯燥，學生聽得煩操，教學效果通常不理想；另一方面每周僅僅2學時，時間跨度為16周，加上元素化學內容的“散、雜、多”等特點，學生普遍存在一聽就懂、瞬間即忘的現狀，隨著教學改革的不斷深入以及重視程度的提高，因此元素化學的教學方法、內容和目標的研究亟待深入。

二、元素化學教學中存在的教學誤區

1.忽視化學原理對元素化學的指導作用。元素化學的內容涉及到元素周期表中的一百多種元素，每種元素又有不同的存在形式和化合物，內容多而雜且零散，化學反應和化學現象繁多，學習難度不大但記憶性內容較多，學習過程非常枯燥。在元素化學的教學中，很多教師因為學時少，為了確保完成教學任務，僅按照教材授課，往往側重于物質的存在、制備、性質和用途，而對于物質性質、制備方法、存在的狀態的原因等很少與前面的理論聯系起來加以分析，在教學中存在化學原理和元素化學脫節的現象，也造成了很多學生對元素化學部分學習興趣不濃。在這種情況下應注重利用氧化還原、化學熱力學、相平衡、化學平衡、化學動力學等基礎理論去理解、判斷、解釋元素及其化合物的性質和結構，讓元素化學與化學原理有機地結合起來，開動啟發式、互動式、討論式教學才能更好地提高教學效果。

2.教學內容更新速度不均。為了適應新的教學體系，我們選用的是優質新教材——天津大學無機化學教研室主編的無機化學，在教學內容方面可以實現新的科研成果和進展的適量補充，但依然無法滿足部分求知欲很強的學生。此外由于元素化學是一門基礎化學課程，任課教師的研究方向、教學方式等都決定了在課堂教學的過程中的授課方式與內容上的區別。尤其是一些以資深、年紀較長的老師，在教學中依然是沿用其老版本教材的內容，無法快速更新無機化學的最新研究動態和研究成果，不能適應目前無機化學的發展現狀。

3.授課內容的深度無法兼顧學生的接受能力。通過對我校化學化工專業2012級和2013級近400位同學進行《無機化學問卷調查》，我們發現37%的同學在高中未修化學這門課程（即高考科目中沒有化學這門學科），化學基礎較薄弱。雖然我們意識到這種現狀，但是對學生進行化學基礎知識的復習和引導一直未能實施。加上大學的教學模式與中學有很大差異，大多數同學對于步入大學校園的第一門專業課的感受是“內容太多，老師講得太快”。此外，還有23%的同學認為應加深無機化學的教學內容，目前的教學無法滿足學生對知識的渴求。面對教學學時少、教學內容多而散又容易遺忘的元素化學的學習，老師為了完成應有的工作量，只能遷就化學基礎較為薄弱的學生，保證這些自律性較差的同學不掉隊，而無法兼顧有更高知識需求的學生。

三、卡皮克重復提取理論在元素化學教學中的教學實踐

根據對我校化學化工學院2009級、2010級、2011級應用化學專業學生的元素化學的學習情況調查結果，以及根據我校對本課程的教學要求，為了提高元素化學的教學質量，我們在2012應用化學專業元素化學教學過程中注意教學方法的轉換，旨在提高學生對元素化學的重視和興趣，在元素化學教學過程中實施了卡皮克的重復提取理論的對比教學實踐。首先，確定元素化學作為卡皮克重復提取理論實施的內容。這是因為元素化學中記憶性內容較多，且很多內容學生容易遺忘或者容易混淆。但是內容不難，學生容易理解和接收。選擇這樣的內容便于該理論的實施。其次，確定理論實施對象。我們選擇2012級應用化學專業（2個班級）92位同學進行重復提取理論的應用。12應化1班和12應化2班的同學的化學知識水平相當，且兩個班級的元素化學教學是平行課教學，上課內容及課堂教學活動是在同樣條件下進行，我們對12應化1班采用卡皮克重復提取輔助教學過程，12應化2班則采用正常的教學活動，不參與重復提取訓練。再次，確定提取的方式和過程，下面是實施過程中的幾個關鍵步驟。endprint

1.選取重復提取的時間間隔。提取的時間間隔是指在兩次提取測試之間的時間間隔，有擴展型提取（在提取聯系中逐步加大重復測試之間的時間間隔）、等距型提取（在提取練習中保持相同的時間間隔）和收縮型提取（逐步縮短測試之間的時間間隔）。根據研究結果，在教學過程中我們采用了擴展型提取：當單元新課結束后，對12應化1班實施重復提取，在新課結束后的第2周、第5周、第9周、第14周分別進行再次提取；重復提取的內容是知識單元需要掌握的知識點和重點。

2.根據教學內容，選擇提取方式。在重復測試的過程中，我們需要注意“因材施教”。也就是根據教學內容和學生的掌握水平采用適當的重復測試的方式。比如，在第一次重復提取測試時，學生對新內容的掌握不夠，可以采用開卷的形式答題。在測試的內容上可以選擇重要的而在書本上能找到的，學生容易理解的題目。第二次的提取，在上次的基礎上加重有難度、需思考、課本無法直接找到答案的思考題；第三冊重復提取時則可以實施習題類型的提取，根據學生的掌握情況，做好第四次的重復提取。在這種提取模式下，有利于學生循序漸進地掌握好教學內容。此外，我們應意識到重復提取不等于重復測試，在重復學習過程中也或多或少地包含重復提取過程，我們不能簡單地認為重復提取就是多做題和多考試。

3.教學方法中的重復提取方式。重復提取的過程是學生大腦中儲存信息的互相交換，并能語言或者文字的方式表達出來。傳統意義上的重復提取可能意味著重復學習與重復考試。課題教學還是以教師的講授為主，因此，我們應該注意到在教學過程中教學方法是不可忽視的重復提取的最佳選擇方案。根據教學內容及時提取已經學習或者提出將要學習的內容，讓學生的大腦皮層處于活潑、興奮的狀態，有利于提高學生的學習和記憶效果。

4.實踐結果分析。根據卡皮克的研究，我們在進行重復提取的過程中，注意及時反饋測試信息，讓學生知其然，并知其所以然。在經過一學期的實踐教學以后，通過期末測試我們發現，采用提取訓練的班級，期末成績在90分以上的同學占6.4%，不及格率為8.5%；未采取訓練的班級期末成績在90分以上的同學為0%，不及格率20.4%。實踐教學結果顯示，采用卡皮克重復提取理論在元素化學的教學中具有可實踐性。

“重復提取”并不意味著要多練習、多考試，而是要更多地提取——更多地去和大腦中存儲的信息進行交互；從“提取”的視角對經典的教學法進行了剖析，認為啟發式教學、探究式學習、協作式學習都包含了豐富的“提取”活動，講授式教學應更多注入“提取”的成分。通過卡皮克重復提取理論在元素化學過程中的教學模式探索，以及對比教學我們意識到重復提取理論可以有效提高元素化學教學質量。

參考文獻

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基金項目：徐州工程學院2013年高等教育教學研究課題（課題YGJ1362）

作者簡介：李靖，講師，主要從事無機化學以及納米材料研究。endprint