在化學探究教學中培養學生的元認知監控能力

占文芳

（福安市第一中學，福建 福安 355000）

在化學探究教學中培養學生的元認知監控能力

占文芳

（福安市第一中學，福建 福安 355000）

學生的元認知監控能力直接影響學生的自主探究學習。在化學探究教學中可通過指導學生自主探究的方法和程序、指導學生養成良好的反思習慣、提升學生的調控能力等措施培養學生的元認知監控能力。

自主探究學習；元認知監控能力；方法和程序；反思習慣；調控能力

探究學習是學生學習化學的一種重要方式，也是培養學生探究意識和提高探究能力的重要途徑。［1］自從新課程實施以來，培養學生的自主探究能力成為課堂教學研究的重要課題。但由于不少教師對“自主探究”缺乏正確理解與實施策略，造成自主探究學習的“預設性”“表面性”較為普遍。自主探究學習是探究學習的高級形式，不僅與學生的動機水平、行為策略有關，而且與學生的元認知水平,特別是元認知監控能力有關。在探究教學中培養學生的元認知監控能力，能克服探究學習的被動性、淺層性，提高探究學習的自主性，提升探究學習質量。元認知監控是指個體在進行認知活動過程中，將自己正在進行的認知活動作為意識對象，不斷地對其進行積極而自覺地監視、監控和調節的過程。［2］自主探究學習需要學生有較高的元認知監控能力，在化學探究教學中可從以下幾個方面進行培養。

一、指導學生自主探究的方法和程序

當一個人有了處理某個或某類事件的規則時，他的行為就會受到這些規則的引領，在解決相關問題時常常會想到這些規則，應用這些規則解決問題。如當學生了解了實驗操作規則時，在實驗過程中就會有規范的操作，防止了實驗事故的發生，保證了實驗的成功；當學生掌握了處理實驗問題的程序時，就會按這個程序處理實驗問題，避免實驗過程的盲目性，從而獲得正確的結果；當學生有了答題規范時，答題就會“快”“準”，解題能力就會獲得提高。同理，要培養學生在自主探究過程中的元認知監控能力，應該讓學生獲得自主探究的方法和程序。

自主探究的方法有很多，如觀察、實驗、分類、比較等。在教學中除了直接介紹自主探究的方法外，教師還應經常引導學生自覺地運用自主探究的方法監控自己的學習活動。如SO2的教學，首先引導學生從化合價和類別的角度預測SO2的性質，然后展示一瓶SO2樣品，讓學生觀察、總結SO2的物理性質。接著要求學生自主完成下列一組實驗：

（1）將SO2通入紫色石蕊試液中；

（2）將SO2通入溴水中；

（3）將SO2通入酸性KMnO4溶液中；

（4）將SO2通入品紅溶液中，然后加熱該溶液。

在上述的學習過程，滲透了觀察法、分類法、實驗法等。在總結了SO2的性質后，要求學生對比SO2與CO2的性質，引導學生用比較法進行學習。

自主探究程序是學生在自主探究物質性質過程中要遵循的程序。這種程序是學生自我調控學習的重要規則。如在“化學反應條件的優化——工業合成氨”的教學中，首先應讓學生明確探究和設計新的化學反應并優化反應條件的程序：第一，從化學反應方向性的視角，研究反應在給定條件下能否自發；第二，從化學平衡的視角，研究提高反應轉化率的條件；第三，從化學反應速率的視角，研究提高化學反應速率的條件；最后，結合實際選擇以較高速率獲取適當轉化率的條件。

以上程序不僅適于合成氨條件的優化，同時也適于接觸法制硫酸、NH3催化氧化法制硝酸等工業生產過程。當要求學生優化制SO3、NO的條件時，學生自然會用其掌握的這種探究程序指導自己的學習，自主完成探究任務。

二、指導學生養成良好的反思習慣

反思是對自己的思想、心里感受的思考，是對自己體驗過的事件的理解或描述。［3］反思習慣是學生能經常、自覺地對自己的學習過程進行反思。在自主探究學習中學生的經常性反思能有效強化自我意識，進行自我監控、自我調節，使得自主探究過程的方向、方法和程序正確。學生是否具有反思習慣，反映了學生的學習責任與態度。在探究教學中培養學生的反思習慣，不但元認知監控能力可以得到實際的鍛煉和提高，而且通過反思后的總結，可以使元認知知識、元認知體驗得到補充、豐富和完善。因此，培養反思習慣是培養學生元認知監控能力的重要途徑。

教學實踐表明，要讓學生養成反思的習慣，教師的教學過程要注意以下兩點：一是要將反思作為一種學習常規（如做錯題本）；二是要創設情境讓學生體驗獲得知識的過程，真正做到讓學生通過自己的思考來學習化學。

如學生在分析KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O時經常出現以下錯誤：（1）認為該反應反應物的化學計量數之比即氧化劑、還原劑的物質的量之比；（2）認為該反應中KCl是還原產物，Cl2是氧化產物；（3）認為該反應的規律與不同種元素形成的化合物的氧化還原反應具有相同的規律。教學中要求學生對上述三個錯誤的產生原因進行反思。經過學習小組之間的討論，學生找到錯誤的原因有：（1）思維定勢。同種元素形成的化合物之間的氧化還原反應套用了不同種元素形成的化合物之間的氧化還原反應模式。（2）基礎知識出現漏洞，無法分辨下列問題：①氧化劑與還原劑比是1∶6還是1∶5；②化合價變化情況，+5價Cl變成了-1價還是0價；③氧化產物與還原產物的物質的量比是3∶1還是5∶1等。（3）不明確同種元素形成的化合物之間的氧化還原反應規律。經過反思，找到了產生錯誤的原因，避免再次發生錯誤，學生的元認知監控能力就會獲得提高。

三、提升學生的調控能力

要順利完成自主探究的學習任務，學生需要有較強的學習調控能力，能不斷地糾偏、矯正自身的思維與行為，確定正確的方向、實施正確的計劃，從而達到學習目標。

自主探究學習活動是提升學生調控能力的最好途徑。如在《化學1（必修）》中的“活動·探究”欄目“鐵及其化合物的氧化性和還原性”教學中，教師要求學生按照“研究物質性質的方法和程序”來調控實驗設計。首先，觀察Fe2+、Fe3+、Fe的外觀，為學生判斷化學反應是否發生創造條件；其次，要求學生預測Fe3+、Fe2+、Fe的性質；再次，引導學生設計實驗方案和如何從常見的氧化劑和還原劑中尋找該實驗合適的氧化劑和還原劑；最后，還要指導學生判斷氧化還原反應是否發生，如通過判斷反應過程中顏色的變化，或采用加入某種試劑（如KSCN溶液）呈現特殊的顏色來判斷化學反應發生了。當實驗方案設計好后，還要指導學生實驗操作方法，讓學生應用實驗規則來監控自己的行為，實現實驗的目標。

化學試題的解題過程，也是提升學生調控能力的有效途徑。從確定解題方向到實施解題計劃，及至實現解題目標，整個解題過程是一個有機的整體。對解題過程的調控是學生監控能力的有效生長點。

例如，實驗室中的Na2S2O3·5H2O，在保存過程中可能產生Na2SO3、Na2SO4等雜質。要求學生利用所給試劑設計實驗方案，檢測產品中是否存在Na2SO4，要求簡要說明實驗操作、現象和結論。

已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解：S2O32-＋2H＋=S↓＋SO2↑＋H2O，供選擇的試劑：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液。

上述實驗設計，學生始終要用“實驗目的”調控自己的思維。在題目所給的三種酸中，不能選用稀硝酸和稀硫酸，因為稀硝酸能氧化Na2S2O3、Na2SO3生成SO42-，對原有的SO42-的檢驗造成干擾；稀硫酸會直接引入SO42-,因此只能選擇稀鹽酸。用選擇了稀鹽酸對取用的樣品進行酸化后，只有選擇BaCl2溶液對SO42-進行檢驗。

上述培養學生元認知監控能力的策略在兩年的課堂教學實踐中取得了良好的效果，它不僅提升了自主探究課堂的效益，更重要的是養成了學生自主探究的學習方式，培養了學生的自主探究學習能力，同時也使教師對學生的自主學習能力的發展有了更深的理解與認識，實現了師生的共同成長。當然，培養學生元認知監控能力還有其他方法，有待于在后續研究中不斷發展與實踐。

［1］教育部.普通高中化學課程標準（實驗）［S］.北京：人民教育出版社，2003.

［2］畢華林,亓英麗.高中化學新課程教學論［M］.北京：高等教育出版社，2005.

［3］袁孝風.化學課堂教學技能訓練［M］.上海：華東師范大學出版社，2008.

寧德市2015年基礎教育教學改革科研課題（項目編號：150111）。

（責任編輯：張賢金）