高效、愉快的化學學習方法

葉巧云

摘 要：戴維·奧蘇伯爾（David P·Ausubel）是美國當代著名的教育心理學家和認知學習理論的代表人物，他于1963年提出了認知結(jié)構(gòu)同化論，用以闡明認知結(jié)構(gòu)在學習中的作用。目前，該理論對我國正在實施的新課程改革中的教學理念和方法的更新具有深遠的意義，已為廣大教育工作者熟悉并認同。筆者結(jié)合自身教學實踐，發(fā)現(xiàn)運用認知結(jié)構(gòu)同化論使學習化學過程更有趣、更高效，以下是筆者在運用中的認識和體會。

關(guān)鍵詞：高效；化學；學習方法

一、奧蘇貝爾的認知結(jié)構(gòu)同化論

奧蘇貝爾認為，學生從事新的有意義的學習就是一個同化和發(fā)展自身認知結(jié)構(gòu)的過程。同化和認知結(jié)構(gòu)是奧蘇貝爾認知結(jié)構(gòu)同化論的兩個基本概念。同化的實質(zhì)是新舊知識的相互作用，它既是新知識習得的心理機制，也是新知識被保持的心理機制。同化的結(jié)果使原有的知識結(jié)構(gòu)更加豐富和更加分化。奧蘇貝爾根據(jù)所要學的新知識與原有認知結(jié)構(gòu)（觀念）的概括和包容水平高低，提出了三種同化模式，如下圖：

1.上位學習。即認知結(jié)構(gòu)中原有的觀念在概括和包容水平上低于要學習的新觀念。如在化學教材中堿金屬、鹵素兩章內(nèi)容安排在元素周期律之前就是利用新舊觀念相互作用，先學習堿金屬等下位知識然后再歸納總結(jié)出元素周期律這一新的上位觀念。

2.下位學習（又稱類屬學習）。就是認知結(jié)構(gòu)中原有觀念的概括和包容水平高于要學習的新觀念。如，學了化學平衡的移動原理后再安排的弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽類的水解水解平衡的知識學習就屬于下位學習，這樣就可以在教學過程中讓學生運用化學平衡移動原理來指導學習電離平衡和水解平衡規(guī)律。

3.并列學習。是要學習的新觀念與原有觀念無上位、下位關(guān)系，但在橫向上有彼此吻合的關(guān)系。例如，元素化合物各族之間的學習屬于并列關(guān)系。

二、認知結(jié)構(gòu)同化論在化學教學中的指導作用

（一）認知結(jié)構(gòu)同化論指導教學設(shè)計

奧蘇貝爾曾說過：“如果我不得不把全部教育心理學還原為一條原理的話，我將會說，影響學習的唯一的最重要的因素是學習者已經(jīng)知道了什么。”并且指出，要“根據(jù)學生原有知識進行教學。”可以說，這是運用同化理論指導教學的最基本的原則。在化學教學中，了解學生原有認知水平、選擇適當?shù)慕虒W方法、教學模式和教學策略都必須遵循這一條原則。

1.在了解學生原有的認知狀況基礎(chǔ)上選擇教學方法。在設(shè)計高二化學《鹽類的水解》的教學內(nèi)容時，筆者仔細分析學生情況：①原有的知識分析：通過前一階段的學習學生已經(jīng)具備了化學平衡、電離平衡、水的電離和溶液酸堿性等基礎(chǔ)理論知識；②對學生心理狀況（認知風格）分析：高中生具有豐富的想象力和創(chuàng)造力，有一種較強的成就欲望，他們對純粹枯燥的教學可能有抵觸情緒，如果課堂上能讓他們自己動手實驗、觀察實驗現(xiàn)象，可能會更有利于調(diào)動其學習積極性，發(fā)揮其主觀能動性。基于上述兩方面的分析，筆者選擇了“發(fā)現(xiàn)法”進行課堂教學，即通過共同發(fā)現(xiàn)問題、開展討論和進行實驗等手段，以學生為課堂的主體，教師為主導、參與和關(guān)注學生的發(fā)現(xiàn)活動。在授課過程中，我向?qū)W生提供的是一種可以將假設(shè)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實的情景（實驗）。他們在各自的知識背景里面，運用現(xiàn)有知識和能力時發(fā)現(xiàn)矛盾，探尋解決矛盾的線索，大膽提出假設(shè)并動手做實驗加以驗證。通過對舊知識的延伸及新方法的應用獲得新的發(fā)現(xiàn)，最終在同化或順應中擴展了自己的知識結(jié)構(gòu)和提高了自己的認知水平，不僅圓滿完成了本次教學的任務。更重要的是，學生在發(fā)現(xiàn)的過程中始終處于自主和積極的最佳狀態(tài)，表現(xiàn)出一種奮發(fā)的學習精神。

2.找出新舊知識間相互聯(lián)系設(shè)計教學內(nèi)容。同樣以《鹽類的水解》的教學為例，當學生通過實驗知道鹽溶液并非都顯中性。教師引導學生思考如下問題：①溶液的酸堿性本質(zhì)是什么？（回顧舊知識）②氫氧化鈉溶液為什么顯堿性？鹽酸為什么顯酸性？它們的電離對水的電離平衡產(chǎn)生什么影響？③氯化鈉溶液為什么顯中性？氯化鈉電離產(chǎn)生的離子能跟水電離生成的離子反應嗎？對水的電離平衡有沒有影響？④實驗測得Na2CO3溶液是顯堿性，NH4Cl溶液顯酸性，原因何在？這些溶質(zhì)電離產(chǎn)生的離子，能跟水電離產(chǎn)生的離子發(fā)生反應嗎？對水的電離平衡有何影響？溶液中還可能存在其他化學平衡嗎？（問題環(huán)環(huán)相扣、由淺入深以幫助學生從已有知識逐步過渡到新知識）

教學中，教師注重新舊知識的聯(lián)系，教學過程中從已有的知識過渡到新知識，講清新知識與已有知識的內(nèi)在聯(lián)系與區(qū)別，以利于學生進行同化學習。

3.設(shè)計建構(gòu)化的教學模式。如果說學生的學習就是利用原有的認知結(jié)構(gòu)同化新知識，建構(gòu)新的認知結(jié)構(gòu)的過程，那么教師就應該設(shè)計構(gòu)建構(gòu)化的教學模式。這一模式的基本思路是，在學生的認知結(jié)構(gòu)中找到同化新知識的原有的有關(guān)知識，經(jīng)過分析、推理等思維過程，使新知識與原有的知識建立聯(lián)系，進而概括出新的規(guī)律性知識并重建新的認知結(jié)構(gòu)，然后通過運用新規(guī)律，進一步檢驗、鞏固新知識，并實現(xiàn)知識的遷移。

例如：高三“氧化還原反應”的教學過程片段：

師：判斷以下反應是否為氧化還原反應：①2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2；②2KI+Br2=2KBr+I2；③NaOH+HCl=NaCl+H2O；④Fe+CuSO4=Cu+FeSO4；⑤2Na+2H2O=NaOH+H2（學生運用已學知識解題）。

生：①②④⑤是氧化還原反應。

師：很好，上述氧化還原中的氧化劑、還原劑均為大家熟悉的，那么能否根據(jù)這些熟悉的例子歸納氧化還原反應進行的方向？

……（學生討論）

生：強制弱，向著生成弱氧化劑和弱還原劑的方向進行。

師：對。也就是說：氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物；還原劑還原性大于還原產(chǎn)物。

師：已知氧化性：Cl2>Br2>Fe3+>I2；還原性：I->Fe2+>Br->Cl-判斷下列反應能自發(fā)進行的是：①Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br-；②2Fe3++2I-=2Fe2++I2；③2Fe2++I2=2Fe3++2I-；④2Fe3++2Cl-=Cl2+2Fe2+

……（學生運用新知識解題）

生：①②正確。

……（強化練習以鞏固知識）

師：今有三個氧化還原反應：①2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+2KI；②2FeCl2+Cl2=2FeCl3；③2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O若溶液中有Fe2+、I-和Cl-共存，要氧化除去I-而不影響Fe2+和Cl-，可加入的試劑是：

A.Cl2 B.2KMnO4 C.FeCl3 D.HCl

……（提供情景實現(xiàn)知識遷移）

（二）同化論幫助學生主動建構(gòu)良好的認知結(jié)構(gòu)

認知結(jié)構(gòu)在化學學習中特指學生頭腦里內(nèi)化了的化學知識結(jié)構(gòu)。衡量學生學習質(zhì)量的重要標志就在于學生頭腦中是否建立了良好的認知結(jié)構(gòu)，即他們到底掌握了多少化學知識以及這些知識是否構(gòu)成了良好的組織結(jié)構(gòu)。在化學教學中教師要善于分析教材，找出知識之間的聯(lián)系和內(nèi)在規(guī)律，把各章節(jié)的中心內(nèi)容及與之有聯(lián)系的知識串聯(lián)起來，先通過典型的例子有意識的在學生頭腦中建立認知方法，再引導他們運用同化論將該認知方法運用在學習其它的上、下位及同位知識，通過這樣的指引就可以幫助學生建立良好的認知結(jié)構(gòu)。

例如在《甲烷》的教學中教師引導學生先分析甲烷的分子結(jié)構(gòu)中的化學鍵，學生發(fā)現(xiàn)只有碳氫鍵，又想到化學反應實質(zhì)就是舊鍵斷裂新鍵形成的過程，此時教師指導學生運用共價鍵理論分析碳氫鍵的穩(wěn)定性，再講解甲烷的化學性質(zhì)。這樣的教學過程會幫助學生建立分子結(jié)構(gòu)決定分子化學性質(zhì)的認知模式。學生在這樣的認知模式指導下發(fā)現(xiàn)烷烴中只有碳氫鍵和碳碳鍵，分析兩鍵的牢固性就會得出烷烴應具有甲烷類似的性質(zhì)，從而習得甲烷的上位知識烷烴的性質(zhì)。再如乙烯和乙炔應屬同位關(guān)系，在學習乙烯時講清楚雙鍵不穩(wěn)定的原因，學生就會很容易掌握乙炔的性質(zhì)。同理可以運用相同方法指導其他有機物的學習。

（三）認知結(jié)構(gòu)同化論指導化學復習

化學是一門具有大量的零散知識，融事實、概念、原理和技能為一體的特殊的知識結(jié)構(gòu)的學科，所以教師需要借助認知結(jié)構(gòu)同化理論使之有序化、系統(tǒng)化，使知識按照某種規(guī)律性得以連續(xù)。

例如在化學復習時，教師通過分析知識的要領(lǐng)與主線，運用同化點打破知識的章節(jié)界限，重新進行整理和組織，使其在縱向上層次分明，橫向上融會貫通，重建新的知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。例如，在復習無機化學中的元素及其化合物這部分內(nèi)容時，就可以以“元素→單質(zhì)→氧化物（氫化物）→存在”這條線串起；而在學習具體的單質(zhì)、化合物時則既可以“結(jié)構(gòu)→性質(zhì)→用途→制法”為思路，又可從該單質(zhì)到各類化合物之間的橫向聯(lián)系進行復習，也可同時結(jié)合元素周期律，將元素化合物知識形成一個完整的知識網(wǎng)絡(luò)。

再如：在復習有機物烴及烴的衍生物的內(nèi)容時，按照分子結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)和官能團決定性質(zhì)這條規(guī)律，將有機物中物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化串起來，形成了如下圖的知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。

通過這樣的重新組合、綜合貫通，使知識網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化、整體化，在學生腦子里建立一幅縱橫交聯(lián)、相互轉(zhuǎn)化的高層次的知識網(wǎng)，以達到高效復習的目的。

三、結(jié)語

奧蘇貝爾有句名言：“教學過程的實質(zhì)在于有意識地影響和操縱學生的認知結(jié)構(gòu)變量，在于有效地控制被同化新知識意義的精確性、清晰性、穩(wěn)定性以及向新情境的可遷移性。”實踐證明，在中學化學教學中引進認知結(jié)構(gòu)同化模式，在效果上體現(xiàn)出知識連貫、學習效率提高、時間經(jīng)濟、負擔減輕、心情愉快和能力增強等優(yōu)勢，具有實踐意義。

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