化學實驗教學中學生反思能力培養(yǎng)的實踐

陸庭鑾

摘要：從學生實驗學習中反思能力的現(xiàn)狀分析提出問題，對反思及反思能力進行概念闡述，厘清反思能力3個要素之間的關(guān)系，提出化學實驗教學中學生反思能力的培養(yǎng)思路，利用問題教學培養(yǎng)學生的反思意識、過程反思、實踐反思與延伸反思等各方面的能力，促進學生自主學習、深度學習。

關(guān)鍵詞：實驗教學；反思能力；問題設(shè)置；深度學習

文章編號：1005–6629（2017）11–0039–05 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 反思能力的研究背景與內(nèi)涵

在化學教學中，應凸顯學生的主體地位，讓學生主動學習，學會自主學習，增強質(zhì)疑與批判意識，強化對自我認知過程的監(jiān)控與評價，要實現(xiàn)這樣的目標，必須培養(yǎng)學生在化學實驗學習中的反思能力；從實踐層面講，“學會學習”是現(xiàn)代教育對人才培養(yǎng)的目標總要求，學生在學習過程中必須形成適應終身發(fā)展與社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，反思能力是關(guān)鍵能力之一，培養(yǎng)學生反思能力是“核心素養(yǎng)”培養(yǎng)目標的具體要求，社會的發(fā)展與進步需要反思型人才。

對于反思，洛克認為，反思是對獲得觀念的心靈的返現(xiàn)自照，心靈獲得不同于感覺得來的觀念的觀念[1]；杜威認為，反思是對任何信念或假定的知識形式，根據(jù)支持它的基礎(chǔ)和它趨于達到的進一步結(jié)論而進行的堅持不懈的和仔細的考慮[2]，伯萊克認為，反思是立足于自我之外的批判性地考察自己行動及情景的能力，與思維的批判性一致[3]；建構(gòu)主義理論則認為，學習不是單純被動地接受，而是主動建構(gòu)知識的過程，在這個過程中學習者通過反思，修改與提煉自己的認知的策略，其核心特征是：監(jiān)控、診斷和反思[4]；熊川武對反思的理解就是“元認知”，學習者對自己學習過程的一種認知與監(jiān)控，對自己學習結(jié)果的一種評價[5]。綜合認為，反思是一種重要的心理活動，同時也是一種思維活動，它的特點是有很強的批判性，是對自我認知的認知。

反思能力是在反思活動中形成與發(fā)展起來的，是一種涉及批判性思維、選擇、決策與自我管理的能力，是自我管理與自我監(jiān)控的的體現(xiàn)[6]。反思能力可分為：反思意識、反思技能與反思毅力等3個方面[7]。這三者之間的關(guān)系是相互促進、相互影響的，反思意識是形成反思技能的前提，強烈的反思意識會促進反思技能的形成，反思毅力則會促進反思技能的執(zhí)行；反過來，反思技能的形成與執(zhí)行會強化反思意識與反思毅力，良好的反思意識會促進、保持個體的反思毅力，反思毅力也會增強反思意識，具體關(guān)系如圖1。

2 化學實驗教學中反思能力的培養(yǎng)思路與策略

2.1 問卷調(diào)查及啟示

本研究中主要就化學實驗學習中學生反思能力構(gòu)成的3個方面（反思意識、反思毅力及反思技能）進行調(diào)查與分析，形成解決問題的策略。從反思意識看，大部分學生反思意識較弱，或多或少地存在著反思意識，但往往是被動的，主動參與反思意識不夠強烈；從反思毅力看，學生在實驗中缺乏記錄疑難問題及實驗后小結(jié)的意識，高達42%左右的學生顯示出反思毅力較差。從反思技能看，經(jīng)驗反思、對比反思及交流反思做得還不夠，特別是創(chuàng)新反思的技能特別弱（只有8%的學生）。

調(diào)查結(jié)果顯示，學生在化學實驗學習中的反思能力普遍較弱，表現(xiàn)為反思意識不強，反思技能單一，反思毅力不持久。反思能力是高階思維能力，是可以培養(yǎng)及提高的，在實驗教學中，利用活動，創(chuàng)設(shè)有價值的問題，觸發(fā)學生的有效思維，提高思維的品質(zhì)，強化反思。

2.2 培養(yǎng)思路與策略

化學實驗教學可以培養(yǎng)學生的反思能力，教學思路如圖2所示。通過設(shè)置常規(guī)問題與反思問題相結(jié)合的方式引發(fā)反思意識，通過在教學活動中設(shè)置問題指導學生過程反思，通過交流研討促進實踐反思，養(yǎng)成延伸反思的好習慣。從教學環(huán)節(jié)分析，可以將反思教學分為：引發(fā)反思、過程反思、實踐反思、延伸反思；從教師活動角度看，又可分為：激發(fā)反思意識、指導過程反思、指導實踐反思、指導延伸反思；學生活動包括：關(guān)聯(lián)認知、激發(fā)問題，體驗探究、問題實踐，內(nèi)化遷移、問題解決，整合延伸、問題拓展。各個線索之間是相互關(guān)聯(lián)、相互影響的。反思的環(huán)節(jié)指導著活動設(shè)計及培養(yǎng)能力，教與學活動的推進影響著學生反思能力的高低，而反思能力的水平高低又進一步推動著教與學的推進。活動是知識的載體，更是能力形成的載體，在活動中加強學生反思技能與策略的指導，促進學生對知識的意義建構(gòu)。

反思性問題的設(shè)計是培養(yǎng)學生反思能力的重要一環(huán)，問題設(shè)計的優(yōu)劣直接影響著學生反思能力的培養(yǎng)與提升。反思性問題的設(shè)計一般遵循以下的原則：一是能促使學生產(chǎn)生強烈的認知沖突。讓學生從已有的認知中學會關(guān)聯(lián)，學會思考，產(chǎn)生沖突，進而產(chǎn)生探究的欲望，有較為顯著的反思意識。二是設(shè)置的問題能促進學生深度思維。反思思維某種意義上就是一種涉及深度學習的思維，楊玉琴等研究表明，深度學習過程可概括為：情境、內(nèi)化、反思、建構(gòu)過程[8]，反思中建構(gòu)知識需要分析、評價與創(chuàng)造等思維，不僅僅解決“是什么”、“為什么”等問題，更要讓學生思考：“如何做”（技能性知識），“如何評價”（評價性知識），“如何改進或創(chuàng)新”（創(chuàng)造性知識）。三是設(shè)置的問題應有批判性。關(guān)鍵是帶有濃烈的“批判”色彩，如，“這個方案是否合理”“這個方案有哪些優(yōu)缺點”“有無更優(yōu)的方案”等。

3 教學實踐

現(xiàn)以二氧化碳與氫氧化鈉反應教學為例，從引發(fā)反思、過程反思、實踐反思及延伸反思階段闡述如何有效地進行反思教與學，提高學生的反思能力。

3.1 引發(fā)反思

引發(fā)反思，實際上就是引發(fā)學生主動積極的反思，提高反思的意識與興趣。具體實施建議如下：（1）創(chuàng)設(shè)有價值的問題情境；（2）設(shè)置常規(guī)性問題與反思性問題，引導學生深入探究的欲望；（3）在解決問題的過程中，教者適度引導并進行客觀評價，引發(fā)學生反思。endprint

實驗情境：展示一個趣味實驗，在一個收集滿二氧化碳氣體的集氣瓶中注入氫氧化鈉溶液，迅速在瓶口放置一個煮熟的雞蛋，觀察現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象：雞蛋掉進集氣瓶中。

問題1：從已學的知識思考與判斷，可能有哪些因素導致雞蛋掉下去？（常規(guī)性問題）

學生：外在壓力將它“壓”下去，或者瓶內(nèi)壓強減小導致雞蛋被“吸”進去。

問題2：哪種可能性大？判斷依據(jù)？（常規(guī)性問題）

學生：在實驗過程中沒有外部的壓力存在，那只能是集氣瓶內(nèi)部的壓強減小了。

問題3：內(nèi)部壓強減小會有哪些可能？你有什么猜想？（常規(guī)性問題）

學生：可能是雞蛋與二氧化碳的作用，導致二氧化碳減少，壓強減小；也可能是二氧化碳溶于水或與水反應導致氣體壓強減小。

問題4：以上是圍繞已有的知識猜想的，反思一下，以上方案的合理性？再請繼續(xù)反思，有無其他可能原因？（反思性問題）

學生：從已學的知識可知二氧化碳能與水反應，導致氣體壓強減小，存在合理性；雞蛋能否與二氧化碳作用可進行實驗：在一個收集滿二氧化碳氣體的集氣瓶口放置一個煮熟的雞蛋，觀察雞蛋能否掉下去，從而可判斷此猜想是否合理。

學生（疑惑）：有無可能二氧化碳能與氫氧化鈉發(fā)生反應？（此知識對于學生是陌生的）

教師：二氧化碳與水反應會導致二氧化碳氣體減小，從剛才的討論，大家對前面知識的學習較為扎實。但二氧化碳能否與氫氧化鈉反應，雞蛋掉下去的道理究竟是什么？這就是本節(jié)課我們共同討論的課題。

此教學片斷通過創(chuàng)設(shè)一個實驗情境，在問題的引領(lǐng)下不斷深入思考，不斷反思，起到促思、增疑的效果，問題的設(shè)置促進了學生關(guān)聯(lián)已學的相關(guān)知識，從中尋找解決（猜想）問題的原理，在此基礎(chǔ)上，再通過設(shè)置問題引發(fā)學生深度思考（反思），進一步作出其他可能的猜想，在此基礎(chǔ)上，教師作出一定的評價并引入課題，整個引入過程學生一直處于積極的思維之中，淺層思維與反思相結(jié)合，促進有效學習的開始。

3.2 過程反思

在教學過程中，為促進深度學習，就必須培養(yǎng)學生主動積極監(jiān)控自己的學習行為與學習結(jié)果，以期達到深度理解的目的。在過程反思中提出如下建議：（1）組織學生學習新知識；（2）在知識重點處、疑難處、易錯處、“異常”處設(shè)置反思問題，幫助學生同化知識、避免犯錯，明晰“異常”的真正原因；（3）指導學生運用經(jīng)驗反思、交流反思等反思技能解決問題，并采用“追問”、“反問”、“設(shè)問”等進一步幫助學生解決問題；（4）及時總結(jié)，并作出評價，完善知識體系。

實驗1：在氫氧化鈉溶液中通入一定量的二氧化碳氣體，觀察現(xiàn)象。

現(xiàn)象：整個過程中沒有出現(xiàn)沉淀等明顯現(xiàn)象。

問題1：沒有現(xiàn)象就表明不反應嗎？圍繞已學知識，作出判斷。（常規(guī)性問題）

學生：有些反應進行了但沒有現(xiàn)象，如二氧化碳能與水反應，就沒有現(xiàn)象。

問題2：從已學知識回憶，如何創(chuàng)設(shè)現(xiàn)象證明二氧化碳與水反應？如何創(chuàng)設(shè)現(xiàn)象證明二氧化碳能否與氫氧化鈉反應？（常規(guī)性問題）

學生：通過滴加紫色石蕊試液，觀察溶液的顏色加以判斷，因為二氧化碳與水反應生成了一種酸，使紫色石蕊試液變紅色。此原理同樣運用到二氧化碳與氫氧化鈉的反應上，可用無色酚酞試液加以檢驗。

教師：你認為會有什么現(xiàn)象？（常規(guī)性問題）

學生：溶液顏色會發(fā)生變化。

圍繞這個設(shè)想，進行實驗2。

實驗2：在一定濃度的氫氧化鈉溶液中滴加無色酚酞試液，呈紅色，在此溶液中通入二氧化碳氣體，觀察現(xiàn)象。

現(xiàn)象：溶液顏色沒有變化，呈紅色。

問題3（學生疑惑）：此現(xiàn)象與同學們預想的不一樣（應有顏色的變化），顏色沒有變化是否說明沒有反應？或是操作上有問題？或是此試劑不適用？（反思性問題）

學生討論、交流。

生甲：根據(jù)已學知識，二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和水，氫氧化鈣與氫氧化鈉物質(zhì)類別上都屬于堿，可以類比，二氧化碳能與氫氧化鈉反應。查閱了相關(guān)資料，確實可反應生成碳酸鈉和水。氫氧化鈉溶液呈堿性，顏色不變是否說明碳酸鈉也呈堿性。

生乙：是的，碳酸鈉溶液呈堿性，說明用酚酞試液檢驗反應是否發(fā)生是不合理的。

教師：通過剛才的學習活動，通過問題的解決以及反思活動，對此反應的認識更加深刻了，可以得出，有些反應不一定有現(xiàn)象，利用試劑創(chuàng)設(shè)現(xiàn)象可以檢驗反應的發(fā)生，但利用試劑檢驗時需慎重，不能簡單地加以類比，否則會導致推理的錯誤。

學習過程是教師通過問題教學不斷引導學生深度學習，提高學生思維能力的過程。在學習過程中不斷引導學生反思，診斷學習行為與結(jié)果，使學習的過程更有意義。從上面的學習過程看，運用了聯(lián)想、關(guān)聯(lián)、類比、實驗等學習手段，當實驗結(jié)果與已有的判斷（預測）不相一致時，促發(fā)學生不斷地反思與重新判斷，再通過合作交流、教者指導等方式，使問題的真相一步步顯現(xiàn)，促進了學生積極有效地學習。

3.3 實踐反思

實踐反思強調(diào)的是學生通過學習相關(guān)基礎(chǔ)知識后，學會提出問題，通過設(shè)計方案、實施方案解決問題，通過反思活動，學會方案的評價與優(yōu)化，從而提高自身的實踐反思能力。對于實踐反思提幾點建議：（1）對于主題學習內(nèi)容通過思考提出有價值的問題；（2）圍繞提出的問題，自行設(shè)計方案，并自主進行實踐探究活動；（3）運用反思技能：比較反思、分析反思、評價反思、創(chuàng)新反思等對方案進行評價，匯報反思結(jié)果；（4）完善結(jié)論，教師總結(jié)并加以評價。

問題：如何設(shè)計實驗方案證明二氧化碳確實與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應？（常規(guī)性問題）

學生分組討論、交流，確定實驗方案，進行實驗，匯報實驗情況。

學生組1：向一個盛滿二氧化碳氣體的礦泉水瓶里加入少量的氫氧化鈉溶液，立即蓋緊瓶塞，振蕩，觀察到礦泉水瓶變癟，通過此現(xiàn)象，我們得出“氫氧化鈉溶液與二氧化碳能夠發(fā)生反應”的結(jié)論。endprint

質(zhì)疑（其他組學生）：這個方案存在問題。我們認為，礦泉水瓶變癟不能證明二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生反應，也可能是二氧化碳與水發(fā)生反應導致的。

教師：那在原實驗方案的基礎(chǔ)上如何改進使得實驗能準確地說明問題呢？（反思性問題）

學生組1（討論、交流與實驗）：我們組經(jīng)討論反思認為，缺少對比實驗。可以增加一個實驗：另取一個礦泉水瓶，倒入等量水，振蕩，通過比較兩個礦泉水瓶變癟的程度不同。我們通過實驗觀察到的現(xiàn)象是：加氫氧化鈉溶液的礦泉水瓶變癟的程度較大。

質(zhì)疑（其他組學生）：經(jīng)過改進后，通過對比實驗增加了結(jié)論的可信度。但我們組討論認為，對比實驗的關(guān)鍵是控制變量，組1的實驗并不能完全說明實現(xiàn)了變量的控制。

教師：那你們認為實驗方案還存在哪些不足？（反思性問題）

回答（其他組學生）：你們組能保證前后2次用的礦泉水瓶（材料、厚薄）一樣嗎？若不能保證，那就表明方案存在一定的缺陷。

學生組1（敬佩）：是的，只有保證前后2次用的礦泉水瓶一樣，才使實驗結(jié)論更具有可信度。我們討論后認為前后實驗用同一個礦泉水瓶實驗才能確保實驗結(jié)論的準確。

教師：通過剛才同學們的自主學習與質(zhì)疑過程，完善了實驗方案，說明了同學們已有了一定的反思能力與水平，對于某一知識，我們應善用懷疑的態(tài)度處理，多角度思考，才能對知識有全面的認識。那么，反思一下，在此方案基礎(chǔ)上，同學們有無其他的思路證明兩者的反應呢？（反思性問題）

學生組2（討論與交流）：我們組討論認為，可以圍繞產(chǎn)物的性質(zhì)設(shè)計實驗證明反應的發(fā)生。碳酸鈉能與酸反應生成二氧化碳，可在反應后的溶液中滴加稀鹽酸，我們在實驗中發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生，讓該氣體通入到澄清石灰水，發(fā)現(xiàn)變渾濁，根據(jù)已學知識知道，這的確能證明溶液中含有碳酸根離子。

教師：很不錯的方案，此方案是從產(chǎn)物的角度思考的，與學生組1設(shè)計的思路不同。其實從這個案例可思考總結(jié)一下，要證明一個無現(xiàn)象反應能否發(fā)生，證明的思路可從反應物的減少與生成物的產(chǎn)生兩個角度展開思考。學習的過程就應該是不斷思考與總結(jié)歸納的過程。

整個過程體現(xiàn)了學生的自主學習，自主學習的一個重要的特征就是：監(jiān)控、診斷與反思。

學習在學生不斷反思的過程中螺旋式提升，教師在學生的學習過程中，只是起到適時點撥與幫助作用，整個實踐過程充滿了思維碰撞與交流互助的氣氛，促進了知識的意義建構(gòu)。

3.4 延伸反思

學習不止，反思不斷，反思的過程理應貫穿于整個學習的始終，不僅如此，還應強化對知識的拓展與延伸，通過設(shè)置拓展性問題，讓學生帶著這些問題回顧整理知識，深化知識，起到鞏固、深化知識的目的。對于延伸反思有兩點認識：（1）延伸反思的主陣地可以在課堂，也可以在課外；（2）反思的問題不是課堂所學知識的重復，是知識的深化與延伸。

設(shè)置有關(guān)問題（串），供同學們課后進行反思，不斷提高思維的品質(zhì)。

問題1：在兩者反應后溶液中，滴加少量的稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)并沒有氣泡產(chǎn)生？是什么原因?qū)е碌模渴遣僮麇e誤？或是藥品有問題？或是其他原因？（反思性問題）

問題2：二氧化碳與氫氧化鈉反應時，兩者的量的不同會對反應產(chǎn)物造成什么影響？如何用實驗證明？（反思性問題）

好的反思問題就是一個高級組織者，它會讓學生在解決問題的過程中，通過一系列的活動體驗與心智操作[9]，達到使學生的思維能力不斷提升的目的。以上兩個問題都是針對課堂的主干知識而提出的，源于基礎(chǔ)而高于基礎(chǔ)，這些問題會引領(lǐng)學生向知識的縱深處進發(fā)。

4 幾點思考

實驗教學中學生反思能力培養(yǎng)的實踐過程中，教師的作用不可忽視，雖然教師處于的地位是“引導”，但學生能否由“被動”反思向反思的“自動化”有效轉(zhuǎn)變，取決于教師的教學反思能力水平的高低及教學智慧的積淀。

實驗教學中學生反思能力的培養(yǎng)中不可忽視反思毅力的因素，這種“痛苦”的過程需要經(jīng)歷很長的一段時間，應不斷地強化與引導，確保反思能力培養(yǎng)的常態(tài)化與持續(xù)化。

在化學實驗教學中生成性的因素較多，如何更有效地指導學生利用生成性的資源進行教學，培養(yǎng)學生的反思能力值得思考，如何從定性與定量角度制定評價的標準還值得探討。

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