高中化學實驗隨機進入教學發展學生元認知能力的分析

華建芹

【摘 要】隨著科技的發展，信息化時代的知識傳播速度快，內容和形式豐富，相比之下，學校的教育具有一定的滯后性，所以現代教育應滿足社會發展的需求，不但要傳授學生知識與技能，而且要教會學生自主學習方法。本文通過分析高中化學實驗的實際教學案例，結合元認知理論，探究如何在高中化學教學中提高學生的元認知能力，從而達到最高級的教學目標。

【關鍵詞】高中化學;實驗教學;元認知能力;培養策略

【中圖分類號】G633.8? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-8437（2019）28-0138-02

隨著科技發展的日新月異，信息化時代的知識傳播速度快、內容和形式豐富，相比之下，學校的教育具有一定的滯后性，所以現代教育應滿足社會發展的需求，不但要傳授學生知識與技能，而且要教會學生自主學習方法。元認知的理論為教育改革提供了嶄新的視角[1]。

1? ?元認知理論

由圖1可知，元認知的實質，是主體在認知活動中自我意識的形成以及自我的調控。表現在化學學習中，是指學生根據學習的任務和學習的內容以及化學的實驗過程采用適當的學習方式和學習策略，并且能夠合理分配學習資源，控制自己的學習狀況，總結經驗和教訓，進而改進學習方式以求得學習效果最優化。

此外，元認知可以使學生正確認識自己的學習活動，在不同的學習情境中選擇不同的學習策略，并且針對相似特點的學習材料選擇與此相似的學習方法，實現學習策略的遷移。

2? ?高中化學實驗隨機進入式教學策略

在化學實驗中，高中化學實驗的問題具有開放性特點，需要學生反復地進行試驗，排除各個環節所出現的問題，從而達到實驗目的。在傳統的化學實驗教學中，教師會直接演示完美的實驗步驟，呈現理想的實驗結果，最后分析實驗原理以及注意事項，在這樣的教學過程中，學生并沒有自己的認知空間，也就難以調動學生的元認知活動。而隨機式進入教學策略不同于傳統的實驗教學，教師在創設完教學情境后，讓學生自主進行實驗設計，教師再根據學生的陳述引導學生從實驗的各個方面進行檢查，得出最好的實驗方案。這種教學策略不僅適用于化學實驗的教學，還能夠提升學生的元認知能力。

3? ?高中化學實驗隨機進入教學培養元認知能力的過程與方式

第一，以學生已有的知識為切入點，從化學實驗出發，創設化學教學情境，激發學生的學習興趣;第二，根據學生原有的認知程度，簡要分析實驗內容，包括實驗目的、實驗藥品、實驗裝置、簡單操作等;第三，將問題引導貫穿于實驗的始終，利用問題發散學生的思維，引發學生反思自己的認知活動過程，從而發現自己在實驗中的不足并予以改正;第四，開展小組討論活動，在討論過程中，學生通過對比發現自己認知上的錯誤，并重新建立元認知，學生會從實驗原理、實驗過程等認真思考并調節自己的認知活動，從而完善自己的實驗流程。以“鐵離子與亞鐵離子的轉化和檢驗”為例，這部分知識是高中化學的重點及難點，根據該部分的知識進行案例分析[2]。

3.1? 知識回顧

教師以學生原有的知識為基礎，加強化學知識之間的聯系，引導學生回顧金屬鐵的物理性質及化學性質。學生通過回顧舊知識，進入新知識的學習。

3.2? 創設教學情境

首先，教師以故事進行課堂導入，充分激發學生的學習興趣，發散學生的思維。如北京市昌平區警察局接到舉報，反映在昌平區花園路的利民小區有一個“江湖術士”利用騙術向居民銷售“金瘡藥”。經過調查，其行騙的手段是：先用黃色的藥水消毒皮膚再用經“酒精”消毒的刀“割傷”皮膚給“鮮血淋漓”的傷口敷上沾有“金瘡藥”的紗布，幾分鐘后揭掉紗布，展示已經“愈合”的傷口。教師引導學生思考故事中體現的化學原理。

3.3? 介紹實驗探究流程

教師首先介紹化學實驗的一般流程，學生依據流程進行實驗設計，降低學生認知活動的難度。

反應原理→預案設計→論證評價→觀察現象→解釋現象→得出結論

3.4? 隨機進入教學

教師引導學生自主進行實驗，并且思考導學案中的問題。隨機進入教學為學生提供自主學習和合作學習的機會，從而使學生根據實驗目的主動地設計認知活動。第一，將學生分為小組;第二，教師布置實驗任務，實驗一：Fe2+轉化為Fe，實驗二：Fe3+轉化為Fe2+，實驗三：Fe2+與Fe3+的檢驗;第三，教師介紹實驗藥品：氯化亞鐵溶液、氯化鐵溶液、氰酸鉀溶液、鋅粉、碘化鉀溶液、維生素C、高錳酸鉀溶液、過氧化氫溶液、稀硝酸溶液;第四，教師提出問題，問題1：亞鐵離子轉化為鐵離子，化合價升高，需要加入什么物質？問題2：鐵離子轉化為亞鐵離子，化合價降低，需要加入什么物質？問題3：可以做氧化劑的物質，以及可以做還原劑的物質。學生根據問題思考化學實驗所需的藥品和裝置，自主進行試驗;第五，小組成員將實驗過程和實驗結果進行總結，小組代表統一匯報。

3.5? 發展學生思維

教師通過問題使學生反思自己的實驗流程，促使學生進行元認知思考，從而監控自己的認知活動。教師提出以下問題，問題1：實驗中藥品的滴加順序是什么？問題2：實驗過程中有什么實驗現象？問題3：實驗中藥品的滴加順序是什么？問題4：利用所給藥品，Fe2+與Fe3+有幾種轉化方式？問題5：KSCN溶液的作用是什么？問題6：如何驗證轉化結果？學生根據問題回顧自己實驗流程中的不足。

3.6? 小組合作討論

這一步的小組討論是為了讓學生進行總結和反思，進而調節自己的認知活動。教師引導小組通過討論解決以上問題，并得出結論。如圖2。

3.7? 學習效果評價

引導小組總結本節課的收獲，總結試驗方法和驗證方法。學生通過互評和自評，并結合教師的評價，對比自己與其他學生的活動，從而反思自己的認知水平，進而深度發展自己的思維。

在高中化學實驗中對學生進行元認知能力的培養，需要教師在訓練初期進行精心的準備，鼓勵學生對自我認知活動進行反思和監控，以化學實驗的多面性引發學生認知水平飛躍發展。

【參考文獻】

[1]戴媛.學困生與學優生高中化學學習中元認知水平研究[D].江西師范大學，2017.

[2]束婷婷，吳瓊.高中化學實驗隨機進入教學發展學生元認知能力的研究[J].教師教育論壇，2017（4）.