高中化學實驗隨機進入教學發展學生元認知能力的分析

蔡明茹 陳文良

(福建省泉州市城東中學 362000)

采用隨機進入教學方法開展高中化學實驗授課，具有一定的超前意識，可以顯著提升高中生的元認知水平.文章對隨機進入教學法在高中化學實驗中應用來強化學生元認知能力的內容進行了研究分析，為更好的開展高中化學實驗教學提供幫助.

一、元認知能力培養的價值分析

所謂元認知，指的是人類對本身思維與學習活動的意識與理解，采取一定方式調節記憶思維與學習過程.如果學生學習能力較強，對本身學習過程可以進行有效監管，可以通過元認知能力處理具體問題.學生學習成績不佳，學習中策略應用不當，思考時缺乏整體性，對于已掌握信息和目標間的關系不能及時發現.新手學習和專家型學習的差異表現為：后者可以利用元認知能力去思索，能夠在學習時與目標緊密結合，從而進行學習策略的適時調整.因此，對學生元認知能力進行培養，并且在學習過程中有效滲透，對于學生學習效率的提升意義重大.

二、通過隨機進入模式進行學生元認知能力培養的相關分析

綜合性、復雜性、開放性是高中化學實驗教學的主要特點，表明了實驗知識是不良結構知識，具有無確定的規則.并沒有完全給定實驗信息，而是在學生的現有知識結構中隱藏，所以，需要學生利用多種途徑來獲取實驗結論.應該從學生基本需求入手進行化學實驗學習，基于多樣化的學習方法，與本身的操作技能與理論知識相結合來探究問題處理方法的過程.相比較于其他化學知識，化學實驗的學習顯得更加高級，需要學生的策略性知識更強一些，高級學習的本質其實即為通過元認知能力，通過多樣化學習方法來處理問題.

開發和應用隨機進入式教學模式，就是通過多種方法教學化學實驗這種不良結構知識內容，對單一視角下不能全面理解和認識知識的問題進行解決.通過隨機進入模式開展化學實驗教學具體程序為：教學情景的構建——隨機進入教學——拓展與強化思維——組合合作分析——思考與評價.

教師把教學情景創設出來，隨機引導學生進行學習，教師拋設能夠強化學生認知能力的問題，引導學生對本身的思維模式進行思索與監督，它的教學原理類似于“產婆術”的對話教學模式.此學習過程能夠調節學生認知活動，反思思考學習中遇到的困境，即為元認知過程，這種教學方法不但可以協助學生從多方位認識知識，而且對于其元認知能力的強化也具有重要價值，在提升了學生這種能力后，也養成了學生利用元認知能力思考、學習其它知識的能力，進而漸漸培養他們的“專家型學習”能力.

三、具體的教學方法闡述

首先，從學生的現有知識儲備入手，研究分析化學實驗內容，實現化學課堂情境的創設，引導學生積極、高效的學習.其次，在學生原有認知程度的基礎上，對實驗內容進行簡單分析，主要涉及實驗目標、相關藥品、實驗器材、操作步驟等.再次，在實驗的始終貫穿和融入問題，通過問題將學生思維打開，讓學生對自身認知活動過程進行有效的反思，進而找出實驗過程中的問題并進行糾正；最后，創設活動研討小組，通過討論、比較，讓學生找出自身元認知方面的不足，并進行元認知的再次建立，引導他們從實驗原理與過程等完成自身認知活動的調節，進而不斷豐富實驗流程和經過.以“鐵離子和亞鐵離子轉化與檢驗”的知識點為例展開研究與分析.在高中化學教學中，這部分知識屬于難點和重點，基于此部分知識實施案例研討.

1.回顧知識點

我們以學生原有的知識入手，強化各個知識點間的練習，引導其對金屬鐵的化學性質以及物理性質進行回顧.通過引導學生對舊知識的回顧，從而更好的學習新知識.

2.教學情境的創設

首先，課堂導入的時候我們可以選擇故事的方法，將學生的學習積極性充分調動起來，開拓其學習思維.比如，在某市某區中，公安局接到舉報電話，反映小區中有個“江湖術士”，通過騙術把“金瘡藥”的紗布賣給市民，隔一段時間把紗布揭掉，隨后把已經“愈合”的傷口公布于眾.引導學生對故事內的化學原理進行思考和分析.

3.實驗探索流程的介紹

首先把實驗的基本流程闡述給學生聽，學生按照流程進行設計和實驗，從而把他們認知活動難度降低.

相關原理——設計預案——評價論證——現象觀察——現象闡釋——結論獲取

4.教學活動的隨機進入方法

給學生一定的時間，讓他們自行探究完成實驗，并對導學案中的問題進行思索.隨機的向教學活動中進入，從而將合作學習和自主探究學習的機會為學生提供了出來，引導他們按照實驗目標和內容，將認知活動主動的設計出來.其一，劃分學生為多個學習小組；其二，教師進行實驗任務的布置和安排，第一個實驗：轉化Fe2+為Fe；第二個實驗：轉化Fe3+為Fe2+；第三個實驗：檢驗分析Fe2+和Fe3+；其三，把實驗藥品介紹給學生認識：氯化鐵液體、氯化亞鐵液體、碘化鉀、鋅粉、稀硝酸、過氧化氫、高錳酸鉀、維生素C；其四，進行問題拋射：第一個問題，轉化亞鐵離子為鐵離子，升高了化學價，需要把何種物質加入進去.第二個問題：轉化鐵離子為亞鐵離子，降低了化合價，需要把何種物質加入進去；第三個問題，哪些物質可以作還原劑；以及哪些物質可以作氧化劑.學生按照問題思索所需的實驗器材與藥品，自主完成實驗探究.其五，讓小組成員總結實驗經過與結果，然后安排一個代表進行統一上報.

5.強化學生思維

通過設置的問題，引導學生對自己的實驗流程進行反思，推動他們展開元認知分析和思索，進而對自身認知活動進行監控.隨后把以下問題拋設出來：第一個問題，實驗中，按照什么順序滴加藥品？第二個問題，有哪些實驗現象存在于實驗過程中？第三個問題，通過所提供的藥品，Fe2+和Fe3+的轉化方式有哪幾種.第四個問題，KSCN溶液有何作用.第五個問題，轉化結果如何進行正確驗證？學生按照問題，對自己實驗中的缺陷和不足進行回顧.

6.組內成員討論

再次進行組內討論，是為了引導學生進行反思與總結，進而對自身的認知活動進行調節.引導各個小組利用討論把上述問題解決掉，并給出自己的結論.如下圖所示：

7.評價學習效果

引導各個小組對此節課的收獲進行總結，歸納分析試驗與驗證策略.學生利用自評與互評，并與教師評價相結合，比較自身和其他組員的活動，進而對自我認知水平進行反思，從而完成自我思維的深度發展.

總之，在高中化學實驗課堂中融入元認知學習模式，引導學生更好的計劃、調節與監控本身的學習活動，進而把學習的實效性提升，并優化自身的思維.基于上文分析得知，分析高中化學實驗內容屬于高級學習，優越的元認知水平，可以對化學實驗的學習方法進行有效調整，而學習化學實驗，又能夠很好的發展學生元認知能力.在構建主義理論基礎上形成的隨機進入式教學模式，它的教學重點為：在高級、復雜的知識教學面前，注重利用多種方式向相同的教學內容中進入，進而讓學生獲取對多重的、完整的意義建構.在高中化學實驗教學中非常適合應用隨機進入教學模式，是發展學生元認知能力的重要方法.