基于知識遷移的問題情境解決力提升策略

黎旭陽

摘 要：知識遷移是學生解決真實問題情境的必備能力，同時也是化學學習的重要方式之一。為適應化學學科的獨特性，教師教學中應有意識的運用遷移規律和遷移策略進行教學，幫助學生建立生活知識和化學知識的雙向遷移。本文以氯水性質教學片段為例，介紹在真實問題情境中引導學生實施新知識與原有知識雙向遷移，最終達成知識建構的過程。

關鍵詞：知識遷移;特征點;問題情境

社會經濟、科技迅猛發展，對學生終身發展提出了要求。普通高中課程方案（2017年版）明確指出，普通高中課程是著力發展學生核心素養，以培養學生具有理想信念和社會責任感、具有科學文化素養和終生學習能力、具有自主發展能力和溝通合作能力為目標。“高中化學學科核心素養是高中學生發展核心素養的重要組成部分，是學生綜合素養的具體體現”[1]。在教學實踐中發現，知識遷移在學生化學學科核心素養形成上能夠起到促進作用。

一、化學學科核心素養中蘊含著知識遷移能力要求

高中化學課程標準為教師教學和學生的學習提供了明確的指引，課程標準中的課程目標從素養的五個維度提出了具體的要求。在課程目標的描述中包含了大量的可以觀察和測量的行為動詞（見表1），這些行為動詞將學科核心素養可視化，為教師評價課堂教學質量、學生自我評價提供了的依據。

經過整理發現，記住、說出、背誦、默寫等以回憶和復述為特征的行為已經不再作為達成課程學習目標的評價依據，這一類目標屬于較低層次的認知學習目標水平。因此，為了能夠有效的評價學生經過學習后所形成的關鍵能力，觀察、發現、預測等較高層次的認知性學習、技能性學習、體驗性學習目標水平成為了評價學生是否具有學科素養的標準。“學習遷移是檢驗原先的學習或教學質量的最可靠指標。”[2]老師們經常要求學生們做到“觸類旁通”、“舉一反三”、“聞一知十”等，從目標與內涵上看，就是要求學生能夠在真實情境中運用原有知識發現問題和解決問題。學生要達成這些目標，就需要具備知識遷移的基礎，掌握知識遷移的技巧，形成自主進行知識遷移習慣。。

二、知識遷移是關鍵能力之一

大多數老師都有共識，經過有目的反復訓練，學生不同知識維度的知識認知程度都能夠有所提升。事實性知識維度，能加深事實性知識的記憶和理解，令事實性知識重現更加準確。概念性知識維度，能夠從個案中提煉出共有成分，能夠選擇并使用概念分析案例。程序性知識維度，能夠提高程序性知識的使用技能。

在實際教學中，教師們也開始關注以下情況，部分已經具備了事實性知識、概念性知識和程序性知識的學生，在真實情境中卻無法發現情境中隱藏的問題，或者是面對已經出現的真實問題無法進行有效分析和提出解決方案。經調查發現，真實問題情境的包含的事實性知識不在學生所儲備的知識中，學生無法從儲備知識中直接獲取相關的支撐。在解決這些陌生問題的過程之前，學生需要將真實情境材料信息的特征點與儲備知識的特征點進行比對，通過比對之后從儲備知識中篩選出類似的事實性知識，然后選擇適用的概念性知識進行歸類分析或合適的程序性知識嘗試問題解決。所以，日常教學中僅關注學生事實性知識的儲備量、概念性知識的使用策略、程序性知識的熟練程度并不能幫助學生提高應對真實問題情境的能力，過度的強化這些方面還有可能制約學生思維的發展，產生不良影響。真實問題情境解決是基于原有知識水平的知識遷移和學習，是學科關鍵能力的體現。要培養和形成學科的關鍵能力，還需要在日常學習中培養學生知識遷移的能力。

三、元素及其化合物模塊知識遷移教學策略。

奧蘇伯爾認為，知識遷移可以通過控制三個認知結構變量來實現，即原有知識的可利用性、原有知識的鞏固性、新舊知識的可辨別性。

中學化學科知識繁多，它們分布到了化學學習的各個階段。基于分類觀的教學策略指引下，可以大致歸類成元素及其化合物、化學反應原理、有機化學等。不同的知識模塊有著不同的教學策略，但是知識遷移能力在任意一個模塊的學習中都是必須的。

元素化合物知識是學生認知化學世界的基礎知識，解決真實情境中的問題和建構化學觀念的必備知識。元素及其化合物知識有分布面廣、系統性不明顯特點，因此，大部分教師采用學習任務單、導學案、合作學習等為載體將零散的知識梳理歸納。學生在學習經典案例，完成相關鞏固提升訓練中識記知識。但是，在這種教學模式下，學生獲得的元素及其化合物知識是一個獨立的模塊，若干個模塊之間相互獨立沒有建立聯系。筆者認為，學生不僅要以識記元素及其化合物性質為目標，更應掌握探索陌生元素及其化合物性質的策略和方法。為適應學生終生學習的需求，教師應在教學中搭建平臺，讓學生了解和掌握探索新知識的策略。

新制氯水性質教學片段：

師（演示實驗）：請同學們回憶九年級化學課程中的一個實驗，除去氧化膜的金屬鎂條投入稀鹽酸中的現象。

生（觀察和回憶）：鎂條表面有氣泡生成，一段時間后鎂條溶解。經實驗證明氣體是氫氣，所以鎂與酸反應生成氫氣和氯化鎂。

師：向置于點滴板凹槽中的一小段除去氧化膜的鎂條滴入幾滴新制氯水，各位同學觀察現象。

生（觀察）：鎂條表面有氣泡。

師：對比兩個實驗，它們有共同的特征點嗎？基于這些共同特征點，你預測新制氯水可能具有的性質？

生（討論）：共同點是鎂條在兩種溶液中都有氣泡生成。初中學習后知道活潑金屬與酸發生置換反應生成氫氣，現在觀察到鎂條遇到新制氯水也有氣體，因此，依據金屬活動性順序和置換反應，預測新制氯水具有酸的性質。

師（評價）：同學們觀察很仔細，也做出預測，接下來能否設計實驗證明你預測，新制氯水具有酸性？

生（不假思索）：使用紫色石蕊試紙。在紫色石蕊試紙上滴幾滴新制氯水，如果變成紅色，就能夠說明新制氯水有酸性。

生（實驗）：向置于點滴板凹槽中的紫色石蕊試紙滴入一滴新制氯水。

生（觀察）：紫色石蕊試紙變紅，然后紅色很快褪色。試紙變紅說明新制氯水有酸性，證明預測成立。但是變紅的石蕊試紙迅速褪色，說明新制氯水不僅有酸性，還有其他性質。

師（評價）：我們通過紫色石蕊試紙的變色情況證實了我們的預測。但是同時又給我們帶出新問題。新制氯水中不僅有酸，還有其他物質，這個或這些物質是什么？不如我們仔細對比試劑瓶中的鹽酸溶液和新制氯水。

生（觀察）：鹽酸溶液是無色透明，新制氯水是黃綠色。黃綠色是氯氣的顏色，所以新制氯水中有氯氣，剛才起漂白作用的可能是新制氯水中的氯氣造成的。

師（演示實驗）：置于干燥的氯氣中干燥的紫色石蕊試紙

生（觀察，討論）：紫色石蕊試紙既不變紅也不褪色，說明起漂白作用的不是氯氣，另一個方面又證明了新制氯水中有一種新的物質。

師（評價）：經過預測與實驗證實，現在關于新制氯水能夠達成以下共識：有酸性，有漂白性，起漂白作用的物質不是氯氣。

師：由于實驗條件有限，沒法用實驗來找出未知物質的時候，我們可以依據化學反應發生的原理嘗試通過書寫方程式來預測生成的物質。

師：現在我們梳理一下已經確認的信息，新制氯水是氯氣通入水中獲得、溶液中有氯氣、氯氣不具有漂白性、新制氯水有酸性和漂白性。根據這些已有信息，能做出怎樣的預測？

生（討論）：依據元素守恒，所以只含有氯元素、氫元素和氧元素。預測新制氯水中含有鹽酸。

師（評價）：非常好，依據預測得到的鹽酸，請各位判斷反應這個反應的類型，并嘗試推測并寫出反應方程式？

生（討論）：兩個物質分別是非金屬和水，與置換反應和復分解反應特征不符合，所以嘗試從氧化還原反應角度考慮。氯氣中氯為0價，鹽酸中氯為-1價，化合價降低，所以這個反應是氧化還原反應。依據氧化還原反應原理，氯的化合價降低，所以必定有一種元素的化合價升高。水中氫元素已經是最高價態，氧元素是-2價可升至0價，得到反應方程式為，Cl2+H2O=HCl+O2。

師（評價）：同學們在分析的過程中使用了“元素守恒”、“氧化還原”兩個工具進行分析，得出結論。但是結論中的物質中，哪一個物質能夠起漂白作用？

生：……

上述教學片段中，教師沒有采用先直接告知新制氯水成分，后使用實驗證明的教學策略，而是基于學生原有知識，關聯新舊知識可辨特征點，搭建知識遷移通道（見表2）。學生利用老師搭建的知識遷移通道進行雙向遷移完成新知識的建構，而且還學習了探究新物質的過程和方法，為后續學習奠定基礎。

（二）化合價升降 氫氣和氧化銅—氧化還原→氯氣和水

結語

運用所學知識解決真實情境中的問題是學生終生發展的關鍵能力，解決真實情境中的問題不僅要有豐富的學科知識，更加需要掌握有效的解決問題的方式方法。甄別真實問題情境信息，選擇原有知識進行遷移預測，運用合適的方法進行研判，這是學生需要掌握的解決問題的技能。日常教學活動涉及的知識內容類型有所不同，則更加需要強化學生自主進行知識遷移的意識，讓學生養成依據信息特征點調用原有知識解決新問題的習慣。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020：3.

[2]皮連生.教育心理學（第四版）[M]，上海：上海教育出版社，2011.4（2017.12重印），227.

[3]劉甜甜.中學化學教學中知識遷移策略的研究[D].安徽師范大學，2014.

[4]肖波.提高高中學生化學知識遷移能力的教學策略的探究[D].南京師范大學，2014.

[5]許文丹.遷移理論指導下的化學教學設計與實踐研究[D].廣西師范大學，2016.