物理性質(zhì)教學(xué)原則及其心理學(xué)基礎(chǔ)

陳子健

長期以來，對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的教學(xué)在認(rèn)識(shí)上存在誤區(qū)。認(rèn)為物理性質(zhì)是純粹記憶的東西，構(gòu)不成學(xué)生的思維和能力培養(yǎng);在具體的教學(xué)處理過程中也只是簡單說說或直接略去。這種認(rèn)識(shí)和做法淡化了對(duì)物理性質(zhì)的教學(xué)，其實(shí)，這是沒有充分挖掘物理性質(zhì)教育策略的淺層次看法。本文從現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)出發(fā)，探討一些物理性質(zhì)教學(xué)的基本原則。

1.實(shí)物展示原則

加涅（R.M.Gagne）的“學(xué)習(xí)記憶模型”和梅耶（R.C.Mayer）的“學(xué)習(xí)過程模型“都告訴我們：新知識(shí)的習(xí)得首先是信息獲取，獲取信息離不開注意和知覺。影響“不隨意注意”（有的稱“無意注意“）的主要因素，有刺激物的物理特征和情緒特征，前者包括刺激物的強(qiáng)度、大小、顏色等;后者主要是指刺激物能引起人們的情緒反應(yīng)，如栩栩如生的畫面、鮮艷欲滴的色彩、富于感情的聲音等。著名知覺心理學(xué)家J·J·吉布森（J.J.Gibson）認(rèn)為，對(duì)人類生活和學(xué)習(xí)起重大作用的有五大知覺系統(tǒng)，其中，視、聽覺系統(tǒng)攝取的信息量最大，在人們的學(xué)習(xí)生活中意義更為重要，鑒于此，在物理性質(zhì)的教學(xué)中，應(yīng)采取“實(shí)物展示原則”。例如，我們出示一瓶“溫馨而詩意的”氯氣（淺綠色）;切開一小塊“明朗而坦白的”金屬鈉（銀白色）;懸起一條“華麗而尊貴”的黃金項(xiàng)鏈（橙黃色）;玩一?！氨挠駢匕愕摹泵鞯\晶體（透明）;粉碎一方“令人傷神的”鉻酸鉀晶體（嫩紅色）。這些斑斕色彩形態(tài)呈現(xiàn)的同時(shí)，配合浪漫詩意的藝術(shù)化課堂語言，帶給學(xué)生視聽覺的感受是深刻的，引起注意和知覺的刺激是強(qiáng)烈的，導(dǎo)致情緒體驗(yàn)上的引發(fā)是豐富的，新知識(shí)習(xí)得的效果必然是甚佳的。

根據(jù)J·J·吉布森的知覺理論，在物理性質(zhì)教學(xué)中，我們還應(yīng)盡可能發(fā)揮學(xué)生多種知覺系統(tǒng)的作用，讓學(xué)生多方面接觸把握知識(shí)，從而更有利于知識(shí)的習(xí)得。根據(jù)知識(shí)特點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)讓學(xué)生說、看、摸、做的教學(xué)情境，是“實(shí)物展示原則”的另一個(gè)重要方面。例如，比較鈉與鐵的硬度，（做）讓學(xué)生用小刀切割鈉;估計(jì)鈉的密度0.97 g/cm3，（看）鈉浮于水上（1 g/cm3）沉于煤油（0.8 g/cm3）;鈉的熔點(diǎn)低于100℃，（看）在水面熔化成小球;鈉的顏色，（看）銀白色光澤。多知覺學(xué)習(xí)理論還鼓勵(lì)教師在物理性質(zhì)教學(xué)中，通過嗅覺聞物質(zhì)的氣味，如聞硫化氫的臭雞蛋氣味，硝基苯的苦杏仁味，低級(jí)酯的果香味;若可以食，也能嘗嘗其味道，如嘗嘗鹽（氯化鈉）的咸味和糖（蔗糖）的甜味。

總之，“實(shí)物展示原則”的出發(fā)點(diǎn)是讓物質(zhì)實(shí)體露面，讓學(xué)生自己來觀察感覺注意，從而習(xí)得新知。這種原則不但符合心理學(xué)的多知覺學(xué)習(xí)理論和現(xiàn)代認(rèn)識(shí)論的規(guī)律，更符合現(xiàn)代教育理論中讓學(xué)生自主探究獲取知識(shí)的時(shí)代要求。當(dāng)然，無法獲得的實(shí)物，可以采取虛擬的辦法“展示”，如音像媒體或電腦合成課件等。

2.闡理釋義原則

現(xiàn)代信息加工心理學(xué)家認(rèn)為，知識(shí)分兩大類：陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)。簡單陳述性知識(shí)主要指以符號(hào)（語言文字或其他符號(hào)）為表征，如外語單詞，歷史、地理課中的地名、年代、人名，有些物質(zhì)物理性質(zhì)就屬此類。這類知識(shí)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)不在于理解而在于保持?！瓣U理釋義”就是根據(jù)現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)的“精加工”和“記憶術(shù)”兩種學(xué)習(xí)技術(shù)，對(duì)物理性質(zhì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行“特殊處理”，以期獲得最有效學(xué)習(xí)效果的方法。

“精加工”是指對(duì)學(xué)習(xí)材料補(bǔ)充細(xì)節(jié)、舉例、推論或使之與其他概念形成聯(lián)想等，目的是為知識(shí)建構(gòu)和獲取提供額外信息的學(xué)習(xí)技術(shù)。例如，關(guān)于同分異構(gòu)體物質(zhì)的物性比較教學(xué)，在人教社2000年12月第二版（試驗(yàn)修訂本·必修加選修）化學(xué)教材第二冊(cè)第121頁，現(xiàn)列表1如下：以表1為例，對(duì)此教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行闡理釋義：共價(jià)非極性分子的熔沸點(diǎn)，主要是由相對(duì)分子質(zhì)量決定的。但是對(duì)于互為同分異構(gòu)體的正丁烷和異丁烷來說，由于異丁烷有支鏈，不如正丁烷分子間排列整齊，而分子的整齊排列使得分子間的吸引力變大，熔沸點(diǎn)升高，故正丁烷和異丁烷的熔沸點(diǎn)高低出現(xiàn)如此規(guī)律。相對(duì)密度亦可解釋。

“記憶術(shù)”也是促使陳述性知識(shí)掌握的一種學(xué)習(xí)技術(shù)。此種學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用在化學(xué)教學(xué)研究中是有很多先例的，“死到臨頭”（白磷有毒）、“佛要金裝”（金有極好的延展性，可以成箔）都是“記憶術(shù)”這種技術(shù)的體現(xiàn)，這種釋其聯(lián)想的“假義”的方法對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的記憶學(xué)習(xí)是有幫助的。

3.形成練習(xí)原則

現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，知識(shí)除了用來回答世界是什么的陳述性知識(shí)外，還有一種程序性知識(shí)，即解決問題和做事的能力。我們平常強(qiáng)調(diào)學(xué)校教育既要傳授知識(shí)，也要形成技能，這里的“知識(shí)”實(shí)際是指陳述性知識(shí)，而“技能”就是指程序性知識(shí)并按這套程序去辦事的能力。利用形成性的變式練習(xí)教學(xué)原則，將有利于學(xué)生對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的掌握，并且在物理性質(zhì)的這一教學(xué)過程中，習(xí)得程序性知識(shí)。例如，以下問題是將陳述性物理性質(zhì)知識(shí)，通過變式練習(xí)原則幫助學(xué)生牢固掌握，并且由此獲得解決問題的程序性知識(shí)的很好練習(xí)。

問題：下列所說的黃色中的哪一個(gè)與另外三個(gè)的黃色原因不同：

A.黃色炸藥TNT的黃色;B.硫磺的黃色;

C.碘化銀的黃色;

D.沾上濃硝酸的皮膚的黃色。

4.歸納整理原則

從上面分析可知，大部分屬于陳述性知識(shí)的物理性質(zhì)知識(shí)特點(diǎn)決定其容易被遺忘。關(guān)于這類知識(shí)長時(shí)記憶遺忘的原因，心理學(xué)認(rèn)為，主要是記憶中的信息不能提取或提取失敗，而這又是因?yàn)樵擃愔R(shí)信息無助于回憶的編碼線索或貯存時(shí)根本就沒有進(jìn)行編碼。解決這個(gè)問題，主要是解決知識(shí)的編碼或組織，從而促進(jìn)這類陳述性知識(shí)的鞏固?！敖M織策略”就適合解決這個(gè)問題。“組織策略”就是將分散的、孤立的知識(shí)集合成一個(gè)整體，并表示其間關(guān)系的方法。“組織策略”有多種表現(xiàn)形式，其中的“描述策略”是將孤立的材料信息組織成描述性的句子。例如，記憶酸堿指示劑變色范圍的pH值：甲基橙3.1～4.4、石蕊5～8、酚酞8～10，可以作如下組織：“甲石酚變色范圍要記清，314458810（誰家的電話號(hào)碼？）”。

“組織策略”還有另外一種表現(xiàn)形式，叫“歸類策略”，即將分散、孤立的項(xiàng)目按類別組織成一序列，以減少記憶的項(xiàng)目。例如，學(xué)習(xí)完有機(jī)化學(xué)以后，用列表的形式將主要有機(jī)代表物的氣味歸納整理后，就能加深印象（表2），消除記憶上的模糊和混淆，減輕記憶負(fù)擔(dān)，同時(shí)，培養(yǎng)了“組織策略”學(xué)習(xí)技術(shù)的應(yīng)用能力。由于心理學(xué)中認(rèn)知領(lǐng)域的研究和理論繁多，本文參照的主要是現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)中知識(shí)分類學(xué)習(xí)論的有關(guān)理論，探討認(rèn)知心理學(xué)的理論，并將其應(yīng)用于物理性質(zhì)的教學(xué)，對(duì)于補(bǔ)充提升化學(xué)教學(xué)理論的研究是很有意義的。（收稿日期：2015-07-15）