在化學(xué)探究教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的元認知監(jiān)控能力

占文芳

（福安市第一中學(xué)，福建 福安 355000）

在化學(xué)探究教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的元認知監(jiān)控能力

占文芳

（福安市第一中學(xué)，福建 福安 355000）

學(xué)生的元認知監(jiān)控能力直接影響學(xué)生的自主探究學(xué)習(xí)。在化學(xué)探究教學(xué)中可通過指導(dǎo)學(xué)生自主探究的方法和程序、指導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的反思習(xí)慣、提升學(xué)生的調(diào)控能力等措施培養(yǎng)學(xué)生的元認知監(jiān)控能力。

自主探究學(xué)習(xí)；元認知監(jiān)控能力；方法和程序；反思習(xí)慣；調(diào)控能力

探究學(xué)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的一種重要方式，也是培養(yǎng)學(xué)生探究意識和提高探究能力的重要途徑。［1］自從新課程實施以來，培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力成為課堂教學(xué)研究的重要課題。但由于不少教師對“自主探究”缺乏正確理解與實施策略，造成自主探究學(xué)習(xí)的“預(yù)設(shè)性”“表面性”較為普遍。自主探究學(xué)習(xí)是探究學(xué)習(xí)的高級形式，不僅與學(xué)生的動機水平、行為策略有關(guān)，而且與學(xué)生的元認知水平,特別是元認知監(jiān)控能力有關(guān)。在探究教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的元認知監(jiān)控能力，能克服探究學(xué)習(xí)的被動性、淺層性，提高探究學(xué)習(xí)的自主性，提升探究學(xué)習(xí)質(zhì)量。元認知監(jiān)控是指個體在進行認知活動過程中，將自己正在進行的認知活動作為意識對象，不斷地對其進行積極而自覺地監(jiān)視、監(jiān)控和調(diào)節(jié)的過程。［2］自主探究學(xué)習(xí)需要學(xué)生有較高的元認知監(jiān)控能力，在化學(xué)探究教學(xué)中可從以下幾個方面進行培養(yǎng)。

一、指導(dǎo)學(xué)生自主探究的方法和程序

當(dāng)一個人有了處理某個或某類事件的規(guī)則時，他的行為就會受到這些規(guī)則的引領(lǐng)，在解決相關(guān)問題時常常會想到這些規(guī)則，應(yīng)用這些規(guī)則解決問題。如當(dāng)學(xué)生了解了實驗操作規(guī)則時，在實驗過程中就會有規(guī)范的操作，防止了實驗事故的發(fā)生，保證了實驗的成功；當(dāng)學(xué)生掌握了處理實驗問題的程序時，就會按這個程序處理實驗問題，避免實驗過程的盲目性，從而獲得正確的結(jié)果；當(dāng)學(xué)生有了答題規(guī)范時，答題就會“快”“準(zhǔn)”，解題能力就會獲得提高。同理，要培養(yǎng)學(xué)生在自主探究過程中的元認知監(jiān)控能力，應(yīng)該讓學(xué)生獲得自主探究的方法和程序。

自主探究的方法有很多，如觀察、實驗、分類、比較等。在教學(xué)中除了直接介紹自主探究的方法外，教師還應(yīng)經(jīng)常引導(dǎo)學(xué)生自覺地運用自主探究的方法監(jiān)控自己的學(xué)習(xí)活動。如SO2的教學(xué)，首先引導(dǎo)學(xué)生從化合價和類別的角度預(yù)測SO2的性質(zhì)，然后展示一瓶SO2樣品，讓學(xué)生觀察、總結(jié)SO2的物理性質(zhì)。接著要求學(xué)生自主完成下列一組實驗：

（1）將SO2通入紫色石蕊試液中；

（2）將SO2通入溴水中；

（3）將SO2通入酸性KMnO4溶液中；

（4）將SO2通入品紅溶液中，然后加熱該溶液。

在上述的學(xué)習(xí)過程，滲透了觀察法、分類法、實驗法等。在總結(jié)了SO2的性質(zhì)后，要求學(xué)生對比SO2與CO2的性質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生用比較法進行學(xué)習(xí)。

自主探究程序是學(xué)生在自主探究物質(zhì)性質(zhì)過程中要遵循的程序。這種程序是學(xué)生自我調(diào)控學(xué)習(xí)的重要規(guī)則。如在“化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨”的教學(xué)中，首先應(yīng)讓學(xué)生明確探究和設(shè)計新的化學(xué)反應(yīng)并優(yōu)化反應(yīng)條件的程序：第一，從化學(xué)反應(yīng)方向性的視角，研究反應(yīng)在給定條件下能否自發(fā)；第二，從化學(xué)平衡的視角，研究提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的條件；第三，從化學(xué)反應(yīng)速率的視角，研究提高化學(xué)反應(yīng)速率的條件；最后，結(jié)合實際選擇以較高速率獲取適當(dāng)轉(zhuǎn)化率的條件。

以上程序不僅適于合成氨條件的優(yōu)化，同時也適于接觸法制硫酸、NH3催化氧化法制硝酸等工業(yè)生產(chǎn)過程。當(dāng)要求學(xué)生優(yōu)化制SO3、NO的條件時，學(xué)生自然會用其掌握的這種探究程序指導(dǎo)自己的學(xué)習(xí)，自主完成探究任務(wù)。

二、指導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的反思習(xí)慣

反思是對自己的思想、心里感受的思考，是對自己體驗過的事件的理解或描述。［3］反思習(xí)慣是學(xué)生能經(jīng)常、自覺地對自己的學(xué)習(xí)過程進行反思。在自主探究學(xué)習(xí)中學(xué)生的經(jīng)常性反思能有效強化自我意識，進行自我監(jiān)控、自我調(diào)節(jié)，使得自主探究過程的方向、方法和程序正確。學(xué)生是否具有反思習(xí)慣，反映了學(xué)生的學(xué)習(xí)責(zé)任與態(tài)度。在探究教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的反思習(xí)慣，不但元認知監(jiān)控能力可以得到實際的鍛煉和提高，而且通過反思后的總結(jié)，可以使元認知知識、元認知體驗得到補充、豐富和完善。因此，培養(yǎng)反思習(xí)慣是培養(yǎng)學(xué)生元認知監(jiān)控能力的重要途徑。

教學(xué)實踐表明，要讓學(xué)生養(yǎng)成反思的習(xí)慣，教師的教學(xué)過程要注意以下兩點：一是要將反思作為一種學(xué)習(xí)常規(guī)（如做錯題本）；二是要創(chuàng)設(shè)情境讓學(xué)生體驗獲得知識的過程，真正做到讓學(xué)生通過自己的思考來學(xué)習(xí)化學(xué)。

如學(xué)生在分析KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O時經(jīng)常出現(xiàn)以下錯誤：（1）認為該反應(yīng)反應(yīng)物的化學(xué)計量數(shù)之比即氧化劑、還原劑的物質(zhì)的量之比；（2）認為該反應(yīng)中KCl是還原產(chǎn)物，Cl2是氧化產(chǎn)物；（3）認為該反應(yīng)的規(guī)律與不同種元素形成的化合物的氧化還原反應(yīng)具有相同的規(guī)律。教學(xué)中要求學(xué)生對上述三個錯誤的產(chǎn)生原因進行反思。經(jīng)過學(xué)習(xí)小組之間的討論，學(xué)生找到錯誤的原因有：（1）思維定勢。同種元素形成的化合物之間的氧化還原反應(yīng)套用了不同種元素形成的化合物之間的氧化還原反應(yīng)模式。（2）基礎(chǔ)知識出現(xiàn)漏洞，無法分辨下列問題：①氧化劑與還原劑比是1∶6還是1∶5；②化合價變化情況，+5價Cl變成了-1價還是0價；③氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量比是3∶1還是5∶1等。（3）不明確同種元素形成的化合物之間的氧化還原反應(yīng)規(guī)律。經(jīng)過反思，找到了產(chǎn)生錯誤的原因，避免再次發(fā)生錯誤，學(xué)生的元認知監(jiān)控能力就會獲得提高。

三、提升學(xué)生的調(diào)控能力

要順利完成自主探究的學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生需要有較強的學(xué)習(xí)調(diào)控能力，能不斷地糾偏、矯正自身的思維與行為，確定正確的方向、實施正確的計劃，從而達到學(xué)習(xí)目標(biāo)。

自主探究學(xué)習(xí)活動是提升學(xué)生調(diào)控能力的最好途徑。如在《化學(xué)1（必修）》中的“活動·探究”欄目“鐵及其化合物的氧化性和還原性”教學(xué)中，教師要求學(xué)生按照“研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序”來調(diào)控實驗設(shè)計。首先，觀察Fe2+、Fe3+、Fe的外觀，為學(xué)生判斷化學(xué)反應(yīng)是否發(fā)生創(chuàng)造條件；其次，要求學(xué)生預(yù)測Fe3+、Fe2+、Fe的性質(zhì)；再次，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案和如何從常見的氧化劑和還原劑中尋找該實驗合適的氧化劑和還原劑；最后，還要指導(dǎo)學(xué)生判斷氧化還原反應(yīng)是否發(fā)生，如通過判斷反應(yīng)過程中顏色的變化，或采用加入某種試劑（如KSCN溶液）呈現(xiàn)特殊的顏色來判斷化學(xué)反應(yīng)發(fā)生了。當(dāng)實驗方案設(shè)計好后，還要指導(dǎo)學(xué)生實驗操作方法，讓學(xué)生應(yīng)用實驗規(guī)則來監(jiān)控自己的行為，實現(xiàn)實驗的目標(biāo)。

化學(xué)試題的解題過程，也是提升學(xué)生調(diào)控能力的有效途徑。從確定解題方向到實施解題計劃，及至實現(xiàn)解題目標(biāo)，整個解題過程是一個有機的整體。對解題過程的調(diào)控是學(xué)生監(jiān)控能力的有效生長點。

例如，實驗室中的Na2S2O3·5H2O，在保存過程中可能產(chǎn)生Na2SO3、Na2SO4等雜質(zhì)。要求學(xué)生利用所給試劑設(shè)計實驗方案，檢測產(chǎn)品中是否存在Na2SO4，要求簡要說明實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論。

已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解：S2O32-＋2H＋=S↓＋SO2↑＋H2O，供選擇的試劑：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液。

上述實驗設(shè)計，學(xué)生始終要用“實驗?zāi)康摹闭{(diào)控自己的思維。在題目所給的三種酸中，不能選用稀硝酸和稀硫酸，因為稀硝酸能氧化Na2S2O3、Na2SO3生成SO42-，對原有的SO42-的檢驗造成干擾；稀硫酸會直接引入SO42-,因此只能選擇稀鹽酸。用選擇了稀鹽酸對取用的樣品進行酸化后，只有選擇BaCl2溶液對SO42-進行檢驗。

上述培養(yǎng)學(xué)生元認知監(jiān)控能力的策略在兩年的課堂教學(xué)實踐中取得了良好的效果，它不僅提升了自主探究課堂的效益，更重要的是養(yǎng)成了學(xué)生自主探究的學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)了學(xué)生的自主探究學(xué)習(xí)能力，同時也使教師對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力的發(fā)展有了更深的理解與認識，實現(xiàn)了師生的共同成長。當(dāng)然，培養(yǎng)學(xué)生元認知監(jiān)控能力還有其他方法，有待于在后續(xù)研究中不斷發(fā)展與實踐。

［1］教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）［S］.北京：人民教育出版社，2003.

［2］畢華林,亓英麗.高中化學(xué)新課程教學(xué)論［M］.北京：高等教育出版社，2005.

［3］袁孝風(fēng).化學(xué)課堂教學(xué)技能訓(xùn)練［M］.上海：華東師范大學(xué)出版社，2008.

寧德市2015年基礎(chǔ)教育教學(xué)改革科研課題（項目編號：150111）。

（責(zé)任編輯：張賢金）