基于學(xué)習(xí)結(jié)果分類理論的科教專業(yè)化學(xué)實驗教學(xué)的探索*

基于學(xué)習(xí)結(jié)果分類理論的科教專業(yè)化學(xué)實驗教學(xué)的探索*

■麻威武 王旭 （浙江麗水學(xué)院化學(xué)化工系）

科教專業(yè)學(xué)生在實驗中普遍存在課前預(yù)習(xí)流于形式；實驗中“照方抓藥；實驗結(jié)束不整理；實驗報告存在互相抄襲等問題。加涅的學(xué)習(xí)結(jié)果分類理論認(rèn)為人通過學(xué)習(xí)習(xí)得技能有言語信息、智慧技能、認(rèn)知策略、態(tài)度和動作技能，不同類型的學(xué)習(xí)結(jié)果有不同的評測方法。借鑒學(xué)習(xí)結(jié)果分類理論，通過改革實驗教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法和考評方法、教學(xué)內(nèi)容等，使學(xué)生提高表達(dá)能力，規(guī)范、熟練實驗操作技能，養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣，提高實驗設(shè)計和探究能力，學(xué)會在學(xué)習(xí)中自我反思。

學(xué)習(xí)結(jié)果分類理論；科學(xué)教育專業(yè)；化學(xué)實驗教學(xué)

一 科教專業(yè)化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題及原因

在教學(xué)實踐與同行交流中，我們發(fā)現(xiàn)科教大一學(xué)生的化學(xué)實驗技能不容樂觀。實驗存在的主要問題有：課前預(yù)習(xí)流于形式；實驗中“照方抓藥”，不善思維；搭建實驗裝置顧此失彼，甚至混亂無序；試劑用后不及時放回原處，瓶塞不及時蓋回，星羅棋布，張冠李戴；現(xiàn)象、數(shù)據(jù)不及時記錄，甚至沒有記錄數(shù)據(jù)概念；向試管、滴定管中傾倒試劑“半進(jìn)半出”；不會根據(jù)實驗要求正確選擇量具；遇到實驗失敗一帶而過；實驗結(jié)束不洗滌儀器、不整理實驗用品、不擦拭桌面；實驗報告存在互相抄襲等等。

產(chǎn)生這些狀況的原因，一是受初、高中升學(xué)考試沒有實驗操作考核的影響，中學(xué)化學(xué)教學(xué)普遍不重視實驗教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生的實驗技能普遍薄弱。二是與現(xiàn)在科教專業(yè)化學(xué)實驗教學(xué)方法有關(guān)。大學(xué)是科教專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)化學(xué)實驗的最后一站。如果以前的實驗技能缺陷在大學(xué)這一關(guān)沒有補(bǔ)上，那么就意味著一個不合格的中小學(xué)科學(xué)教師走上了崗位。針對這種現(xiàn)狀，在大學(xué)階段的化學(xué)實驗中，實驗教學(xué)使學(xué)生不但要掌握化學(xué)理論知識，還要形成扎實的實驗技能和良好實驗習(xí)慣，為他們以后的學(xué)習(xí)和將來工作打下基礎(chǔ)。

二 學(xué)習(xí)結(jié)果分類理論的主要內(nèi)容及對科教專業(yè)實驗教學(xué)的啟示

美國著名學(xué)習(xí)與教學(xué)設(shè)計專家羅伯特·加涅（Robert Mills Gagné）集各家學(xué)習(xí)研究之大成提出了學(xué)習(xí)結(jié)果分類理論。他在《學(xué)習(xí)的條件》和《教學(xué)設(shè)計原理》中系統(tǒng)分析了人類所有的學(xué)習(xí)結(jié)果，認(rèn)為人類通過學(xué)習(xí)習(xí)得的技能有五種類型，分別是言語信息、智慧技能、認(rèn)知策略、態(tài)度和動作技能。其中前三種學(xué)習(xí)結(jié)果屬于認(rèn)知領(lǐng)域。五類不同的學(xué)習(xí)結(jié)果有不同的學(xué)習(xí)的內(nèi)部和外部條件。不同類型的學(xué)習(xí)結(jié)果有不同的評測方法。

（一）言語信息

是指學(xué)習(xí)者有意識地提取線索，回答“是什么”的問題。它的基本形式是命題，許多命題相互聯(lián)系形成命題網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系越密集，說明學(xué)習(xí)者對知識之間的關(guān)系把握越多?；瘜W(xué)實驗中有關(guān)實驗儀器名稱和用途等屬于這類知識。

學(xué)習(xí)的關(guān)鍵在于新舊知識間的聯(lián)系，學(xué)習(xí)的方法有復(fù)述、精加工、組織結(jié)構(gòu)和雙重編碼等策略。教學(xué)策略在于設(shè)計情景，讓學(xué)生在新舊知識間產(chǎn)生聯(lián)系。其考核方法可用紙筆測驗、口頭作答等方式進(jìn)行。

（二）智慧技能

指運(yùn)用概念和規(guī)則對外辦事，包括識別、分類、判斷、綜合等。智慧技能根據(jù)其心理運(yùn)算復(fù)雜性的次序，依次細(xì)分成四個小類：辨別、概念、規(guī)則和高級規(guī)則。這些小類是相互關(guān)聯(lián)的，較復(fù)雜的技能需要較簡單的技能作為其學(xué)習(xí)前提。智慧技能的特點是一旦學(xué)會，在使用時會自動激活。

第一，辨別。加涅指出，學(xué)習(xí)者首先必須獲得辨別一個物體與另一物體區(qū)別特征的最簡單技能。如對滴定終點的判斷。

第二，概念。概念最簡單的形式是具體概念，如關(guān)于物體的性質(zhì)、物體和事件。學(xué)得具體概念的能力使個人能認(rèn)識各種物體、物體性質(zhì)的分類，或指出它們之間的關(guān)系。這種“指出”可用各種方式，如用手指、做記號等。如在現(xiàn)場能從普通漏斗、布氏漏斗和分液漏斗中選出需要的儀器。

除了具體概念外，還有定義概念，即必須用句子確認(rèn)一些東西。加涅認(rèn)為，學(xué)習(xí)者如果能論證或使用這個定義，那么就獲得了一個定義概念。這類學(xué)習(xí)在一門學(xué)科剛開始階段會比較多。如對滴定終點、指示劑的變色范圍等特征的描述。

第三，規(guī)則。運(yùn)用若干概念間的關(guān)系對外辦事的能力。規(guī)則能使個體去做某些運(yùn)用符號（如語言符號和數(shù)學(xué)符號）的事情。當(dāng)學(xué)習(xí)者在操作時“遵循規(guī)則”，那么他就學(xué)到了這個規(guī)則。比如，在滴定過程中，選擇恰當(dāng)量具移取一定量的溶液。

第四，高級規(guī)則。高級規(guī)則仍然是規(guī)則，是一些較簡單的規(guī)則結(jié)合在一起形成的較復(fù)雜的規(guī)則。比如學(xué)生熟練按清理、檢漏、洗滌、裝液、滴定、讀數(shù)等步驟進(jìn)行操作，那就說明他已經(jīng)掌握滴定操作。

自然學(xué)科中的許多規(guī)則常用公認(rèn)的符號表達(dá)。如酸堿反應(yīng)達(dá)到平衡時，酸失去的質(zhì)子數(shù)等于堿得到的質(zhì)子數(shù)，這是酸堿反應(yīng)的質(zhì)子平衡規(guī)則，用符號表示：∑i堿得到的H+=∑j酸失去的H+。

促進(jìn)智慧技能學(xué)習(xí)的措施是設(shè)計好相關(guān)例證，指導(dǎo)學(xué)生習(xí)得概念、規(guī)則本質(zhì)特征，提供變式練習(xí)與反饋。它用紙筆測驗、口頭作答、表現(xiàn)性評定等考評。

（三）認(rèn)知策略

認(rèn)知策略是個人用于調(diào)控個人的注意、學(xué)習(xí)、記憶和解決問題的過程，也是回答“怎么辦”的知識。

加涅認(rèn)為，智慧技能是對外辦事的，它作用的對象是外界的符號、事物。認(rèn)知策略是對內(nèi)調(diào)控的，它作用的對象是我們頭腦內(nèi)的學(xué)習(xí)、記憶、思維等內(nèi)部活動過程，如怎樣迅速記住常見的儀器名稱，如何迅速解答某一類計算題。

認(rèn)知策略不能單獨(dú)學(xué)習(xí)，它是隱含在其它類型的學(xué)習(xí)之中的。促進(jìn)認(rèn)知策略學(xué)習(xí)的關(guān)鍵在于變式練習(xí)。其考核方法可用紙筆測驗、口頭作答、表現(xiàn)性評定。

（四）動作技能

動作技能的學(xué)習(xí)就是使一套操作規(guī)則支配人的肌肉協(xié)調(diào)完成某種規(guī)定的動作，而且指這些動作組織起來構(gòu)成流暢、合規(guī)則和準(zhǔn)確的整體行為?；瘜W(xué)實驗中如傾倒試劑，用滴管添加試液，滴定操作等基本操作就是一種動作技能的學(xué)習(xí)。動作技能一旦學(xué)會，在使用時就會自動激活，這一點與智慧技能是相似的。

動作技能的學(xué)習(xí)要領(lǐng)是描述動作要領(lǐng)，示范所學(xué)的操作；提供相關(guān)的設(shè)施、進(jìn)行重復(fù)練習(xí)，對示意圖進(jìn)行反饋交流；連貫的完成指定的技能。如學(xué)習(xí)滴定操作，應(yīng)當(dāng)先向?qū)W生描述和示范操作的要領(lǐng)；學(xué)生操作，教師在指導(dǎo)反饋，多次練習(xí)，學(xué)生熟練完成操作。教學(xué)時，老師講清實驗的操作要領(lǐng)后，一定要給學(xué)生多提供操作練習(xí)的機(jī)會，否則實驗技能難以形成。

它的考核方法是表現(xiàn)性評定，與其它技能的考核方法不同。因為一個人口頭上或書面上知道如何操作，與他實際上是否真的會正確操作并不是一回事。

（五）態(tài)度

態(tài)度是一種能夠影響人對某一類人、物或事做出個人選擇的內(nèi)部狀態(tài)。態(tài)度不是實際的行為，但使得某種行為的出現(xiàn)成為可能。態(tài)度是滲透在具體的課程實施中的。學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)實驗后，對于用電器旁物品堆放雜亂的同學(xué)，能用知識給予勸導(dǎo)，該生就習(xí)得了科學(xué)的態(tài)度。它的考核方式是表現(xiàn)性評價。

三 基于學(xué)習(xí)結(jié)果分類理論的科教專業(yè)化學(xué)實驗教學(xué)改革構(gòu)想

化學(xué)實驗是一種既有心智活動、又需動手操作，還能潛移默化形成習(xí)慣與態(tài)度的學(xué)習(xí)活動，其實在化學(xué)實驗中習(xí)得的結(jié)果也不外乎就這五類，所以可借鑒加涅的學(xué)習(xí)結(jié)果分類理論指導(dǎo)科教專業(yè)的實驗教學(xué)設(shè)計。

許多學(xué)?？平虒I(yè)化學(xué)實驗教學(xué)的基本步驟是學(xué)生預(yù)習(xí)并寫出預(yù)習(xí)報告，實驗課講解前交給教師，作為考評的一個依據(jù)，教師簡略講解實驗原理和過程，然后學(xué)生操作，實驗中教師進(jìn)行巡視指導(dǎo)，實驗結(jié)束后，雖有要求學(xué)生進(jìn)行整理但無考評權(quán)重，學(xué)生也是草草了事。主要原因在于教師對實驗原理和規(guī)則方面沒有闡述清楚其背后的科學(xué)原理以及相應(yīng)的考評方法，在操作訓(xùn)練沒有多次反饋與練習(xí)，成了夾生飯。

通過分析所開實驗中所蘊(yùn)含的學(xué)習(xí)結(jié)果，不同類型的學(xué)習(xí)結(jié)果應(yīng)采用相應(yīng)的教學(xué)方法和考評方法，指導(dǎo)科教專業(yè)化學(xué)實驗教學(xué)改革。

（一）改革實驗教學(xué)目標(biāo)

改變化學(xué)實驗教學(xué)目標(biāo)只重視知識與技能，忽視態(tài)度與習(xí)慣，設(shè)置知識、技能、態(tài)度與習(xí)慣一體的教學(xué)目標(biāo)。

（二）改革教學(xué)方法和考評

改革前實驗預(yù)習(xí)階段的教學(xué)和考評方法是學(xué)生寫出實驗預(yù)習(xí)報告，上實驗課之前上交。教師收集預(yù)習(xí)報告，并給予考評。這樣考評大部分學(xué)生只將教材內(nèi)容抄寫一遍，部分學(xué)生抄襲，導(dǎo)致預(yù)習(xí)流于形式。教改后，要求學(xué)生既寫出實驗預(yù)習(xí)報告，又要在實驗操作前講解階段準(zhǔn)備口頭回答教師提問。這樣能引導(dǎo)學(xué)生重視實驗預(yù)習(xí)，防止實驗預(yù)習(xí)流于形式。

改革前實驗操作前的講解階段是教師講解實驗原理、實驗過程、注意事項、示范實驗操作，學(xué)生聽講。教改后，抽取學(xué)生口頭回答或板演，并根據(jù)回答給予相應(yīng)賦分。通過這種教學(xué)及考評方式，促進(jìn)學(xué)生準(zhǔn)確使用化學(xué)用語，提高口頭、書面表達(dá)能力。

改革前在實驗操作階段學(xué)生獨(dú)立操作，記錄數(shù)據(jù)，完成實驗，教師巡視指導(dǎo)。這樣存在的問題有：一是由于學(xué)生本身操作技能的基礎(chǔ)較弱，指導(dǎo)教師人數(shù)偏少（只有1～2人），不能給錯誤的操作以及時的糾正反饋，學(xué)生難以掌握正確的操作技能；二是教師沒有對實驗中學(xué)生的相關(guān)表現(xiàn)進(jìn)行考評，學(xué)生也不重視正確操作，甚至有學(xué)生有糊弄之嫌。教改后，選擇基礎(chǔ)較好的學(xué)生做實驗指導(dǎo)助理，參與實驗指導(dǎo)。教師與助理進(jìn)行指導(dǎo)，對學(xué)生不正確的操作及時予以糾正。通過手機(jī)、輕便數(shù)碼相機(jī)采集學(xué)生錯誤操作的視頻與圖片，課后發(fā)在班級微信群中，非常形象直觀，讓學(xué)生知道錯誤的原因，供學(xué)生反思學(xué)習(xí)。并對學(xué)生在實驗進(jìn)行中的操作技能、實驗態(tài)度等進(jìn)行表現(xiàn)性評價，改變先前實驗考評中無操作技能、實驗習(xí)慣與態(tài)度等過程性考核的狀況。這樣通過過程性評價與表現(xiàn)性評定，促使學(xué)生培養(yǎng)規(guī)范、熟練的操作技能，養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣。

改革前整理清潔階段雖有教師督促學(xué)生完成桌臺面清潔，并將所有儀器歸位，但沒對該項內(nèi)容進(jìn)行考評，部分學(xué)生常不做清潔工作，導(dǎo)致桌臺面凌亂，影響下組學(xué)生實驗。教改后，對學(xué)生完成桌臺面清潔，并將所有儀器歸位等內(nèi)容進(jìn)行考評。教師根據(jù)學(xué)生的清潔工作給予考評賦分。這可以培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任意識，促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成好的實驗習(xí)慣。

改革前實驗結(jié)束后學(xué)生要書寫實驗報告，教師批改賦分。這樣的教學(xué)方法缺點是學(xué)生缺少實驗后的交流與反思。教改后，學(xué)生書寫實驗報告，在班級實驗微信群中觀看此次實驗相關(guān)視頻與圖片，進(jìn)行師生、生生互動。教師批改實驗報告后發(fā)還學(xué)生。學(xué)生再將實驗反思與小結(jié)記錄在實驗報告上，并將學(xué)期中所有實驗的報告與反思小結(jié)做成實驗檔案。實驗檔案在實驗的學(xué)期考評中也給予一定分值，以此促使學(xué)生改變先前實驗中重認(rèn)知，輕操作、態(tài)度習(xí)慣的現(xiàn)狀，促進(jìn)學(xué)生形成良好的實驗習(xí)慣。

原先每個實驗成績由實驗預(yù)習(xí)（權(quán)重20%）和實驗報告（權(quán)重80%）構(gòu)成。教改后的每個實驗成績由實驗預(yù)習(xí)報告（10%），課前口頭回答或板演（10%），實驗操作技能（30%），實驗習(xí)慣與態(tài)度（10%），實驗報告（30%），實驗反思（10%）六部分構(gòu)成。教師在課前做出每個實驗的課前回答、實驗操作技能，實驗習(xí)慣與態(tài)度等項目的考核表。供上課時使用，以電子天平稱量與滴定分析基本操作練習(xí)實驗為例，說明具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容與考評細(xì)目及方法。

實驗一電子天平稱量與滴定分析基本操作練習(xí)考評表

（三）改革教學(xué)內(nèi)容

改變實驗重驗證，輕設(shè)計的現(xiàn)狀。增加設(shè)計性實驗，由學(xué)生分組合作自行設(shè)計實驗方案，提高實驗設(shè)計與探究能力。

預(yù)期能通過本教改的實施提高科教專業(yè)師范生的口頭、書面表達(dá)能力，使其形成規(guī)范、熟練的實驗操作技能，養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣，提高實驗設(shè)計和探究能力，學(xué)會在學(xué)習(xí)中自我反思能力，學(xué)習(xí)中體會課程標(biāo)準(zhǔn)中所提倡的教學(xué)評價技術(shù)與方法。

[1]麻威武,鄭云法,張春牛.略論以高中新課程評價理念考評高師學(xué)生的化學(xué)實驗[J].麗水學(xué)院學(xué)報，2008(5).

[2]陳剛,等.自然學(xué)科學(xué)習(xí)與教學(xué)設(shè)計[M].上海：上海教育出版社,2005.

[3]吳紅耘,皮連生.試論與課程目標(biāo)分類相匹配的學(xué)習(xí)理論[J].課程·教材·教法，2005(6).

G642

A

1008-2549(2017)12-0088-03

浙江麗水學(xué)院教育教學(xué)改革重點項目（15JZ06）。