不同類型知識(shí)的表征問(wèn)題及學(xué)習(xí)策略研究

鄧偉

[摘? ?要]學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過(guò)學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力，學(xué)科知識(shí)是核心素養(yǎng)培養(yǎng)的載體。依據(jù)認(rèn)知心理學(xué)理論，結(jié)合化學(xué)學(xué)科知識(shí)特點(diǎn)，化學(xué)學(xué)科知識(shí)可分為陳述性知識(shí)、程序性知識(shí)和策略性知識(shí)。以離子反應(yīng)核心概念為知識(shí)載體，分析學(xué)生在學(xué)習(xí)離子反應(yīng)三類知識(shí)時(shí)存在的表征問(wèn)題形式，探討相關(guān)的學(xué)習(xí)策略，以期在教學(xué)過(guò)程中落實(shí)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]知識(shí)類型;表征問(wèn)題;學(xué)習(xí)策略;離子反應(yīng)

[中圖分類號(hào)]? ?G633.8? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ?A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ?1674-6058（2019）32-0056-03

“離子反應(yīng)”是中學(xué)化學(xué)的核心概念，離子方程式是用化學(xué)語(yǔ)言表示化學(xué)反應(yīng)的一種重要方法。元素化合物知識(shí)、化學(xué)反應(yīng)原理和化學(xué)實(shí)驗(yàn)等都包含離子反應(yīng)的學(xué)習(xí)和探究。此外，離子反應(yīng)知識(shí)與人類的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、社會(huì)生活以及生命活動(dòng)都密切相關(guān)，我們面臨的一些諸如環(huán)境污染等社會(huì)問(wèn)題可以用離子反應(yīng)知識(shí)來(lái)解決。按照國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念，離子反應(yīng)知識(shí)的學(xué)習(xí)能增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感與參與意識(shí)[1]。離子反應(yīng)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程是對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)學(xué)習(xí)、能力培養(yǎng)和人格塑造三位一體化的過(guò)程。

從教育目標(biāo)看，我們現(xiàn)在所提倡的教育不再是“以知識(shí)為本”，而是基于知識(shí)之上的核心素養(yǎng)養(yǎng)成。中學(xué)教育應(yīng)為學(xué)生走向社會(huì)、面向未來(lái)而強(qiáng)本固基，并著力于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、實(shí)踐能力、決策能力和創(chuàng)新能力等高階思維能力，促進(jìn)學(xué)生高階思維的培養(yǎng)[2]。離子反應(yīng)知識(shí)既有知識(shí)的深度，又有知識(shí)的廣度。學(xué)生在習(xí)得離子反應(yīng)知識(shí)的過(guò)程中，能逐步培養(yǎng)自己的核心觀念、核心能力以及基本品質(zhì)。

一、知識(shí)表征概述

認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為：知識(shí)的表征是指知識(shí)在人腦中呈現(xiàn)和記載的方式[3]。知識(shí)表征是揭示人們?cè)谒季S和想象的時(shí)候大腦如何激活和運(yùn)用知識(shí)的機(jī)制，也就是探討人們?cè)谒季S的時(shí)候，大腦中的關(guān)鍵知識(shí)是怎樣運(yùn)作的。

現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)把廣義的知識(shí)分為三大類：陳述性知識(shí)、程序性知識(shí)和策略性知識(shí)。陳述性知識(shí)稱為語(yǔ)義知識(shí)，是能夠回憶或陳述的關(guān)于事物是什么的知識(shí)。它主要以概念、符號(hào)、圖式等方式進(jìn)行表征，如硫酸、硫酸根的符號(hào)分別是H2SO4和SO42- ，F(xiàn)e3+具有氧化性等。程序性知識(shí)是關(guān)于“怎么辦”的操作程序知識(shí)。程序性知識(shí)是以產(chǎn)生式或產(chǎn)生式系統(tǒng)儲(chǔ)存在頭腦中的知識(shí)。如離子方程式的配平、電極反應(yīng)式的書寫、化學(xué)計(jì)算、硫酸根離子的檢驗(yàn)等。策略性知識(shí)相當(dāng)于加涅所提出的“認(rèn)知策略”，它是學(xué)習(xí)者對(duì)內(nèi)調(diào)控關(guān)于“怎么辦”的知識(shí)[4]。學(xué)生的策略性知識(shí)越多，學(xué)生解決問(wèn)題的能力越強(qiáng)，學(xué)生在遇到學(xué)習(xí)困難和障礙時(shí)越容易想出解決問(wèn)題的辦法。同時(shí)，策略性知識(shí)還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、解決問(wèn)題的能力，有利于學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

二、離子反應(yīng)的知識(shí)類型及其表征問(wèn)題

1.離子反應(yīng)陳述性知識(shí)及其表征問(wèn)題

在離子反應(yīng)學(xué)習(xí)中，有關(guān)的陳述性知識(shí)主要包括化學(xué)用語(yǔ)、化學(xué)基本概念、化學(xué)反應(yīng)原理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)這幾個(gè)方面的知識(shí)內(nèi)容，比如元素符號(hào)、離子符號(hào)、離子反應(yīng)、離子的顏色、離子反應(yīng)的現(xiàn)象等。

學(xué)生對(duì)于離子反應(yīng)陳述性知識(shí)的學(xué)習(xí)問(wèn)題主要體現(xiàn)在聽(tīng)不懂，聽(tīng)不明白，跟不上教師的思路。而離子反應(yīng)陳述性知識(shí)的表征問(wèn)題主要表現(xiàn)在化學(xué)用語(yǔ)、化學(xué)概念、化學(xué)原理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等的表征上。比如，學(xué)生可以準(zhǔn)確表征NaCl在水中電離出Na+和Cl-，但不能準(zhǔn)確表征出AgCl在水中電離出Ag+和Cl-。學(xué)生出現(xiàn)這種表征問(wèn)題是因?yàn)閷?duì)電解質(zhì)與非電解質(zhì)、強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的概念不清晰，錯(cuò)誤地認(rèn)為離子的濃度和物質(zhì)的溶解度有關(guān)。

2.離子反應(yīng)程序性知識(shí)及其表征問(wèn)題

在離子反應(yīng)學(xué)習(xí)中，有關(guān)的程序性知識(shí)主要包括化學(xué)辨別技能、化學(xué)用語(yǔ)使用技能、離子方程式書寫技能、化學(xué)計(jì)算技能和化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技能。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中常見(jiàn)的離子反應(yīng)程序性知識(shí)的表征問(wèn)題如表1所示。

3.離子反應(yīng)策略性知識(shí)及其表征問(wèn)題

根據(jù)加涅的學(xué)習(xí)分類結(jié)果，策略性知識(shí)同屬程序性知識(shí)，但它又具有獨(dú)立的特征。支配程序性知識(shí)的技能規(guī)則是對(duì)外的，而支配策略性知識(shí)的技能規(guī)則是對(duì)內(nèi)的。與陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)不同的是，策略性知識(shí)因人而異，不同水平、不同學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生對(duì)同一知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知會(huì)隨著問(wèn)題情境的變化而變化。

在離子反應(yīng)學(xué)習(xí)中，學(xué)生所表現(xiàn)出的策略性知識(shí)的主要表征問(wèn)題有：審題不清、沒(méi)注意隱含條件，答題不規(guī)范，不能同時(shí)考慮質(zhì)量守恒、電荷守恒、得失電子守恒，沒(méi)注意反應(yīng)物是適量、少量還是過(guò)量，沒(méi)有考慮溶液的酸堿性、物質(zhì)的狀態(tài)，現(xiàn)象描述不清，化合價(jià)升降、得失電子判斷結(jié)果相反等。

三、離子反應(yīng)中不同類型知識(shí)的學(xué)習(xí)策略

學(xué)習(xí)策略是學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中形成和運(yùn)用并指導(dǎo)自己習(xí)得知識(shí)的方法和技巧。教師在教學(xué)過(guò)程中要幫助學(xué)生建立并熟練掌握和運(yùn)用一些學(xué)習(xí)策略。

1.離子反應(yīng)陳述性知識(shí)學(xué)習(xí)策略

陳述性知識(shí)的學(xué)習(xí)策略主要包括復(fù)述策略、精加工策略、組織策略[5]。在離子反應(yīng)的學(xué)習(xí)中，陳述性知識(shí)的學(xué)習(xí)主要是符號(hào)表征學(xué)習(xí)和事實(shí)學(xué)習(xí)，例如離子符號(hào)、離子方程式的學(xué)習(xí)，離子的氧化性、還原性的學(xué)習(xí)。對(duì)于離子反應(yīng)中簡(jiǎn)單的陳述性知識(shí)，學(xué)習(xí)難度不大，但容易遺忘，主要采用復(fù)述策略;對(duì)于較復(fù)雜、難理解、難記憶的陳述性知識(shí)，通常采用精加工策略和組織策略。

如精加工策略是一種深層次加工策略。它要求學(xué)生能夠把自己新學(xué)的知識(shí)和原來(lái)大腦儲(chǔ)存的舊知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，增加對(duì)新學(xué)知識(shí)的理解程度;同時(shí)要求把新學(xué)的知識(shí)融入原來(lái)已有的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)之中。這樣當(dāng)學(xué)生需要時(shí)便能迅速提取，哪怕提取有一定的困難，也可以通過(guò)自己組建的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)慢慢地推導(dǎo)出來(lái)[6]。例如，向氫氧化鈉溶液中分別通入少量和過(guò)量二氧化碳的離子方程式的書寫，可以類比曾經(jīng)學(xué)過(guò)的向澄清石灰水中分別通入少量和過(guò)量二氧化碳的知識(shí)。

對(duì)于比較復(fù)雜的知識(shí)，編制概念網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行組織是一種容易記憶、保持和提取的學(xué)習(xí)策略。把相關(guān)的知識(shí)概念編織成一定的網(wǎng)絡(luò)圖，形成一定的層次關(guān)系，在學(xué)生的大腦中形成概念圖表征。例如，與離子反應(yīng)相關(guān)的知識(shí)可以離子反應(yīng)為中心用圖1所示的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖表示。

2.離子反應(yīng)程序性知識(shí)學(xué)習(xí)策略

程序性知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程可以分為三個(gè)階段[7]：第一階段為認(rèn)知階段，該階段學(xué)生還沒(méi)有形成一定的技能，在這一階段學(xué)生能夠知道某些規(guī)則或陳述某些規(guī)則。第二階段是聯(lián)結(jié)階段，也是程序性知識(shí)形成的最關(guān)鍵階段，在這一階段，規(guī)則開(kāi)始向“對(duì)外辦事”的方向轉(zhuǎn)化。學(xué)生通過(guò)一定的變式訓(xùn)練，歸納總結(jié)，包括對(duì)錯(cuò)誤知識(shí)的管理，將陳述性知識(shí)轉(zhuǎn)化為程序性知識(shí)。第三階段為自動(dòng)化階段，當(dāng)學(xué)習(xí)和問(wèn)題解決變成習(xí)慣時(shí)，就形成了自動(dòng)化。

程序性知識(shí)的學(xué)習(xí)策略包括觀察示范樣例策略、模仿練習(xí)策略、對(duì)照與創(chuàng)新策略等。程序性知識(shí)需要學(xué)生在平時(shí)的做題訓(xùn)練中習(xí)得或根據(jù)教師的程序性知識(shí)示范表征內(nèi)化為自己的表征系統(tǒng)。學(xué)生在讀題、審題過(guò)程中，需要明確要解決什么類型的問(wèn)題，問(wèn)題的解決需要哪些知識(shí)，如何解決這些問(wèn)題及解決這些問(wèn)題的次序如何;然后根據(jù)大腦中已經(jīng)建立起來(lái)的程序觀念、計(jì)劃和方法來(lái)解決問(wèn)題;最后通過(guò)變式訓(xùn)練進(jìn)行強(qiáng)化。

示例：將0.1000 mol/L的酸性KMnO4溶液逐滴滴加到20.00 mL的H2C2O4溶液，滴定至終點(diǎn)時(shí)，消耗酸性KMnO4溶液20.00 mL?；卮鹣铝袉?wèn)題：

（1）寫出該反應(yīng)的離子方程式;

（2）計(jì)算H2C2O4 溶液的濃度。

分析：（1）關(guān)于書寫離子方程式的程序性知識(shí)一般需要三步。第一步，判斷氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物;第二步，利用化合價(jià)升降法對(duì)該氧化還原反應(yīng)配平;第三步，進(jìn)一步判斷其他的反應(yīng)物和生成物。

（2）計(jì)算型的題目通常有三個(gè)步驟。第一步，正確寫出化學(xué)方程式或離子方程式，并根據(jù)方程式找出反應(yīng)物KMnO4和H2C2O4之間的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系：2KMnO4～5H2C2O4;第二步，根據(jù)反應(yīng)物或生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比列出關(guān)系式：5c（KMnO4）V[KMnO4（aq）]= 2c（H2C2O4）V[H2C2O4 （aq）];第三步，代入數(shù)據(jù)，列式計(jì)算。

3.離子反應(yīng)策略性知識(shí)學(xué)習(xí)策略

離子反應(yīng)策略性知識(shí)指的是認(rèn)知策略。學(xué)習(xí)者使用認(rèn)知策略來(lái)幫助自己更好地編碼新信息，以便提高在測(cè)驗(yàn)時(shí)回憶關(guān)鍵信息的成功率。學(xué)習(xí)者可以通過(guò)自身失誤經(jīng)驗(yàn)而得出這些策略，或者學(xué)習(xí)其他學(xué)習(xí)者身上已經(jīng)證實(shí)有效的策略[8]。

策略性知識(shí)的學(xué)習(xí)策略是元認(rèn)知訓(xùn)練。元認(rèn)知訓(xùn)練體現(xiàn)在學(xué)習(xí)過(guò)程的前后，學(xué)習(xí)某一知識(shí)前，要設(shè)定一個(gè)學(xué)習(xí)目標(biāo)，并事先想好實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的手段，以及如何解決目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中遇到的困難和應(yīng)對(duì)措施。例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)鹽類的水解時(shí)，要思考如下問(wèn)題：什么是鹽類的水解？鹽類水解的實(shí)質(zhì)是什么？能否寫出水解離子方程式？在鹽類水解離子方程式的書寫時(shí)會(huì)遇到什么困難？遇到的困難是由于哪方面的知識(shí)欠缺引起的？在教師授課過(guò)程中，學(xué)生應(yīng)根據(jù)教師的授課方式進(jìn)行同步表征，如果不能同步表征，出現(xiàn)聽(tīng)不懂、不太明白、思維跟不上的情況，要及時(shí)做好標(biāo)記，以便及時(shí)或課后解決。

為了全面實(shí)施、深化課程改革，實(shí)現(xiàn)“立德樹人”的根本任務(wù)，切實(shí)發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)代要求的創(chuàng)新人才，要從學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，把核心素養(yǎng)和學(xué)業(yè)質(zhì)量要求落實(shí)到學(xué)科教學(xué)中，幫助學(xué)生形成適應(yīng)社會(huì)和個(gè)人發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。在學(xué)科教學(xué)中，化學(xué)學(xué)科核心知識(shí)是建立化學(xué)核心觀念，培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的支撐和載體，沒(méi)有核心知識(shí)的支撐，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)只是空中樓閣，沒(méi)有核心素養(yǎng)引領(lǐng)的知識(shí)教學(xué)，仍然是以“知識(shí)為本位”的傳統(tǒng)知識(shí)觀教學(xué)，是以分?jǐn)?shù)為終極目標(biāo)的教學(xué)，難以培養(yǎng)學(xué)生的優(yōu)秀品格和關(guān)鍵能力。新的課程觀是以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，著力培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

[? 參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ]

[1]? 中華人民共和國(guó)教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S] .北京：人民教育出版社，2018.

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[7]? 毛群燕. 精加工策略運(yùn)用于化學(xué)探究學(xué)習(xí)的研究[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2009.

[8]? 蔡文鎖.加強(qiáng)程序性知識(shí)教學(xué) 提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力[J].化學(xué)與教學(xué)，2011（3）：23-24.

[9]? 德里斯科爾.學(xué)習(xí)心理學(xué)：面向教學(xué)的取向 [M].3版.王小明，譯.上海：華東師范大學(xué)出版社，2007.

（責(zé)任編輯 羅? ?艷）