踐行信息加工學習理論 建構化學優(yōu)質課堂

摘 要：信息加工學習理論指出，學習系統(tǒng)內的各要素之間是相互聯(lián)系、相互作用的。本文以加涅的信息加工理論為基礎，結合序化、編碼、重組、同化及遷移的基本思路，探討在初中化學教學過程中有計劃、有意識地滲透及踐行信息加工學習理論的可行性教學策略，以此進一步提升初中化學課堂的教學質態(tài)，進而建構優(yōu)質化學課堂。

關鍵詞：初中化學;信息加工;學習理論;優(yōu)質課堂

中圖分類號：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-624X（2021）16-0046-02

引 言

信息加工理論是由美國心理學家加涅提出的，他指出，學習是學生對所學知識進行內部加工的過程，主張用信息加工的觀點來解釋學生的學習過程，并在此基礎上提出了學習和記憶的信息加工模型。這對初中化學課程教學有一定的指導意義。

一、序化，梳理知識結構

信息加工學習理論指出，學習系統(tǒng)內的各要素之間是相互聯(lián)系、相互作用的。這也就是說，教師在教學化學知識時，要按照一定的邏輯順序來組織教學，通過有效的信息加工手段，對零碎的、龐雜的化學知識點進行梳理和整合，建構起系統(tǒng)的、有序的知識整體結構[1]。

例如，在教學“質量守恒定律”的化學知識時，教師可以從學生已經(jīng)學過的化學反應，如鎂條燃燒生成氧化鎂，水電解生成氫氣、氧氣等，引導學生回顧這些化學實驗和反應過程，思考反應物和生成物之間的質量存在什么關系。學生對此各有各的說法，有說生成物的質量大于反應物的質量的，也有說質量沒有發(fā)生改變的。這時，學生的求知欲與探究欲望就被很好地激發(fā)出來。教師再適時引入拉瓦錫做過的將氧化汞分解成汞和氧氣的實驗，這個實驗的結果是氧化汞的質量等于反應后的汞和氧氣的質量之和。這時，學生又提出了疑問：反應前、后各物質質量之和相等到底是這個實驗出現(xiàn)的巧合呢，還是一個普遍規(guī)律呢？就這樣，在學生的思考和追問中，教師引出本節(jié)課的課題：質量守恒定律，并通過磷和氧氣燃燒、CuSO4和Fe的反應的實驗，引導學生自主歸納總結出質量守恒定律。這樣的課堂學生更容易接受。

序化可以體現(xiàn)在兩個方面：一個是學生認知發(fā)展的心理順序，另一個是學科知識的內在邏輯順序。這是教師在踐行信息加工學習理論的過程中必須遵循的序化原則。教師應按照初中化學學科教學內容的內在邏輯，結合學生的認知發(fā)展規(guī)律來組織教學、安排教學活動。這樣的化學課堂才是高效、生動，真正能夠推動學生身心發(fā)展的優(yōu)質課堂。

二、編碼，實現(xiàn)有效增值

加涅把學生的學習階段分解為動機、領會、習得、保持、回憶、概括、作業(yè)及反饋八個過程。在習得階段中，學生需要對新獲得的刺激，也就是課堂上學到的新知識內容進行知覺編碼，將其存儲到記憶中，納入個人的知識體系。在這個過程中，教師所要做的就是通過采取有效的編碼與組織策略，幫助學生在習得階段實現(xiàn)信息的有效增值，促使信息盡快從短時記憶變?yōu)殚L時記憶[2]。

例如，“常見的酸和堿”這節(jié)課的教學目標是讓學生能夠辨別和區(qū)分生活中常見的酸性物質和堿性物質。以酸的性質來講，在教學時，教師可先帶領學生一起探究濃硫酸、濃鹽酸、稀硫酸、稀鹽酸等常見酸的具體的物理性質與化學性質。學生通過觀察，認識到鹽酸是無色的液體，有刺激性氣味，濃鹽酸具有揮發(fā)性;硫酸則是無色、黏稠的油狀液體，無味，濃硫酸具有很強的腐蝕性。接著，學生分別通過酸溶液與指示劑、某些金屬、金屬氧化物、某些鹽的實驗探究，得出了常見的酸的一些化學性質。那么在此基礎上，教師要引導學生通過分析、比較，歸納出酸普遍具有的化學性質，如酸溶液能與指示劑起反應，紫色石蕊試液遇酸變紅，無色酚酞試液遇酸不變色;酸能跟多種活潑金屬發(fā)生反應，通常生成鹽和氫氣;酸能跟某些鹽反應生成新酸和新鹽等。通過這樣的編碼方式，學生從宏觀上認識了酸和堿的化學性質，可以從常見酸擴展和推斷任意酸的性質，實現(xiàn)信息的增值。

信息增值主要是指信息內容的增值和活動效率的提高。從這兩個角度出發(fā)，教師要結合不同的化學教學內容，為學生提供相應的編碼方式及策略的參考。比如，常見組織信息的編碼策略可以按順序關系編碼、因果關系編碼及種屬關系編碼等。這都是幫助學生實現(xiàn)有效信息增值的可行方式，是教師應在教學過程中關注的方向。

三、重組，引發(fā)認知沖突

重組的方式可以理解為學生的知識體系與認知結構的重組與優(yōu)化。在新信息的刺激下，學生原有的知識體系與認知結構已經(jīng)不再完全適應，需要通過科學有效的重組策略，如比較類比、拓展延伸等，在知識體系內部進行積極的調試與優(yōu)化，以幫助學生建構更系統(tǒng)、合理的知識體系。

仍以“質量守恒定律”為例，在課堂的鞏固提高環(huán)節(jié)，教師可以給學生提供一些與質量守恒定律看似存在沖突的信息與情境，如學生在生活中熟悉的情境：一張紙燃燒后化為灰燼，為什么燃燒后的灰燼的質量要遠遠小于一張紙的質量？為什么這時質量守恒定律失效了呢？學生在聽到這個問題后，也感到非常疑惑，迫切地想要知道原因。這時，教師就要引導學生利用本節(jié)課學習的知識來解答這個問題。學生在這個問題的刺激下，重新審視和梳理這節(jié)課學到的知識內容，并具體分析這道題。根據(jù)質量守恒定律：紙的質量+燃燒所需氧氣的質量=灰燼的質量+生成二氧化碳的質量+水蒸氣的質量。其中，生成二氧化碳的質量+水蒸氣的質量>燃燒時消耗的氧氣的質量。因此，灰燼的質量要小于紙的質量，這樣，學生便進一步加深了對質量守恒定律的理解與認識。

可以說，認知沖突是學生實現(xiàn)信息加工、認知發(fā)展的助推器。當新信息的刺激與學生已經(jīng)習得的知識、經(jīng)驗、技能等產(chǎn)生認知沖突時，原有的低層次的平衡被打破，而學生會在這種無法同構的矛盾與沖突下產(chǎn)生學習、探究的心理需求，積極地尋求更多新信息進行深度學習和探究，以達成新的認知平衡。

四、同化，搭建學習橋梁

同化可以理解為將外部的新信息刺激通過有效的內部加工思維活動，整合到個人原有的知識結構和認知體系中，這是學生習得新知識、獲得新技能的一種基本方式。如何才能實現(xiàn)知識的同化呢？其中，必不可少的就是知識間關聯(lián)性的呈現(xiàn)。也就是說，教師要為學生搭建學習橋梁，幫助學生實現(xiàn)知識的同化性遷移。

例如，在教學“燃燒及滅火”的化學知識時，本節(jié)課的教學目標是讓學生認識燃燒的條件及滅火的方法。學生在之前已經(jīng)對燃燒的現(xiàn)象有了一定的了解，教師可以先讓學生回顧學過的燃燒實驗，如鎂條的燃燒、鐵絲的燃燒等，寫出化學方程式，回憶燃燒時的現(xiàn)象，并從這些燃燒現(xiàn)象和方程式中思考燃燒的共同條件是什么？教師再帶領學生深入探究這些燃燒必須滿足的條件，總結燃燒的原理，讓新舊知識間良性地互動起來。

在加涅的信息加工學習理論中，學習的過程是學習者對來自環(huán)境刺激的信息進行內在的認知加工的過程。那么，我們這里所說的同化，就是一種學生頭腦中的內部活動，需要學生對新信息的刺激進行內在的加工，使其納入原有的知識經(jīng)驗與認知結構中，以此加深認知。

五、遷移，注重求異發(fā)散

學生每一次對新信息的內部加工過程都不是孤立的，而是建立在已有的知識經(jīng)驗基礎上的，而原有的知識經(jīng)驗對獲得新知識、新技能的影響就是遷移作用的體現(xiàn)。作為教師，我們要利用有效的遷移策略來培養(yǎng)學生的求異發(fā)散思維，促進學生的正遷移，幫助學生建構良好的認知結構。

例如，在進行“二氧化碳制取的研究”的教學時，由于學生之前已經(jīng)學習過制取氧氣的知識及實驗，那么對于這節(jié)課，教師就可以引導學生通過制取氣體的知識遷移，來自主探究、總結得出二氧化碳的制取方法。首先，我們按照分析反應原理、設計和選擇實驗藥品及裝置、確定收集方法、檢驗氣體并對氣體進行驗滿的思路回顧了氧氣的制取。那么在制取二氧化碳時，教師就可以引導學生按照這樣的思路，根據(jù)制取二氧化碳的化學反應原理“CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2”，選擇實驗藥品，設計實驗裝置，按照檢查氣密性—加藥品—收集的步驟進行實驗操作。在確定收集方法時，由于CO2密度比空氣大，選用向上排空氣法。最后，把燃燒的木條放到集氣瓶口，若木條立即熄滅，說明收集的二氧化碳已滿，原理是火焰不能在二氧化碳中燃燒。這樣，學生通過正向的知識遷移，可以自主完成二氧化碳制取的研究。

由此可見，基于信息加工學習理論的指導思想，教師可以在初中化學教學過程中通過序化、編碼、重組、同化及遷移的教學思路，制訂和采取相應的教學策略，以幫助學生實現(xiàn)對所學知識的內部加工及意義建構。同時，文中探討的內容和方向只是一些粗淺的設想與方法。要想真正發(fā)揮出信息加工學習理論對初中化學教學的指導作用及教學意義，教師還需要在具體的教學實踐中不斷摸索與總結更多元的、更有效的教學策略，以此進一步增強化學課堂的教學實效性。

結? ? 語

總而言之，加涅的信息加工理論簡單來說就是一種“有指導的發(fā)現(xiàn)學習”。教師在初中化學教學中踐行信息加工學習理論的基本思路時，應根據(jù)學生在不同學習階段的認知規(guī)律和特點，創(chuàng)造適當?shù)耐獠織l件，制訂更具針對性的教學策略，并開展相應的教學活動，通過調控學生在學習過程中注意、學習、記憶和思維等學習活動，來幫助學生發(fā)展化學思維、提升學習能力，從而為培養(yǎng)和提升學生的化學核心素養(yǎng)奠定基礎。

[參考文獻]

吳海洋，高利民，燕翔.微課在初中化學教學中應用的實踐與思考[J].安徽教育科研，2018（13）：82-84+124.

任娟，朱清勇.基于“素養(yǎng)為本”的初中化學實驗教學嘗試和反思[J].化學教與學，2017（03）：85-87+50.

作者簡介：王劍鋒（1978.10—），男，江蘇蘇州人，本科學歷，中學高級教師，研究方向：中學化學教學。