（课程与教学论专业论文）中学化学基础理论学习条件的案例探究.pdf

摘要 iiiiii i h hi j l li f u l i m i y 2 14 8 2 9 3 任何学习的发生都是需要条件的，包括内部条件和外部条件。教 师在教学过程中的作用是提供合适的外部条件以满足学生学习发生 需要的内部条件。化学基础理论是中学化学教学的核心和精髓，其中 蕴含的化学思维方法和问题解决方法是发展学生思维能力和培养学 生创新能力最好的材料。本文在加涅学习条件理论和建构主义理论指 导下，提出了基于学习条件的中学化学基础理论教学研究，寻找中学 化学基础理论的学习条件，并在教学过程中根据学习新知识需要的条 件安排教学活动，对中学化学基础理论教学具有很好的理论意义和实 际意义。 本研究分析了中学化学基础理论对学生学习中学化学和发展思 维能力的重要意义，并根据加涅的学习结果分类理论，对化学基础理 论进行了学习结果分类；又在建构主义理论指导下，提出了中学化学 基础理论的学习不仅仅是对理论语言层次理解，而应对化学基础理论 的产生、形成、概括和发展有深刻理解，进行有意义的知识建构的过 程。而教师的作用就是要提供各种必要条件，帮助学生进行有意义的 化学基础理论建构。 本研究对基于学习条件的化学基础理论教学的含义、特征和教学 设计的基本步骤进行了较系统的分析，并以离子键、化学反应速率和 原电池为例进行了基于学习条件的化学基础理论的教学设计和教学 实验。通过教学实验和教学结果分析得出了离子键、化学反应速率和 原电池的学习条件，并在此基础上总结归纳出了中学化学基础理论的 一般学习条件：内部条件主要包括知识与技能方面、思维与方法方面 以及态度方面；外部条件主要包括提供思维动机；提供认识的策略； 提供实例；提供的教学情境对学生的刺激要达到一定强度，并及时给 学生的学习提供反馈信息。还根据案例的学习条件，提出了离子键、 化学反应速率和原电池的教学策略。 通过一年的教学实践研究发现，基于学习条件的中学化学教学主 要有以下几方面的作用：第一，清除学生学习新内容的障碍：根据学 生的实际情况，提供各种必要的学习外部条件，以激发和满足学生学 习的内部条件。这些条件为学生学习新知识扫清认知障碍和思维障 碍。第二，使学生形成良好的认知结构：根据每类学习结果需要的学 习条件，将知识点加工整理成有序的知识组块，并对这些知识组块再 进行学习条件的查找，形成有层次、有条理的知识网络结构。第三， 使学生学会了分析问题和解决问题的方法：对于不同的知识点教师提 供了不同性质的条件，对不同性质的问题引导学生从不同的角度思 考，这样学生对同一类型的问题会形成一定的解决思路。第四，大幅 度提高教学效率。 关键词：中学化学，基础理论，学习条件，教学设计 a b s t r a c t l e a r n i n gi sg o i n go nw i t hs o m ec o n d i t i o n sw h i c hi n c l u d i n gi n t e r n a l c o n d i t i o na n de x t e r n a lc o n d i t i o n s t e a c h e r sp l a yar o l et h a tp r o v i d e s a p p r o p r i a t ee x t 咖a lc o n d i t i o n st h a ta r er i g h tt ot h es t u d e n t s i n t e r n a l c o n d i t i o n sw h i c hc a l lm a k el e a m i n gt oo c c u r t h ec h e m i c a lb a s i ct h e o r y w h i c hc o n t a i n ss o m ec h e m i c a l t h o u g h t s a n dm e t h o d so f s o l v i n g p r o b l e m si st h ec o r ea n de s s e n c ei nm i d d l es c h o o lc h e m i s t r yt e a c h i n g ， a n di st o ot h eb e s tm a t e r i a l st od e v e l o p i n gt h es t u d e n tt h i n k i n ga b i l i t ya n d i n n o v a t i o na b i l i t y i nt h i sp a p e r , t h em i d d l es c h o o lc h e m i c a lb a s i ct h e o r y t e a c h i n g b a s e do nl e a r n i n gc o n d i t i o nh a sb e e n p r o p o s e dw i t h t h e g u i d a n c eo fg a g n e sl e a r n i n gc o n d i t i o nt h e o r ya n d c o n s t r u c t i v i s mt h e o r y t h e s ea r ev e r yi m p o r t a n tf o ri n s t r u c t i o nc h e m i c a lb a s i ct h e o r yt h a t l o o k i n gt h e c o n d i t i o n sf o rl e a r n i n gc h e m i c a lb a s i ct h e o r ya n dd e s i g n i n s t r u c t i o np r o g r a mb a s e do nt h ec o n d i t i o n s i nt h i s p a p e r , t h ei m p o r t a n c e o fl e a r n i n gc h e m i c a l t h e o r y f o r d e v e l o p i n gs t u d e n tt h i n k i n ga b i l i t ya n dl e a r n i n gc h e m i s t r yh a db e e n i n d i c a t e d c h e m i c a lb a s i ct h e o r yh a db e e nc l a s s i f i e db yg a g n ec l a s s i f y i n g l e a r n i n g o u t c o m e s t h i si n s t r u c t i o ni d e ah a db e e n p r o p o s e db y c o n s t r u c t i v i s mt h e o r yt 1 1 a ts t u d e n tm u s tc o m p r e h e n dd e 印t h eg e n i t u r e ， f o r m a t i o n ，g e n e r a l i z a t i o na n dd e v e l o p m e n to ft h et h e o r yi nl e a r n i n g t h e t e a c h e r sf u n c t i o ni st op r o v i d et h en e c e s s a r yc o n d i t i o n st oh e l pt h e s t u d e n tt oc o n s t r u c tf u l l yt h em e a n so ft h ec h e m i c a lb a s i ct h e o r y t h e r ei sas y s t e m a t i ct h e o r e t i c a la n a l y s i sa b o u tt h em e a n i n g ，f e a t u r e a n dt h eb a s i cs t e p so fi n s t r u c t i o n a ld e s i g no fc h e m i c a lb a s i ct h e o r y t e a c h i n gb a s e do nl e a r n i n gc o n d i t i o n i nt h i ss t u d y i n s t r u c t i o n a ld e s i g no f c h e m i c a lb a s i ct h e o r yb a s e do nl e a r n i n gc o n d i t i o na n dt e a c h i n g e x p e r i m e n t sa r ed o n eb yt a k i n gi o n i cb o n d ，t h ec h e m i c a lr e a c t i o nr a t e a n dp r i m a r yb a t t e r yf o re x a m p l e s t h el e a r n i n gc o n d i t i o no fi o n i cb o n d ， t h ec h e m i c a lr e a c t i o nr a t ea n dp r i m a r yb a t t e r ya r ef o u n d t h r o u g h t e a c h i n ge x p e r i m e n t sa n da n a l y s i so ft e a c h i n go u t c o m e s o n t h i sc a s e ，t h e g e n e r a ll e a r n i n gc o n d i t i o n so fc h e m i c a lb a s i ct h e o r ya r es u m m a r i z e d i n t e r n a lc o n d i t i o n si n c l u d e sk n o w l e d g ea n ds k i l l s ，t h i n k i n ga n dm e t h o d i i i a sw e l la st h ea t t i t u d e e x t e r n a lc o n d i t i o n si n c l u d e sp r o v i d i n gt h i n k i n g m o t i v a t i o n ，s t r a t e g i e sf o rr e c o g n i t i o na n de x a m p l e s a n dt h et e a c h i n g s i t u a t i o no ns t u d e n t s s t i m u l u st h a tt e a c h e r sp r o v i d es h o u l db er e a c h e da c e r t a i n i n t e n s i t y a n df e e d b a c ki n f o r m a t i o ns h o u l da l s ob et i m e l y p r o v i d e db yt e a c h e r s a c c o r d i n gt ol e a r n i n gc o n d i t i o n so ft h ec a s e ，t h e t e a c h i n gs t r a t e g i e so ft h ei o n i cb o n d ，t h ec h e m i c a lr e a c t i o nr a t ea n d p r i m a r yb a t t e r i e sa r ep r o p o s e d ，n l h r o u g l a o n ey e a rt e a c h i n gp r a c t i c e ，t h ef u n c t i o no fc h e m i c a l t e a c h i n gb a s e do nl e a r n i n gc o n d i t i o ni sm a i n l yt h ef o l l o w i n ga s p e c t s ，1 r e m o v i n go b s t a c l e sf o rs t u d e n t st ol e a r nn e w c o n t e n t n e c e s s a r ye x t e r n a l l e a r n i n gc o n d i t i o n ss h o u l db ep r o v i d e df o rs t u d e n t st oa r o u s ea n ds a t i s f y t h ei n t e r n a ll e a r n i n gc o n d i t i o n sa c c o r d i n gt ot h ea c t u a lc o n d i t i o n so ft h e s t u d e n t si nt h et e a c h i n g t h e s ec o n d i t i o n sr e m o v eo b s t a c l e sf o rs t u d e n t s t ol e a r nn e wc o n t e n t 2 e n a b l i n gs t u d e n t st o f o r mag o o dc o g n i t i v e s t r u c t u r e e a c hk n o w l e d g ep o i n t si s p r o c e s s e di n t oo r d e r l yk n o w l e d g e b l o c k sa c c o r d i n gt ot h el e a r n i n gc o n d i t i o n so fe a c hl e a r n i n go u t c o m e s t h e nt of i n dt h el e a r n i n gc o n d i t i o n so ft h e s ek n o w l e d g eb l o c k s t of o r ma t u e r a r c l a y , o r g a n i z e dk n o w l e d g en e t w o r ks t r u c t u r e 3 s t u d e n t sl e a r nt o a n a l y z ep r o b l e m sa n ds o l v ep r o b l e m s t e a c h e r ss u p p l yd i f f e r e n tn a t u r e c o n d i t i o n sf o rd i f f e r e n tk n o w l e d g e p o i n t sa n dg u i d et h es t u d e n t st ot h i n k i nd i f f e r e n tw a y , s ot h a ts t u d e n t so nt h es a m et y p eo f p r o b l e mc a nf o r m c e r t a i ns o l u t i o n s g g r e a t l yi m p r o v et h et e a c h i n g e 伍c i e n c y k e yw o r d s ：m i d d l es c h o o lc h e m i s t r y , b a s i ct h e o r y , l e a r n i n gc o n d i t i o n s ， i n s t r u c t i o n a ld e s i g n 中学化学基础理论学习条件的案例探究 1 绪论 1 1 化学基础理论与化学基础理论教学 1 1 1 化学基础理论及其在中学化学中的地位和作用 化学基础理论是指反映物质及其变化的本质属性和内在规律的化学基本概 念和基本原理【1 1 。其中，化学概念是化学原理的前提和基础，而化学原理是对化 学概念的进一步发展，二者相辅相成，共同构成了化学理论性知识。化学基础理 论涵盖了整个中学化学的重要领域，既是认识元素及化合物、化学计算与化学实 验的认知基础，也是指导学生获取知识、培养学生化学思维方法以和解决化学问 题的重要工具。中学化学课程中，化学基础理论内容包括物质结构、元素周期律 和元素周期表、化学反应速率和化学平衡、电解质电离及电离平衡、电化学五部 分1 2 1 。 化学基础理论是中学化学教学的核心和精髓，它体现了化学学科的基本观念 和化学学科发展过程中形成的基本方法和思想，在化学教材中起着统领全局的作 用。化学基础理论的创立，是化学科学家智慧的结晶，是化学家创造性思维的结 果，其中蕴藏的化学思维方法和问题解决方法是发展学生的思维能力、培养学生 创新能力最好的材料。 化学理论性知识是对物质及其变化的本质和规律的反映，它具有高度的概 括性，直接影响学生对化学事实、现象的观察和理解【3 】。学生掌握了一定的化学 理论，就可以使他们对化学现象和化学事实的学习不只留在表面接受和死记硬背 的层次上，而是可以透过现象看本质，深入理解化学现象的深层意义并找到规律， 从而应用规律预见某些未知物性质和未知化学反应的反应趋势，解释产生某些化 学事实和化学反应现象的原因。这样学生对化学知识的学习不仅知其然，而且知 其所以然，一方面培养了学生的思维能力，另一方面提高了学习的效率和质量。 化学理论性知识的学习有助于培养学生的思维能力。理论是在大量丰富具 体的事实材料中概括出来的，理论性知识的学习要通过积极的思维活动理解物质 变化的本质和物质运动的规律，而绝不是简单的记忆。通过学生积极思维进行理 硕士学位论文 论性知识的学习，自然会促进学生思维能力的发展。另一方面，在运用化学基础 理论去解释化学现象、解决化学问题的过程中，学生对物质的结构、性质和变化 及其相互间关系的认识也深入到了事物的本质，学生的抽象思维能力也得到了提 高【1 1 。 化学理论知识的形成过程体现着丰富的科学观念、科学方法、科学态度和 哲学思维，是对学生进行科学方法训练和情感教育的良好素材。如用物质是无限 可分的思想，学生学会用思维“观察”分子、原子；阿累尼乌斯用创造性的思维建 立起电离理论，正确认识了电解质在溶液中存在状态；门捷列夫建立了元素周期 表，从而让化学家认识到了元素性质变化规律，为化学科学发展立下不朽的功勋； 等等。这些化学理论知识对学生思维的启发，对学生思维能力的发展无疑都有重 要作用。同时，对化学基础理论的学习，不仅使学生获得了理论知识，更重要的 是化学基础理论学习的合适情境让学生体验获得化学基础理论的建立过程，一方 面可以培养学生对化学学习的兴趣，另一方面可以培养学生对待科学的态度，体 验科学研究过程中的方法和技巧。 总的来说，化学基础理论是学生掌握化学知识，完善化学知识结构，培养 化学思维品质的基础，在中学化学的学习中起着举足轻重的作用。 1 1 2 中学化学基础理论的教学现状 中学化学基础理论贯穿整个中学化学学习阶段，是教师教学和学生学习的 重点，由于化学基础理论是从物质微观层次认识物质化学运动规律，而掌握物质 微观层次的运动与人们的认识经验有较大的差距，所以一直是教和学的难点。一 直以来，教师都把化学基础理论的教学放在中学化学教学的重要位置，并针对化 学基础理论抽象难懂的特点，探索和实施了诸多教学方法和策略【4 】【5 1 。但是万变 不离其宗，目前中学化学基础理论的教学主要是实施典型的传统教学：以教师讲 解为主，学生参与为辅。教师或者把化学理论平铺直述，直接告诉学生，或者通 过展示例证，演示实验推导出结论。而教师在讲解过程中并没有真正关注学生学 习的心理过程，不管学生能不能真正接受教师所讲，教学仍旧进行。这种讲授式 教学虽然能使深奥、抽象的化学基础理论知识变得具体形象，浅显易懂，可排除 学生对内容的畏难情绪，使学习变得简单快捷。同时也避免了学生在认识过程中 遇到的不必要的曲折和困难，在一定程度上使学生对学习增加了一些信心，然而 中学化学基础理论学习条件的案例探究 这种方法将现成的知识教给学生，很少关注学生是如何学习的，学生学习这些理 论需具备哪些条件，因而学生只是接受了一些概念，很少有学生思维的参与，教 师讲完了，学生好像都懂了，但是课后又说不清楚，一遇到新问题又不知从何入 手解决，更谈不上举一反三，发生学习迁移。 随着新课程改革的进行，中学化学教学模式出现了很多创新，而促使学生 主动学习，用探究式教学已经成为一种常规的教学模式。探究式教学注重学习过 程和学生思维能力、动手能力以及创新能力的培养，打破了传统的老师教、学生 学的局面，学生变成了教学的主体，更多的参与到学习中来。探究式教学用于物 质性质的学习在化学教学中是最常见的教学方法，但是很多教师在实施探究式化 学基础理论教学时，往往也引导学生进行探究，并让学生进行分组化学实验，然 后进行讨论。虽然这些教学方法十分新，而且也常被教师利用，但化学基本理论 由于其独特的构建过程，决定了学生的学习过程不适合于这种实验探究式教学。 这是因为化学基础理论是在分子、原子及原子结构理论的基础上建立起来的，是 用化学特有的认识方法认识物质运动规律而形成的科学知识，其理论建立的基本 过程是数学方法在化学中的运用或原子结构理论的运用，有较强的逻辑性和推理 性，因而化学基础理论教学更适合于用推理方法。另外，由于学生化学思维方法 准备不足，其思维能力未能达到应有的要求，缺乏进行讨论的知识基础和思维基 础，讨论时往往不得要领，或者讨论时出现诸多困难，而这些困难在大多数学生 知识和能力范围内难以解决。因此如何解决学生在化学基础理论学习过程中，思 维能力达不到要求，自主思维和构建化学理论的能力较低的问题，是当前化学教 学研究的盲点，也是化学教学中应当花大力气去研究的问题。 1 1 3 中学化学基础理论的教学研究现状 中学化学基础理论是中学化学课程内容的重要组成部分，其教学研究也是 中学化学教学研究的重点和热门话题。现行我国化学教学研究中有关中学化学基 础理论的教学研究主要集中在以下几个方面： 1 ) 对化学基础理论的特点和教学价值进行研究，从化学基础理论的特点和 教学价值出发研究教学。一般认为化学基础理论具有抽象性和概括性，综合性和 复杂性，认识性和实践性价值等特点。它使用专业化的符号和规则代表其意义， 是化学家长期摸索的智慧集合，与其他概念、原理相互关联，是教师教学与学生 硕士学位论文 学习的根本出发点和落脚点，也是多种思维方法的体现。因此进行化学基础理论 教学时，应尽量化抽象为具体，增加学生感官认识，并将理论放在真实的情境中， 让学生学习科学家是如何解决问题的，并建立各知识间的关系网，注重学生思维 方法和解决方法的培养【6 】。 2 ) 中学教师凭借自己的教学经验，对教学进行反思，得出化学基础理论教 学的经验总结。例如剖析基础理论的内涵与外延，了解与相关概念的关系，并建 立起理论和概念网络，打通基础理论与化学基本概念及各基础理论之间的横向和 纵向联系，形成完整的知识网络结构。或者经过实例分析，得出结论，再通过练 习强化对理论的理解。有些有经验的老师利用模型，实验演示，引用比喻和通俗 的解释帮助学生理解基础理论【7 i 。 3 ) 从教育学、心理学、以及学习理论的角度出发阐述教师教学过程和学生 学习过程。主要包括两方面：一是认为化学基础理论的学习过程是学生自主建构 的过程，如在导入新课中采用先行组织者理论，进行探究教学让学生充分参与， 及时提供反馈等。二是借鉴加涅等学者的学习模式，将化学理论性知识的学习过 程分为陈述性知识的习得、知识的编辑和知识的应用三个阶段进行讨论，由于各 个阶段性质的不同，分别采取不同的教学方法和策略，以探讨化学基础理论的课 堂教学结构【8 】。 4 ) 关注化学基本理论在考试中的综合应用，主要是化学基本理论在考前如 何复习，如何应用于解题以及在考试中出现频率；还有在考试中化学学习方法和 技巧如何应用，解题规律探讨等等 9 】【1 0 1 。这些研究注重应试教育，在很大程度上 只是为考试服务，很少考虑培养学生思维能力，建构化学基础理论的意义。 5 ) 也有针对教师教学设计和教学实践过程中出现的问题的研究，即对中学 化学基础理论进行行动研究【1 1 1 。行动研究是从实际工作需要中寻找问题，由实际 工作者和研究者参与，使研究成果为教学工作者理解、掌握和应用，从而解决问 题。 6 ) 对中学化学课程中基础理论知识的选择进行回顾，并对基础理论知识的 选择进行原因分析 1 2 , 1 3 。化学基础理论的选择是教材编写者首先要考虑的问题。 化学基础理论的选择既要符合化学学科的系统性特点，又要能够衔接社会生产生 活的实际需要，还要能够让特定阶段的学生接受并发展他们的思维。 中学化学基础理论学习条件的案例探究 1 1 4 中学化学基础理论教学研究的不足 通过以上论述，可以发现对化学基础理论教学的研究涉及各个方面，使用 的研究方法各异，既有经验总结，又有对各种规律、理论的阐述，也有研究者使 用实验的方法来探究学生学习基础理论的心理过程以及化学基础理论教学的规 律和模式。这些理论和实践为指导中学化学基础理论教学提供了理论基础和宝贵 经验。尽管化学基础理论的教学研究已经取得了各方面的成果，但目前的研究仍 然存在一些问题，主要集中在以下几个方面。 1 ) 经验总结仍占很大比例。通过从中国知网和互联网查得的各种关于中学 化学基础理论教学的文献资料看出，一线教师的经验总结占8 0 以上。很多经验 式总结仅仅凭个人的教学经验、推测，没有科学的理论依据，更没有分析其中的 原理，进行系统研究，得出科学的教学规律。 ( 2 ) 借用一般学习原理分析中学化学基础理论的学习。只是把理论性的研究 强行嫁接到化学基础理论学习中去，没有突出化学基础理论的特点，结果只是生 硬而没有实践指导意义。那种真正对化学学习过程作严谨的设计、调查、实验、 观察、跟踪、分析，揭示其中特殊规律的研究很少。 3 ) 对化学基础理论教学的原理研究比较少。基本上只是对个别基础理论进 行分散研究。所研究的是个别理论学习中的特殊现象，并没有找出化学基础理论 学习的共性特征，更没有进行系统的分析和整理，总结出共同点，概括抽象出化 学基础理论教学的一般性规律。对化学基础理论教学原理的研究的基础是研究有 关化学基础理论学习的条件，但目前还没有关于中学化学基础理论学习条件研究 的文献，鲜见学者或教师对中学化学基础理论的学习条件进行研究。但是已有对 中学化学基本概念学习条件【1 4 1 和“物质的量在化学方程式计算中运用”的学习条 件【”】研究。这些研究主要注重知识和技能方面的学习条件，对学生的思维条件和 心理准备条件研究得少或没有涉及。另外对根据化学基础理论学习条件进行教学 设计也难觅。 1 2 课题的提出 新课程倡导的化学教学理念是从学生和社会实际出发，结合人类探索物质 及其变化的历史与化学科学发展的趋势，引导学生学习化学的基本原理和基本方 法，并充分发挥化学学科的优势，通过化学实验为主的探究活动，使学生体验科 硕士学位论文 学研究的过程，促进学习方法的转变，培养学生的创新和实践能力，提高全体公 民的科学素养【1 6 】。传统教学注重知识和技能的灌输，而新课程理念倡导的是在注 重知识学习的基础上更加注重学习的方法和学习的过程，认为知识是学习者进行 自主建构，而不是教师一味的灌输。知识是不能传授给学生的，只能由学生自己 去构建的教学理念已被越来越多的教师所认同。钟启泉教授也曾指出，“真正推 动人的发展的是作为发展主体的人及其自觉、自主、创造性的活动，制约人的发 展的决定性因素是人的活动”，“青少年的身心发展是在活动中并通过活动才 得以发展的【1 8 l ”。但是学生的自主建构并不是盲目的进行“发现学习”和“探究学 习，教师在整个学生的学习过程中要起到主导作用。那么教师的主导作用如何 发挥? 如何设计教学过程才能让学生进行有效的自主知识建构是当前教学改革 所需要解决的教学层面的问题。 以加涅为代表的学者关于学习条件与教学论的理论认为：任何学习的发生 都需要一定的条件，包括外部条件和内部条件。内部条件来自学习者自身，包括 先前所习得并能加以应用的智慧技能、认知策略、言语信息等；在学校教学中外 部条件一般指教师在引导学生学习时提供的条件，即各种教学事件。那么在新课 程理念下学生自主进行知识建构的过程中，教师就应该安排好教学事件，提供学 生建构知识时需要的各种外部条件，这样学生才可进行有效知识建构。 本研究以加涅的学习结果分类和学习条件理论以及建构主义思想为指导， 分析化学基础理论的学习结果类型，并根据不同学习结果类型和化学学科的特 点，初步找到化学基础理论知识的学习条件，然后根据学习条件设计教学，确定 学习结果表征，制定学习结果调查内容和调查方法，然后通过课堂教学的形式， 在单盲状况下进行教学实验研究，最后分析学习结果，结合访谈，调查等方法分 析化学基础理论学习结果与学习条件的关系，从而确定学习该内容需要的学习条 件。 本研究的主要内容有：( 1 ) 理论分析基于学习条件的化学基础理论教学的含 义、特征和基本模式；( 2 ) 以离子键、原电池和化学反应速率为例进行基于学习 条件的案例探讨，并通过分析学生的学习结果，寻找离子键、原电池和化学反应 速率等知识学习的内部条件和外部条件；( 3 ) 在探讨案例学习条件的基础上，找 到化学基础理论学习规律上的共同特点，从而总结出中学化学基础理论的学习条 6 中学化学基础理论学习条件的案例探究 件； 本研究试图以化学基础理论的特点为依据，以加涅的学习条件理论和建构 主义理论为基础，对基于学习条件的化学基础理论教学的含义、特征、基本模式 等方面进行了探讨，并通过找出离子键，原电池和化学反应速率三个案例的学习 条件总结出化学基础理论的一般学习条件，提出基于学习条件的中学化学基础理 论教学策略，能为教师进行化学基础理论教学提供一定的指导意义，为化学教学 改革提供实践依据。 硕士学位论文 2 化学基础理论教学的理论综述 2 1 学习条件理论与化学基础理论教学 2 1 1 加涅的学习条件理论 在2 0 世纪6 0 年代对教学设计的发展做出突出贡献的是美国著名认知教育心 理学家一m 加涅【1 9 1 。加涅关于学习结果和学习条件的理论为教学设计实践 提供了重要的理论支撑。加涅最重要的贡献之一是：因为教学是为了达到特定的 教育目标，所以设计教学的最佳途径是，根据所期望的目标来安排教学工作【2 0 】。 因此要对教学目标进行分类，即对学生习得知识的属性进行分类。 在心理学中，将学生通过学习后在知识、技能、情感等方面发生的变化称为 学习结果【2 1 1 。加涅将学习结果分为言语信息、智慧技能、认知策略、动作技能和 态度五大类。其中智慧技能又分为辨别、概念、规则和高级规则四个亚类田】。后 一层次智慧技能的学习要以前面较简单的技能为先决条件。 由于每一种学习结果的学习属性不同，各自具有不同的特点，因而不同的学 习结果所需要的条件也不同。他进而提出了学习条件的概念。所谓学习条件，是 指某种学习得以发生的前提条件【2 3 】。而任何学习的发生都需要一定的条件，包括 内部条件和外部条件。内部条件来自学习者自身，包括先前所习得并能加以应用 的知识、智慧技能、认知策略、言语信息等；在学校教学中外部条件一般指教师 在引导学生学习时提供的条件。在通常情况下，外部条件的作用在于激发内部条 件的生成【2 4 】。合适的外部条件可以促进内部条件的活化，而不合适的外部条件会 减弱内部条件的活化。学生要习得不同的学习结果所需要的内部条件和外部条件 有所不同，因此教师应该根据不同的学习结果安排合适的外部教学事件，以提供 能够支持和促进学习过程的外部条件【2 5 1 。 加涅把对5 种不同学习结果与之对应的不同学习条件进行了探讨。 言语信息的关键学习条件：变化语调或字体注意突出的特征；分块呈现 信息；提供有意义背景，促进信息有效编码；提供线索促进有效检索和迁移。 智慧技能的关键学习条件：突出特征吸引注意；控制内容在短时记忆限 中学化学基础理论学习条件的案例探究 度之内；促进回忆己学的从属技能；为从属技能的组合排序提供言语指导； 经常练习、定期联系：创设多种情境促进迁移。 认知策略的关键学习条件：示范说明策略；提供运用策略的多种机会； 对策略的效果进行反馈； 态度的关键学习条件：建立态度的成功期望；使学生认同榜样人物； 安排个人行为选择：提供成功的反馈，或显示榜样的反馈； 动作技能的关键学习条件：提供动作程序的指导；重复训练；及时反 馈动作的准确性；鼓励运用脑力训裂2 6 1 。 2 1 2 学习条件与化学基础理论教学 根据加涅的学习结果分类理论和化学学科的特点，可以对化学知识按照学 习结果进行分类。言语信息是指可用言语表达的信息，又分为三小类：( 1 ) 符号 记忆。例如元素符号、化合价、有关仪器、操作的名称，物质名称、化学概念名 称的记忆。( 2 ) 事实性知识。如物质的物理性质等。( 3 ) 有组织的整体知识学习。 如元素及其化合物中结构与性质的关系，反映物质的存在、制法、保存、用途、 检验和反应等方面的知识 2 f l 。这些知识不难理解，属于识记性知识，但易于相互 干扰、混淆，容易淡忘，教师应采取合适的编码策略帮助学生学习该类型的知识。 智慧技能是指运用概念和规则办事的能力口刀。人类运用包括语言在内的各 种符号来表征客观世界【2 8 】，并通过使用各种符号保持与环境的接触。智慧技能又 分为辨别、概念、规则和高级规则四个亚类瞄】。后一层次智慧技能的学习要以前 面较简单的技能为先决条件。化学中的各种化学符号、化学用语、化学概念以及 这三者构成的化学规则等是化学学科以自己的方式与外界沟通的语言。因此，运 用化学语言解决问题的能力就是智慧技能。例如：理解化学概念的意义，利用化 学中的规则解决问题，利用化学原理解释化学现象等。 认知策略是指在个体在认知过程中起监控作用的技能【2 引，是关于人们如何 学习、记忆、思维的策略。学习者可根据认知策略对在进行的注意和选择性知觉、 编码、提取和问题解决等认知活动进行调节。学习者若能正确使用一些认知策略， 在学习时可起到事半功倍的效果。如在学习化学中，认知策略表现为学会如何学 好化学学科知识，如何运用化学思维和方法解决问题。 动作技能指通过练习获得的、按一定规则协调自身肌肉运动的能力团】。化 硕士学位论文 学中的工作技能主要是指实验操作技能。例如过滤操作、蒸馏操作、滴定操作等 等。动作技能中既有工作规则又有肌肉协调，如实验仪器的操作程序、方法，使 用仪器时眼和手之间的肌肉协调，因此，动作技能学习时要对执行程序和技能规 则进行回忆。 态度即情感，指通过学习而习得的对人、对事、对物、对己的反应倾向【2 3 1 。 我国学者吴俊明、王祖浩研究认为：化学学习中情感领域包括科学态度、学习情 感、个人意志、爱国主义精神、辩证唯物主义思想、理想品质和审美力等七个要 素【2 9 】。例如，学习氧化还原反应时，通过学习在同一反应中有物质得氧就有物质 失氧，因此氧化反应和还原反应是同时发生的。氧化反应和还原反应这对矛盾体 对立统一，缺一不可，从而培养学生对立统一的辩证唯物主义精神。 化学基础理论包括反映物质及其变化的本质属性和内在规律的化学基本概 念和基本原理。化学基础理论是基本原理，原理是由命题构成的，命题又是由化 学基本概念以一定的方式结合起来的。因此把握好化学基础理论的教学首先要把 握好与之相关的化学概念的教学。化学概念学习从形式上看属于言语信息的学 习，而真正对化学概念的理解属于智慧技能学习，化学概念以一定方式结合形成 的命题学习需要一些思维技术和分析问题、解决问题的方法，因此化学基础理论 的学习需要一定的认知策略。 从以上分析看出，中学化学基础理论的学习主要涉及言语信息，智慧技能， 认知策略这三大类学习结果，其中智慧技能和认知策略涉及到化学学科思想和方 法问题，最能体现化学学科特点，因此是学习的重点和难点。在本研究中我们重 点讨论化学基础理论中的智慧技能和认知策略的学习条件。 2 2 建构主义与化学基础理论教学 建构主义教学理论源自皮亚杰的儿童认知发展理论：儿童是在与周围环境 相互作用过程中，逐步建构起关于外部世界的知识，从而使自身认知结构得到发 展的。儿童在发展过程中，在与外界作用时涉及两个基本过程，即同化和顺化。 同化是指个体对刺激输入的过滤或改变过程。顺化是指有机体调节自己内部结构 以适应特定刺激情境的过程【3 0 】。儿童的认知结构就是通过对外界环境不断进行同 化和顺化逐步建构起来，并在“平衡不平衡新的平衡”的循环中不断丰富 和发展。 l o 中学化学基础理论学习条件的案例探究 在皮亚杰认知发展理论的基础上，建构主义进行了不断地发展，出现了各 种流派，现今中国教育界推崇的主要是教育建构主义。其基本信条是：学习是主 动建构知识而不是接受知识的过程；教学是支持建构知识而不是灌输知识的过程 3 1 1 。由此可见建构主义的核心内容是以学生为中心，强调学生的主动探索，主动 发现和对所学知识意义的主动建构，而不是像传统教学那样教师把知识生硬的传 授给学生，而不管学生是否真正建构了知识意义。 建构主义认为：知识是一种依赖于主体的存在，学习者是通过个体的经验 和所处的社会文化历史背景，以主动建构的方式获得各种各样的知识【3 2 l 。这就意 味着知识不可能以实体的形式存在于个体之外，尽管通过语言赋予了知识一定的 外在形式，获得普遍认同，但由于学习者对知识的真正理解是基于自己的已有经 验而建构起来的，取决于特定情况下的学习活动，而每个学习者的已有经验都不 尽相同，因此不同学习者对知识的理解会存在很大差异。化学基础理论的学习也 是如此。同一个理论，学习需要的内部条件和外部条件对每一个学生来说都应该 是一定的，但是由于不同的学生所具备的内部条件不一样，所以在同一教学条件 下，不同的学生对理论的理解会出现差别。我们在教学过程中，要特别重视这种 差别，引导学生从不同的角度对学习内容进行理解。 学习者必须在一定的情境和社会文化历史背景下，对知识进行积极主动的 建构0 主动构建知识的关键在于主体会根据自己先前的知识经验来衡量他人所提 供的各种知识并赋予其意义【3 3 1 。因此学生并不是空着脑袋走进教室的，在以往的 学习和生活中，他们已形成了一定量的经验。教学中，教师必须首先确认学生已 有知识和思维水平，并找到已有知识与新学知识之间的联系，了解学生的思维水 平并找到学生思维的最近发展区，才能找到学习该知识所需要的内部和外部条 件，通过一定的方法调整学生内部条件，使其达到理论学习所需要的水平，同时 提供适当的外部条件，确保学生能够在已有知识经验的基础上对新内容进行有效 意义建构。 虽然说建构主义强调了学生在教学中的主体作用，教师在整个教学过程中 的角色，不再是传统教学中单纯的知识传授者，而只是学生学习的组织者、引导 者、帮助者、促进者和协调者，是学生学习的伙伴，不再是单纯的知识传授者。 但是，这并不是忽略教师的作用，相反，利用建构主义思想进行教学时，对教师 硕士学位论文 综合素质的要求比传统教学要更高。在备课，进行教学，和进行教学评价时，对 教师的基本素养和教学技能等方面的要求会比以往更严格。 在化学基础理论的教学中，教师的主要任务是：教师应寻找合适的情境， 让学生在一定的与生活经验相似或相同的情境下学习，因为思维与其所运用的真 实生活情境脉络有着解不开的联系【4 2 1 ，由于化学基础理论抽象难懂，在合适的情 景中可以帮助学生更好的理解化学基础理论。找到学生学习新内容的内部条 件。了解学生学习新内容所需要的知识，主要是智慧技能方面的知识，再找到新 知识与旧知识之间的联系，设置各种认知冲突和认知关联，为学习新知识做好准 备。了解学生学习新内容需要的认知策略，对于化学基础理论的学习而言尤为 重要。因为化学基础理论是建立在大量化学事实基础上，通过大量实践证明了的 对物质变化以及规律的总结，因此是抽象和高度概括的，要真正理解化学基础理 论，必要的认知策略是不可缺少的。分析了认知策略，教学时便可安排合适的教 学程序，以促进学生学习的发生。安排和组织教学。根据学生已有经验和新知 识的学习需要的内部条件，安排合适的教学程序，提供学生学习的外部条件，使 学生进行良好的知识建构。 中学化学基础理论学习条件的案例探究 3 基于学习条件的化学基础理论教学分析 3 1 基于学习条件的化学基础理论教学的含义 化学学科中的基础理论都经历长期的发展过程，经过历代科学家深入的研 究和探讨而形成的，并经历了无数实践的检验，证明了其合理性和科学性。例如， 元素周期律和元素周期表的发现就经历了漫长的时期。1 7 8 9 年法国人拉瓦锡发 表了人类历史上第一张元素表，将他当时已知的3 3 种元素分四类；1 8 2 9 年 德国人贝莱纳将当时已知的5 4 种元素分组，提出了元素的三元素组规则；1 8 5 0 年，德国人培顿科弗发现性质相似的元素的原子量之差为8 或8 的倍数；1 8 6 2 年法国化学家尚古创建了螺旋图，发现化学性质相似的元素都出现在同一条 母线上；1 8 6 3 年英国化学家欧德林发表原子量和元素符号表，共列出了4 9 个元素，并留有9 个空位；1 8 6 4 年德国化学家迈尔发明了“六元素表”；1 8 6 5 年 英国人纽兰兹发现了“八音律”；1 8 6 9 年俄国化学家门捷列夫制成人类历史上第 一张化学元素周期表。元素周期律揭示了元素原子核电荷数递增引起元素性质发 生周期性变化的事实，从自然科学上有力地论证了事物变化的量变引起质变的规