现代化学学习理论.doc

第5章 现代化学学习理论学习活动，正是要把人类所建树的一切经验、知识和文化成果，都用来武装新一代的头脑，以改变每一个个体的行为，为文明服务，为社会发展服务。林崇德教学目标：1了解一些典型的学习理论及其主要观点；2认识到什么是学习，知道中学生化学学习的基本特点；3了解化学学习的不同类型，学会分析化学学习活动；4了解化学学习方法，知道各种化学学习方法的基本特征；5知道什么是问题解决，了解化学学习中问题解决的策略；6能根据化学学习目标选择化学学习活动和设计化学学习方法。教学方法：讲授法、讨论法课时安排：2课时5.1学习理论概念学习理论是学习规律的科学总结和概括，它主要研究学生掌握知识技能和发展智能的学习过程、学习方法、学习策略、学习能力等基本问题。5.1.1学习的概念学习是指因经验而引起的行为、能力和心理倾向的比较持久的变化。学习包含了以下三个方面的要素：一，主体自身必须产生某种变化；二，这种变化相对持久；三，这种变化是由经验引起的，而不是由先天反应倾向或发育成熟所导致的。学习又可分为广义的学习和狭义的学习。广义的学习包括人和动物的学习。而狭义的学习一般指在教育情境中学生的学习。5.1.2一些典型的学习理论5.1.2.1行为主义的学习理论行为主义的学习理论可统称为“刺激反应的联结说”，他们认为学习就是行为的变化过程，是一定的刺激与一定的反应形成联结的过程。由于行为主义的学习理论解释的是直接经验学习中的简单形式的学习，而且以动物模型为基础，与学校里的知识学习有一定的距离，因此常常受到教师和学生的批评。但是行为主义心理学对学习的外部因素进行了系统研究，极大地推动了学习理论的发展，对学习理论发展的贡献是不可低估的。 5.1.2.2认知主义的学习理论认知心理学家认为：学习是个体作用于环境而不是环境引起人的行为。环境只是提供潜在的刺激，至于这些刺激是否能引起学习的发生，取决于学习者内部的心理结构。布鲁纳“认知发现说”布鲁纳认知发现说的主要观点：学习的本质不是被动地形成刺激反应的联结，而是主动地形成认知结构。学习过程包括三个几乎同时发生的过程：新知识的获得、知识的转化和评价三个方面。学习的核心内容是理解各门学科的基本结构。布鲁纳所说的学科的基本结构是指掌握该学科的基本概念、基本原理和基本态度与方法。发现学习应成为学生学习的主要方式之一。奥苏贝尔 “有意义言语学习理论”有意义学习过程的实质，就是符号所代表的新知识与学习者认知结构中已有的适当观念建立非人为的和实质性的联系。所谓实质性联系，指新的符号或符号代表的观念与学习者认知结构中已有的表象、已经有意义的符号、概念或命题的联系；所谓非人为的联系，即新知识与认知结构中有关观念在某种合理的或逻辑基础上的联系。学习者自身首先必须具有有意义学习的心向。有意义学习的心向，是指学习者积极主动地把符号所代表的新知识与学习者认知结构中原有的适当知识加以联系的倾向性。其次，学习者认知结构中必须能与新知识进行联系的适当知识。然后，学习者还必须积极主动地使这种具有潜在意义的新知识与他认知结构中有关的旧知识发生相互作用，使旧知识得到改造，新知识获得实际意义，即心理意义。有意义学习可分为三种类型：表征学习、概念学习和命题学习。阿特金森谢夫卡信息加工模型人类的大脑是一个意义的建构者。信息加工理论主要描述人的大脑内部对信息进行加工的过程。如图5-1所示外部刺激感觉登记初始加工短时记忆或工作记忆长时记忆提取述和编码遗忘重复遗忘图5-1阿特金森谢夫卡的信息加工模型加涅的信息加工学习模型加涅（Gagne,B.M.)将人类学习与计算机对信息的处理进行比拟，将学习行为分为若干加工阶段，假定人脑中有些内部结构并有与这些结构相应的过程。图5-2就是其模型的一种形式。执行控制预 期环境反应器感受器反应发生器感觉登记器短时记忆长时记忆图5-2加涅的信息加工学习模型5.1.2.3建构主义学习理论建构主义学习理论从内因和外因相互影响的观点来研究学习者的认知发展。与传统的认知学习理论不同，建构主义认为，知识不是通过教师传授得到的，而是学生在一定的情景下，借助于教师或同学的帮助，利用必要的学习材料，通过意义建构的方式而获得的。因此，学习是在一定的情景下，通过人际间的合作活动而实现的意义建构的过程。“情景”、“合作”、“交流”和“意义建构”是构成学习的四个基本要素。建构主义理论的一个重要概念是图式，图式是指个体对世界的知觉理解和思考的方式，也可以把它看作是心理活动的框架或组织结构，图式是认知结构的起点和核心，或者说是人类认识事物的基础。学习者就是通过同化和顺应建立自己的认知结构，并在“平衡不平衡平衡”的循环中得到不断的丰富、提高和发展。5.1.2.4人本主义的学习理论人本主义学习理论认为学习是一个情感与认知相结合的整个精神世界的活动，人本主义学习理论对教育的一个主要认识就是：在教育、教学过程中，在学生的学习过程中，情感和认知是学习者精神世界不可分割的部分，是彼此融合在一起的。只要有一个适当的学习环境，学习者可以凭借自身的这种巨大资源，自动、自我地完成学习。5.2现代脑科学与化学学习5.2.1人脑的结构人脑包括大脑、间脑和脑干3部分。人脑功能包括注意、感知、学习、记忆、思维、运动以及情绪。5.2.2大脑的工作原理人的所有学习活动，从某种意义上讲，其本质都是脑工作的结果。人的感觉、情感、动作，包括本能意识和控制的体内活动，都受头脑中的电化学、生物活动左右。5.2.2.1大脑两半球功能的研究左半球面临认知任务时，偏好分析地、逻辑地运用语言进行加工,俗称“学术性”左脑。右脑以形象思维为主，是直觉思维的中枢，俗称“创造性”右脑。5.2.2.2优势兴奋法则当一个人进行某种学习活动时，会引起大脑皮层相关工作区神经元的兴奋，因而这个工作区就在整个大脑皮层的活动中占了优势，进而形成了优势兴奋灶。5.2.2.3发挥大脑潜力长时间地进行同一种学习活动，则会使某个区域的局部高度兴奋，血流量增大，代谢加快，营养物质消耗，废弃物质积累，最终影响脑的工作效率。所以在学习中，不能长时间从事同一种学习活动。5.2.2.4保护性抑制如果强制大脑继续工作，就可能超过大脑工作能力的限度，大脑便会“罢工”，以便加速恢复自己的功能，这个过程就是大脑皮层的保护性抑制。无论学习的任务多么艰巨，都要在一定的学习时间之后进行适当的休息。5.3化学学习活动5.3.1化学学习活动的特点中学生的化学学习活动相对于人类获取化学知识的过程来说，是化学知识的再生产过程。初中时期是一个半幼稚、半成熟的时期，处于独立性与依赖性、自觉性与幼稚性并存的时期，在思维方面，初中学生更处于形象思维占主导的时期。而高中阶段学生的抽象逻辑思维已从经验型向理论型转化，辩证思维、创造性思维迅速发展。通过自我观察和自我反省来认识自己，是高中生的典型特征。5.3.2化学学习活动的类型（1）按照学习过程。这些学习活动主要有：预习、听课、记笔记、回答问题、练习、复习、做作业、考试等。（2）按照认识过程。这些学习活动主要有：收集资料和事实阶段的活动；整理资料和事实阶段的活动；得出规律和结论阶段的活动。（3）按照完成活动的方式。根据完成活动的方式来划分，可以将化学教学中的学习活动分为实验类活动、调查类活动和交流类活动。（4）按照学习活动的复杂程度。可以分为基本活动方法和综合活动方法。5.3.3化学学习的抽象思维方法化学学习中的抽象思维方法主要有科学抽象、逻辑方法、假说验证方法和数学方法。5.3.3.1化学学习中的科学抽象方法科学抽象是指透过一类化学事物的表面现象、抽取其共同的主要方面，把握其一般本质的认识过程，其成果有化学概念、化学术语及符号、化学思想模型等。5.3.3.2化学学习中的逻辑方法 化学学习中的逻辑方法通常有：分析与综合、比较、分类、类比、归纳与演绎、证明与反驳。5.3.3.3假说验证方法假说是依据已有的知识和经验对猜想或假设作初步论证的意识。验证是运用调查、资料查阅、实验等方式收集解决问题所需要的证据，通过对事实与证据进行加工与整理，判断事实证据与假说之间的关系，从而对假说的真伪进行实证性结论。假说验证方法是科学探究的重要方法。5.3.3.4数学方法数学方法在化学学习中的应用主要是：用形式化的数学语言表示化学中的量的关系，表示化学概念、原理、规律以及状态和过程；进行数量分析和计算，从量的方面认识物质及其化学变化；利用现代数学，进行推导、演算，来认识物质及其化学变化的微观图景；利用数学模型来认识物质化学运动的本质特征和变化规律等等。5.3.4化学学习中的形象思维方法化学学习的形象思维，是在形象地反映化学事物具体形态的感性认识基础上，通过意象、联想和想象来揭示化学事物本质直至建立模型等形象思维活动。在化学学习活动中运用形象思维的一般机制是：观察意象联想想象模型、模仿或模拟。5.4化学学习方式学习方式是指学生在完成学习任务时基本的行为和认知取向，是学生在研究解决其学习任务时所表现出来的具有个人特色的方式。新课程倡导探究学习、研究性学习、发现式学习、自主学习和合作学习。5.4.1探究学习学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的各种活动,探究是一种多侧面的活动，需要观察；提出问题，查阅信息；需要设计调研方案；需要根据实验证据来检验已经为人所知的东西；需要运用各种手段来搜集、分析和解读数据；需要提出答案、解释和预测；需要把研究结果告之于人。探究需要明确假设、需要运用判断思维和逻辑思维，需要考虑可能的其它解释。5.4.2 研究性学习研究性学习是在教师指导下，从自然、社会和生活中选择和确定专题进行研究，并在研究过程中主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。研究性学习的核心活动是课题研究或项目探究活动，即在教师的指导组织下，学生主动地模仿或遵循科学研究的一般过程，选择一定的课题，通过调查、观察、测量、文献资料搜集等手段，收集大量的研究资料或事实资料，运用实验、实证等研究方法，对课题展开研究，解决问题，并撰写研究报告或研究论文。5.4.3 发现式学习发现式学习的基本过程是：先由教师创设情境，使学生在这种情境中产生认知矛盾，从而进行积极、主动的思考，提出要解决的问题和设想，然后经过分析和操作等过程，对学习对象进行加工、改组，最后归纳出结论，并用这个结论来解决新问题。5.4.4自主学习的含义 自主学习，又称自我调节学习，一般是指学习者自觉确定学习目标、选择学习方法、监控学习结果的过程。自主学习具有主动性、能动性和独立性的特征。独立性是自主学习的核心特征。5.4.5合作学习合作学习是指学生在小组中从事学习活动，并依据他们整个小组的成绩获得奖励或者认可，以促进学生在异质小组中互助合作的课堂教学策略。5.5.1化学学习策略的类型5.5.1.1多种感官协同记忆策略心理学的研究表明，学习者接受外界信息时所参与的感觉器官的不同，对信息的保持率也有差异；让多种感官参与学习，能加深大脑的印象，可以在大脑中留下更多的回忆线索，从而提高记忆的效率。这一策略要求在学习上，不能仅听教师的讲解，更要让学生多主动学习，参与社会实践，多动手，多动脑。5.5.1.2联系预测策略 联系预测策略是指学生在学习化学事实性知识时，有意识地抓住知识之间的内在联系，并运用已有的知识经验对将要学习的知识的性质作出预测。5.5.1.3 知识结构化策略 知识结构化策略是指将事实性知识按一定的线索进行归类、整理、使零散、孤立的变化彼此相互联系的整体，形成系统化、结构化的知识网络系统。5.5.1.4 概念图策略概念图通常指学习者根据对知识的理解，将某一主题的有关概念置于圆圈或方框之中，然后用连线将相关的概念和命题连接，连线上标明两个概念之间的意义关系。概念图不同于概念，概念侧重于对事物内涵与外延的表述，而概念图侧重于体现概念与概念之间的关联。5.5.1.5多重联系策略多重联系策略是指在学习化学用语时，有意识将化学符号与它所代表的宏观事物、所反映的微观结构有机联系起来，深入挖掘符号本身所代表的多重意义，将元素化合物知识、化学原理知识的学习与化学符号技能的学习紧密联系起来，在理解的基础上记忆。5.5.1.6练习反馈策略练习反馈策略就是指在理解化学技能性知识的基础上，在反馈的参与下反复多次进行一种技能的练习，使其达到自动化的水平。这一策略要求把练习与反馈有机地结合起来。练习后紧跟反馈是掌握技能性知识的基本学习方法。5.5.1.7思维导图策略思维导图是20世纪英国人托尼巴赞(Tony Buzan)创造的一种笔记方法。一种用简洁、高效率和积极的个人参与的方法来表达人的发散性思维的表示方法，是一种发散性思维具体化的方法。和传统记笔记的方法不同，思维导图往往是从一个主要概念开始，随着思维的不断深入，逐步建立一个有序的发散的图，它是对思维过程的导向和记录，可以通过思维导图理清思维的脉络，并可供自己或他人回顾整个思维过程。5.5.1.8元认知策略元认知是学习策略中的动力系统，是学习策略中最活跃的成分，其本质属性是指学习者对自己学习过程的有效监视和控制。元认知策略包括计划策略、监控策略、反馈调节策略等。5.5.2化学问题解决策略化学问题解决策略主要有如下几种类型：5.5.2.1类比策略类比策略是指设法将新问题转化为已有知识经验中相似的问题（原型），通过比较在二者之间建立联系，从而利用已有问题的解决方法来解决新问题的一种策略。5.5.2.2分解策略分解策略是指按照一定的原则将问题分解为一系列相互联系、具有一定层次结构的具体问题，即将问题的目标状态分解为几个次一级的子目标，尽量不要一次处理太多的信息，通过子目标的实现使问题获得解决的一种策略。5.5.2.3逆推策略逆推策略，又称逆向推理策略，是化学问题解决中常用的一种策略。5.5.2.4探究策略探究策略是指通过对问题的分析，先提出对问题的假设，即对问题的一种推测性论断和假定性解释，然后设法收集能够证实假设的证据，通过对收集到的证据进行抽象概括确定问题的答案，从而达到问题目标状态的一种策略。5.5.2.5程序策略5.5.2.6整体策略5.5.2.7模型策略5.5.2.8推理策略因果关系推理策略是指在前后相随的一些现象中，通过某些现象的相变关系，诸如同时出现、同时不出现或同时成比例地发生变化等事实，归纳出现象间的因果关系。5.5.2.9信息策略（1）信息简约策略（2）信息引申策略（3）信息转换策略5.5.2.10反思策略反思策略是指问题解决者