从系统的角度对化学反应的知识进行建构（3）——系统化知识对教学行为的影响，本文主要内容关键词为：知识论文,化学反应论文,角度论文,系统论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
就课堂教学所呈现的现象而言，教师的教学行为是显现的，而学生的学习行为则相对较为隐蔽。由于教学活动中学习的主体是学生，因而人们就更希望能够在教学过程中观察到显性的学生学习行为。然而，用系统的眼光观察教学活动，就会发现教师显性的教学行为中，不仅包含教师对学生学习行为的引领，而且也包含着学生学习行为给教师的反馈。因为从学生个体成长的角度看，教师与学生确实只在课堂这样的教学空间和时间节点上形成互动；而从群体的发展角度看，教师在成长过程中所接受的职业教育、积累的教学经验及其本人对待教学工作的态度，使得他们在进行教学设计时，对教学活动的进程以及可能出现的学生学习行为具备一定的预见性，据此可形成以具体章节的教学为节点、与整个学科知识体系相关联并与学生的认知发展相适应的教学策略。
就此而言，系统观念在化学教学中的应用，不仅通过对化学反应知识的构建深化了对化学反应知识体系的理解，而且也因对教学系统的动态观察而对教学活动中师生间的教学行为产生影响。在本系列的前两篇文章中，比较多地侧重于阐述系统观念对化学反应知识体系认识的深化。本文撷取了在具体教学过程中发生的一些值得关注的教学事例，说明在系统化知识的教学过程中，对学生学习行为的观察和教师的教学策略的反思。
一、对学生学习行为的观察
1.在系统化知识的学习中形成有序的解决问题的方法
在学习过程中体会化学变化中的系统行为，是实现用系统观念从更加宏观的角度构建化学反应知识的“果”；而采取直观的化合价高低与纵坐标的坐标值的关联方法[如图1：氧化还原反应的概念体系（局部）]，是建立系统观念的“苗”，这正是受到来源于学生的学习行为的启迪。因为在以往的以识记为认知基础的教学中，教师发现初学氧化还原反应的学生经常会将这几组具有对称性的概念相混淆。这样具有形象特征的纵坐标就出现了，并成为教师解决学生在学习反馈中体现出的学习障碍的基本方法，进而形成氧化还原反应的概念体系。然而这样的教学策略就解决了学生在学习过程中所面临的困惑吗？
问题一经点出，学生们会恍然大悟，进而会不以为然地、轻松地将其归结为“粗心大意”，然而真正要克服上述现象并不是下次细心一点那么简单。仔细想来，实质上是与学生们的学习习惯有关（即长期对解题速度的追求，使他们习惯于用一般的思维定势和“心算”的方式处理问题，而不是用分析和理解问题的一般程序来解决问题）。如果以一种沉静的学习心理状态（这与学习态度有关），首先是正确地标定各元素反应前后的化合价（这是一种程序化的分析过程），继而区分出“高”“低”，并与“氧化”“还原”相关联，所有问题皆迎刃而解。
而在解决学生们普遍感到比较棘手的电化学工作原理分析的问题中，这种借助于氧化还原反应概念图解判断电池放充电过程中的电极，就成为解决问题的关键程序。以高铁电池为例，其总反应为：
（1）表示电子转移的方向。按反应前后元素的化合价变化的趋势，标示在相应元素的上方，并将其相互连接，此即为电子转移方向。
（2）标注电极。在放电过程中，电子转移方向即为外电路电子流向，流出电子的一极为负极，另一极为正极；在充电过程中，依电子转移方向先加注外接电源，进而可以判断充电时的阴、阳极。
（3）写出相关的电极方程式。以下是依据电池的总反应方程式以及得失电子数相等的原则，逐渐完善电极方程式的过程：
当充电时，其阴、阳极反应分别对应于负、正极电极反应的逆反应，这样问题的解决就极为简单了。
（4）电解质溶液中的离子迁移。由电极反应方程式可知，放电时正极持续产生
，而负极则不停消耗，可以判断溶液中将因的浓度梯度以及反应的需求，而导致从正极向负极的迁移。
在以上程序化分析的基础上，学生们如果面临的是有如电极反应、反应中的定量关系、充放电时电极附近的pH变化、离子的迁移等多角度的提问，他们也能够从容面对了。
解题过程中不是首先针对选项进行判断，而是依据题干中氧化剂氧化性逐渐减弱的信息，首先补齐相应的还原剂，从而建立相应的氧化还原序：
依据反应的系统行为，学生们很容易判断出反应A没有遵循反应的先后顺序，因而在水溶液中不可能发生。
以上事例说明从氧化还原反应的概念图解到系统化的氧化还原反应的知识，可在不同层次（问题由简单到复杂）、以不同的方式（从化合价标定、化合价关联、反应系统、反应系统兼顾物质间的影响）介入问题的解决过程，并发挥起相应的学习策略的作用。
至此，依据反应的系统行为，学生们就可以根据不同的实验操作方式，清晰地表达出在实验条件下发生的反应。
当然，在以上问题的讨论中，倘若涉及持续滴加反应试剂后的反应情形，学生们也都能准确地分析并清晰地表达。
以上的学习经历，可以使学生们清晰地体会到，取得分数的途径并不只是唯一地依赖于多做习题。在系统化知识的学习过程中，逐渐建立的有序的分析问题和解决问题的基本意识，可以帮助学生们在学习中不仅收获学习成绩，更重要的是形成对学习的自信。
2.在系统化知识的学习中形成积极主动的学习状态
无论是氧化还原反应序还是酸碱反应序的建立，都是根据中学化学的知识特点和学生的认知水平，依据实验事实建立的一种非标准化的排列顺序；同时为了避免问题的复杂性，在不同的学习专题中，采用有针对性的反应序，教学中采用多个并列的反应序列来加以表示同一主题的反应体系。
如学生们对中学阶段的氧化还原反应系统的认识，就是通过并行的原已熟悉的金属活动性顺序表和以非金属元素化合物为主的氧化还原反应体系相互配合而形成的。
在这种主动探究学习的过程中，学生们也体会到在两个并列的氧化还原反应序列中，氧化剂的氧化性衰减过程中“量”的问题，即相邻氧化剂的氧化性（或还原剂的还原性）衰减的幅度是不均等的（这可在学生们进一步学习电极电位的过程中加以解决）。
此时这种知识的拓展，不再是用叙述的方式平面地扩张了学生的知识量，而是用建构的方式立体地完善着学生的知识结构体系，从而使学生们从被动的知识的接收者转化为知识的发现者。
二、对教师教学策略的反思
1.有利于知识迁移的教学思考
就教师的具体教学行为而言，会比较多地关注于怎样上好这一节课。但是用系统的眼光看教学过程，教学的有效性虽与每一节课密切相关，但永远不是一节课就能够实现的。这就是说教学的立足点不能仅仅是针对某些知识点的、孤立的重难点展开的教学行为，而是要将每一节课的教学纳入整个学科教学系统之中。发生在教师的教学行为上的“教”，能够引发“不教”自会的学生的学习行为，其内在的原因，就在于在教师“教”的行为中，已经为以后的“不教”埋下了可以生长的种子。其中的一类“种子”就是在系统思考中发现的有利于迁移的知识。
从宏观的角度将系统观念引入中学化学教学之中，其本身就是一种有利于知识迁移的教学策略。从氧化还原反应展开的对一般系统行为的讨论，就为以后在酸碱反应、配位反应、沉淀溶解平衡等诸多反应类型中观察其系统行为奠定知识迁移的基础。教师在学科知识层面建立的对教学内容的系统思考，影响其在教学策略层面上所采用的合适的教学手段，引导学生们关注反应系统行为的相似性，这就成为教师在教学过程必然加以选择的教学策略。类似的过程在教学活动中会不断呈现。
【主题之三】溶解性：AgCl＞AgBr＞AgI
表现形式：①沉淀AgCl与NaBr溶液反应，沉淀转化为AgBr；AgBr沉淀与KI溶液反应，沉淀转化为AgI（沉淀的转化可以通过沉淀的颜色变化加以证实）。
当系统的视角进一步聚焦于“水溶液中的离子平衡”时，通过对弱酸的电离平衡和呈酸性的盐的水解平衡的对比与类比，建立更为广义的酸碱概念，此时从认知的角度剖析电解质溶液中酸碱的电离平衡、盐的水解平衡和水的电离平衡三者之间的关系，就得到如图10（水溶液中离子平衡之间在认知层面上的相互关联）所示的关联。由此可见在有关水溶液中的离子平衡中，有利于知识迁移的基本出发点是弱酸的电离平衡。
由此可见，此章节的教学侧重点就是教学应该充分调动必要的教学手段，使学生们能够认识并理解弱酸电离平衡的实在性和存在的意义。
此时的教学手段可以是基于现代实验技术的电导传感器、pH计的使用；也可以是富有想象力的、在强弱酸的对照实验中由弱酸呈现的缓慢反应过程想象其电离的艰难。
以上的实验在不经意间揭示着对弱酸的电离平衡在两个层面上的认识：现代实验技术更接近于从微观层面对电离平衡的建立与移动进行剖析；而对照实验更主要的是从宏观层面通过与强酸形成的对比研究弱酸的性质特点。
这些在具体学习过程中逐渐形成的对弱酸的诸多行为特征的清晰认识将成为以后一次次知识迁移的认识基础（见图11：在强弱酸对比中形成的认识，在以后具体学习环境中将产生多次有意义的知识迁移）。
知识迁移的实现，不仅仅表现在图11中的一组组物质的转换，而且也深化着学生们对化学物质在日常生活中所产生的影响的理解。如在泡沫灭火器中，相同酸度（pH）的硫酸转换为硫酸铝以后，与
溶液反应，不仅产气量多而且产气量快，这就有利于提高灭火器的灭火性能。
以上通过类比、对称、组合等思维方法形成的知识迁移，在潜移默化中业已悄然实现着对学生的学习能力、学习方法的培养和提升，也提高着学生们对周围世界的感知能力。
2.系统观念在教学过程中的融合也改变着教师的教学策略
因为系统观念的教学，是渗透在整个中学化学教学之中的，所以系统观念也将在不同的教学阶段影响着相关知识教学的策略。
在实际的实验过程中，这样的实验系统足够繁琐也并不存在（仅是气体流动中需要克服的液压就是一个比较麻烦的问题）。实验的最终目的就是制取并验证乙烯的性质，这样实验系统就可简化为如图13（验证乙烯性质的最简单的实验系统）所示。
但是图13所示的实验系统的建立，需要解决问题过程中思维的开阔性和严谨性。同时在如此庞大的系统中可以根据实验要求，随时抽取出若干常见的、经典的实验系统，并根据子系统的具体任务可作适当调整（如附表所示）。
这既是用系统观念整合知识的一种方法，同时学生们再次体会到学习成绩的获得不只是依赖于同一认知层次上的习题的反复操练。
这样的事例在化学学习过程中不断呈现，长此以往，系统观念将成为一种思维习惯，成为学生们认识世界的一种方法。
总之，系统观念不仅给了人们对化学反应认识的宏观视角，而且也改变着人们认识问题过程中的思维方式。帮助学生建立系统思考的习惯，不仅有益于当下的学习，也将对学生未来的成长产生长远的影响。