从建构主义理论看解释化学问题的策略_建构主义理论论文

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      在我们的教学中，为使知识的获取更为有效，新旧知识间往往以问题的形式相互联结，从问题的解决入手开展教学活动是较为常见的教学策略。显然，问题在知识传授过程中，起着“桥梁”作用。从这一角度来看，问题能否得到合理的解决将左右着学生知识获取的程度。

      一、问题讲解策略的提出

      问题的解决受多种因素的影响，诸如情境、情感、技法等。如何进行有效的问题讲解？可以从建构主义学习理论中找到答案。建构主义学习理论认为，认知发展涉及图式、同化、顺应和平衡四个方面，从课堂教学的视角来看，图式可认为是结构化的知识构架，同化是指将新内容纳入原有图式的过程，顺应是指对原有图式的改变或丰富并形成新的图式，平衡则是指对新建构图式的认同过程。

      本质上说，人获取知识的过程，其实是通过同化、顺应及平衡等动作，实现低一级图式向高一级图式的进阶。从这一层面上看，在知识的教学过程中，教师的讲解只有与学生认知发展相应的动作吻合，才能最大限度地激发学生的认知潜能，从而提高学生的学习效率。借助问题解决的一般过程（如图1所示），能够发现问题解决的策略。

      问题解决的切入点是与问题相关的知识与方法（图中称之为“起点”）。学生头脑中已有的认知图式具有高度的概括性和抽象性，但这些贮备的图式存在着使用效率的问题。因为学生现有图式中已有的知识与方法（已有起点）与解决问题所要用到的知识与方法（可能起点）之间会有一定的距离，这个距离越大，图式的利用效率就越低，学生要获取的解决问题的知识和方法（现实起点）障碍就越大。这需要教师在根据学生认知发展的不同阶段（同化、顺应和平衡）应用有效的讲解策略拉近各“起点”的距离。实践表明，采用递进式的讲解是一种行之有效的策略。

      

      一般而言，问题的解决经历认知的同化、顺应及平衡这三个发展阶段，教师的讲解只有顺应这一规律，根据学生不同阶段已有的经验储备及学习任务要求不同，采用相应讲解策略，循序渐进地帮助学生建构解决问题的知识与方法体系，才能使学生获取最大的收益。

      二、问题讲解策略的应用研究

      问题讲解是否有效，取决于教师能否厘清问题内部所蕴含的知识背景，采用合适的讲解策略，触发学生已有知识信息与新信息的关联。

      1.同化过程的讲解策略

      认知心理学认为，有效的教学应处于学生现有发展水平与潜在发展水平之间的区域。[1]这个区域涉及的学科知识与学生已有的经验往往有许多共通的地方，教师讲解的重心应放在促成这两者之间的联系上。

      （1）联想迁移策略

      从学习素材中挖掘与问题解决相联系的信息，通过合理的联想讲解，将这种联系迁移到问题解决中来，能够降低学习思考的难度，使学生更容易获得学习的成功。

      【案例1】“双氧水分解反应”的教学讲解

      【问题背景】刚接触化学反应时，记住化学反应的反应物和生成物是学生颇感头痛的事。对此，教师办法也不同，不能一味要求学生死记硬背。

      【策略应用】在讲解双氧水分解生成氧气和水的反应时，将反应物的名称与该分解反应的生成物进行联想，即将其名称拆成两部分：双氧（两个氧原子的组合，即

）和水（

），如图2所示，将物质的名称与反应的生成物进行联系迁移讲解，使双氧水分解的反应与学生已有的双氧水、氧气和水等物质的认知实现无缝对接，学生一看双氧水，就马上知道双氧水分解的产物，有效地突破了教学难点。

      

      在教学中，此类可挖掘应用的素材还很多。在某些特定的教学阶段，适当地应用联想迁移的策略开展教学经常能收到奇效。如二氧化碳与水反应生成碳酸这一化学反应，可以从日常生活中的常见物质“汽水”又称“碳酸饮料”这一素材进行联想迁移讲解，具体如图3所示。

      

      课堂上，应用联想迁移进行讲解能使学生轻松愉快，从而缓解紧张的思维，同时富有创意的想法还能有效地激发学生学习化学的兴趣。

      【案例2】“三种酸根”的教学讲解

      【问题背景】初学原子团时，记忆原子团的符号是长期困扰学生的一个难题。许多教师为解决这一难题，在前阶段的教学中，就有意识地先向学生进行介绍，让学生进行记忆，但效果并不理想。

      【策略应用】将酸根名称首字右上角偏旁的笔画与对应符号中氧原子个数进行联想讲解，将语文学科的相关技能迁移到化学教学之中，引导学生轻松记住酸根中氧原子的个数，具体如图4所示。

      

      （2）类比串联策略

      有一些教学内容与学生以往的经验具有类似或共同的属性，此时采取类比串联的方法进行讲解，帮助学生对认知结构中的有关要素进行重整，能有效地实现新知识的意义建构。

      【案例3】“物质的量”的概念教学讲解

      【问题背景】在进行“物质的量”的教学时，学生对“物质的量”的理解经常存在障碍，没能真正领会其内涵，对这部分知识的学习往往只能死记硬背，给以后的教学埋下隐患。

      【策略应用】采用“数粒子”这一问题情境展开讲解（如下页图5所示），以“装

个粒子的盒子数目”类比“物质的量”，将新问题转化为学生已有知识经验中相似的问题，通过比较，在两者之间建立联系，为学生的思维提供平台，从而有效地促进学生对抽象概念的理解。

      2.顺应过程的讲解策略

      研究表明，人的知觉具有经验的选择特性。当新信息进入人的头脑，人们对问题的思考往往为已有的经验或习惯所左右，这也给顺应过程的讲解提出了更高的要求。

      （1）视觉优先策略

      学生获取信息的两个最主要的途径是视觉和听觉。但这两个途径对信息的接纳往往是不同步的，“视”比“听”更容易引起学生的认同。换句话讲，在知识的学习时，学生更习惯于将头脑中存储的信息与当前自己看到的内容进行联系，因此，教师的讲解应顺应这一特点。

      

      【案例4】“化合物化学式的书写”的教学讲解

      【问题背景】在进行化合物名称中带数字的化学式的书写教学时，教师一般采用“由后往前写”的方法进行讲解，如五氧化二磷的书写，先表示“五”，然后依次表示出“氧”“二”“磷”（如图6所示）。但从多年的教学实践来看，虽说这是一个简单的表示方法，但学生接受的效果并不理想。根源在于教师讲解中的“后”是指书写的位置，而学生面对问题时，自然将听到的“后”（化学式书写的起始点）与当前看到化合物名称的“后”（化合物名称的最后一个字）进行联系，潜意识地将书写方法中的“后”认同为名称的“后”，导致视听错位。

      

      【策略应用】可采用视觉优先的策略，调整讲解的方向，将“由后往前写”的“后”指向学生的视觉位置，即化合物名称的位置，先表示“磷”，然后依次表示出“二”“氧”“五”（如图7所示）。实验表明，调整后的讲解，更容易为学生所接受，学生书写化学式的出错率明显降低。

      

      （2）图表辅助策略

      实证表明，语言能传递信息，图表也能传递信息，对于复杂信息来说，图表比语言传递更直观，运载的信息更丰富，容量更大。根据教学讲解需要设计独特的图示作为学生学习的“支架”，对一些难以描述、说清的内容的学习，有着独到的功效。

      【案例5】“测定液体体积时的读数方法”的教学讲解

      【问题背景】学生在以前物理学科的学习中已经知道要采用平视的操作读取数据，而对于俯视和仰视这些错误操作则不明就里，由于上课时间有限，此类“夹生饭”的情形，课堂用时不能过长，因此，教师在讲解时常有难辨其衷之苦叹。

      【策略应用】此类建立在同化基础上的知识建构，若利用图表辅助讲解，则能收到意想不到的效果，具体如图8所示。

      

      图表辅助策略是以图示为工具引导学生在已有认知的基础上，将新的信息内化到自己的认知结构中，从而实现新的知识建构。这种讲解策略以较为直观形象的程序认知图式“嵌入”到学生大脑中，能有效降低学生思考的难度，提高学生知识学习的效率。这方面的应用还有很多，如进行“纯净物中元素之间质量关系”的教学，可借助具体物质的化学式辅助讲解，实现讲解效率的最优化，如下页图9所示。

      （3）整合协调策略

      对属于顺应类型的教学内容而言，某些知识本身对学生而言并不完全陌生，但新旧知识之间差异性可能被相似性所掩盖，加之受认知水平的限制，更多的时候他们无法将大脑存储的认知与当前的学习内容联系起来，此时宜采取整合协调的策略进行讲解。

      【案例6】“盐类水解”的教学讲解

      【问题背景】学生对于溶液的酸碱性、电解质的电离及水的电离平衡等知识已经有了初步的认识，但是要将这些知识综合应用于新知识的学习往往存在障碍。

      【策略应用】进行如图10所示的讲解，使新学习的内容与学生原有的认知结构产生冲突，让学生在问题的质疑中进行认知结构重组，最终促成问题的解决。

      3.平衡过程的讲解策略

      新信息在学生的认知体系中实现重构后，新的认知结构需要进行巩固与运用，以达到认知的平衡，这也是知识转化成技能的必然途径。从知识分类的理论看，陈述性知识应熟记与提取，而程序性知识则要通过练习与操练给予转化。模式化操作是最常为教师采纳的讲解策略，具体包括以下两种情形。

      （1）范例参照策略

      中学生虽然具有一定的逻辑思维能力，但思维的品质还是较为幼稚，其应用化学知识解决问题的经验还有很大的局限性，因而一旦遇到信息量较多的问题，思维就容易发生紊乱。这除了要求教师的讲解要清晰，对于一些共性的东西还必须进行有针对性的归纳，形成一个可供模仿参照的认知框架，让学生可快速实现知识向技能的转化。

      【案例7】“除去氯化钠溶液中含有少量的氢氧化钠”的问题讲解

      【问题背景】该问题在学完酸碱盐等知识后提出，需要学生综合应用诸多物质的化学性质解决问题，是学生学习中的一个难点。教师常有这样的体会：若就题论题，自己虽然讲得清楚，学生也得听明白，但换个题目学生就束手无策。

      

      【策略应用】讲解解决此类问题时所需要的共性方法，使学生在头脑中形成相对固定的应用知识模式，当遇到同类问题时，学生就能参照范例“按图索骥”。如本案例，教师可按图11所示进行教学，通过第一步解题范例的讲解，让学生对所学的知识进行强化巩固；再通过第二步参照模仿的讲解，使学生实现知识的新一轮同化，进而达到认知的平衡。

      （2）纲目信号策略

      现代信息加工心理学认为，认知发展处于平衡的显著特征是新信息在头脑中形成较为系统、稳固的认知。此阶段的教学，教师的主要任务是通过引导式的讲解，使学生内隐的问题图式外显化，并形成实质性的联系。纲目信号策略是指从众多的知识内容中抽取关键的词语，用带箭头的短线进行连接以表示它们之间的层级关系，并用简短的词句予以补充完善，从而形成较为完整的知识网络。

      【案例8】“常见金属的化学性质”小结讲解

      

      【问题背景】本节课的内容较多，涉及了多种金属分别与氧气、稀盐酸和硫酸的反应及铁与硫酸铜反应，大量的新信息在短时间内进入学生的认知中，学生会觉得无所适从。这些知识若没有得到梳理，势必对学生后续学习产生不良影响。

      【策略应用】教师可引导学生对课堂上通过化学实验获得的与金属相关的所有反应，以金属为中心、涉及反应的关键生成物为第二级纲要，并将相应的另一种反应物标注在“连接线”上，进行建立物质转化的纲目讲解，如图12所示。这样，金属化学性质的认知构架在学生头脑中就自然形成了。

      

      纲目信号的讲解其重点内容以简洁的纲目形式呈现，信号明显，易于引起注意，并且各要点间的关系一目了然，能够帮助学生快速建立知识联系，从而在头脑中形成稳定的认知结构，这种简明高效的讲解方式已越来越为广大的教师所认可和采用。

      建构主义学习理论认为，知识的学习过程是通过一系列的问题解决实现学生认知建构的过程。因此，无论是对知识的讲授还是对问题的讲解，策略上都是共通的，都必须遵循学生认知发展的规律。更具体地说，就是教师讲解的内容应基于学生已有的认知，在此基础上，以认知递进的方式，遵循认知发展过程中的同化、顺应、平衡这三个阶段的不同特点，采取相应的讲解策略，使学生的认知逐步丰富与完善，最终促成问题的解决。

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