鄧偉

[摘? ?要]學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力，學(xué)科知識是核心素養(yǎng)培養(yǎng)的載體。依據(jù)認(rèn)知心理學(xué)理論，結(jié)合化學(xué)學(xué)科知識特點，化學(xué)學(xué)科知識可分為陳述性知識、程序性知識和策略性知識。以離子反應(yīng)核心概念為知識載體，分析學(xué)生在學(xué)習(xí)離子反應(yīng)三類知識時存在的表征問題形式，探討相關(guān)的學(xué)習(xí)策略，以期在教學(xué)過程中落實學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]知識類型;表征問題;學(xué)習(xí)策略;離子反應(yīng)

[中圖分類號]? ?G633.8? ? ? ? [文獻標(biāo)識碼]? ?A? ? ? ? [文章編號]? ?1674-6058（2019）32-0056-03

“離子反應(yīng)”是中學(xué)化學(xué)的核心概念，離子方程式是用化學(xué)語言表示化學(xué)反應(yīng)的一種重要方法。元素化合物知識、化學(xué)反應(yīng)原理和化學(xué)實驗等都包含離子反應(yīng)的學(xué)習(xí)和探究。此外，離子反應(yīng)知識與人類的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、社會生活以及生命活動都密切相關(guān)，我們面臨的一些諸如環(huán)境污染等社會問題可以用離子反應(yīng)知識來解決。按照國家課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念，離子反應(yīng)知識的學(xué)習(xí)能增強學(xué)生的社會責(zé)任感與參與意識[1]。離子反應(yīng)知識的學(xué)習(xí)過程是對學(xué)生進行知識學(xué)習(xí)、能力培養(yǎng)和人格塑造三位一體化的過程。

從教育目標(biāo)看，我們現(xiàn)在所提倡的教育不再是“以知識為本”，而是基于知識之上的核心素養(yǎng)養(yǎng)成。中學(xué)教育應(yīng)為學(xué)生走向社會、面向未來而強本固基，并著力于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、實踐能力、決策能力和創(chuàng)新能力等高階思維能力，促進學(xué)生高階思維的培養(yǎng)[2]。離子反應(yīng)知識既有知識的深度，又有知識的廣度。學(xué)生在習(xí)得離子反應(yīng)知識的過程中，能逐步培養(yǎng)自己的核心觀念、核心能力以及基本品質(zhì)。

一、知識表征概述

認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為：知識的表征是指知識在人腦中呈現(xiàn)和記載的方式[3]。知識表征是揭示人們在思維和想象的時候大腦如何激活和運用知識的機制，也就是探討人們在思維的時候，大腦中的關(guān)鍵知識是怎樣運作的。

現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)把廣義的知識分為三大類：陳述性知識、程序性知識和策略性知識。陳述性知識稱為語義知識，是能夠回憶或陳述的關(guān)于事物是什么的知識。它主要以概念、符號、圖式等方式進行表征，如硫酸、硫酸根的符號分別是H2SO4和SO42- ，F(xiàn)e3+具有氧化性等。程序性知識是關(guān)于“怎么辦”的操作程序知識。程序性知識是以產(chǎn)生式或產(chǎn)生式系統(tǒng)儲存在頭腦中的知識。如離子方程式的配平、電極反應(yīng)式的書寫、化學(xué)計算、硫酸根離子的檢驗等。策略性知識相當(dāng)于加涅所提出的“認(rèn)知策略”，它是學(xué)習(xí)者對內(nèi)調(diào)控關(guān)于“怎么辦”的知識[4]。學(xué)生的策略性知識越多，學(xué)生解決問題的能力越強，學(xué)生在遇到學(xué)習(xí)困難和障礙時越容易想出解決問題的辦法。同時，策略性知識還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、解決問題的能力，有利于學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

二、離子反應(yīng)的知識類型及其表征問題

1.離子反應(yīng)陳述性知識及其表征問題

在離子反應(yīng)學(xué)習(xí)中，有關(guān)的陳述性知識主要包括化學(xué)用語、化學(xué)基本概念、化學(xué)反應(yīng)原理、化學(xué)實驗這幾個方面的知識內(nèi)容，比如元素符號、離子符號、離子反應(yīng)、離子的顏色、離子反應(yīng)的現(xiàn)象等。

學(xué)生對于離子反應(yīng)陳述性知識的學(xué)習(xí)問題主要體現(xiàn)在聽不懂，聽不明白，跟不上教師的思路。而離子反應(yīng)陳述性知識的表征問題主要表現(xiàn)在化學(xué)用語、化學(xué)概念、化學(xué)原理、化學(xué)實驗等的表征上。比如，學(xué)生可以準(zhǔn)確表征NaCl在水中電離出Na+和Cl-，但不能準(zhǔn)確表征出AgCl在水中電離出Ag+和Cl-。學(xué)生出現(xiàn)這種表征問題是因為對電解質(zhì)與非電解質(zhì)、強電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的概念不清晰，錯誤地認(rèn)為離子的濃度和物質(zhì)的溶解度有關(guān)。

2.離子反應(yīng)程序性知識及其表征問題

在離子反應(yīng)學(xué)習(xí)中，有關(guān)的程序性知識主要包括化學(xué)辨別技能、化學(xué)用語使用技能、離子方程式書寫技能、化學(xué)計算技能和化學(xué)實驗設(shè)計技能。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常見的離子反應(yīng)程序性知識的表征問題如表1所示。

3.離子反應(yīng)策略性知識及其表征問題

根據(jù)加涅的學(xué)習(xí)分類結(jié)果，策略性知識同屬程序性知識，但它又具有獨立的特征。支配程序性知識的技能規(guī)則是對外的，而支配策略性知識的技能規(guī)則是對內(nèi)的。與陳述性知識和程序性知識不同的是，策略性知識因人而異，不同水平、不同學(xué)習(xí)經(jīng)驗的學(xué)生對同一知識點的認(rèn)知會隨著問題情境的變化而變化。

在離子反應(yīng)學(xué)習(xí)中，學(xué)生所表現(xiàn)出的策略性知識的主要表征問題有：審題不清、沒注意隱含條件，答題不規(guī)范，不能同時考慮質(zhì)量守恒、電荷守恒、得失電子守恒，沒注意反應(yīng)物是適量、少量還是過量，沒有考慮溶液的酸堿性、物質(zhì)的狀態(tài)，現(xiàn)象描述不清，化合價升降、得失電子判斷結(jié)果相反等。

三、離子反應(yīng)中不同類型知識的學(xué)習(xí)策略

學(xué)習(xí)策略是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中形成和運用并指導(dǎo)自己習(xí)得知識的方法和技巧。教師在教學(xué)過程中要幫助學(xué)生建立并熟練掌握和運用一些學(xué)習(xí)策略。

1.離子反應(yīng)陳述性知識學(xué)習(xí)策略

陳述性知識的學(xué)習(xí)策略主要包括復(fù)述策略、精加工策略、組織策略[5]。在離子反應(yīng)的學(xué)習(xí)中，陳述性知識的學(xué)習(xí)主要是符號表征學(xué)習(xí)和事實學(xué)習(xí)，例如離子符號、離子方程式的學(xué)習(xí)，離子的氧化性、還原性的學(xué)習(xí)。對于離子反應(yīng)中簡單的陳述性知識，學(xué)習(xí)難度不大，但容易遺忘，主要采用復(fù)述策略;對于較復(fù)雜、難理解、難記憶的陳述性知識，通常采用精加工策略和組織策略。

如精加工策略是一種深層次加工策略。它要求學(xué)生能夠把自己新學(xué)的知識和原來大腦儲存的舊知識聯(lián)系起來，增加對新學(xué)知識的理解程度;同時要求把新學(xué)的知識融入原來已有的知識網(wǎng)絡(luò)之中。這樣當(dāng)學(xué)生需要時便能迅速提取，哪怕提取有一定的困難，也可以通過自己組建的知識網(wǎng)絡(luò)慢慢地推導(dǎo)出來[6]。例如，向氫氧化鈉溶液中分別通入少量和過量二氧化碳的離子方程式的書寫，可以類比曾經(jīng)學(xué)過的向澄清石灰水中分別通入少量和過量二氧化碳的知識。

對于比較復(fù)雜的知識，編制概念網(wǎng)絡(luò)圖進行組織是一種容易記憶、保持和提取的學(xué)習(xí)策略。把相關(guān)的知識概念編織成一定的網(wǎng)絡(luò)圖，形成一定的層次關(guān)系，在學(xué)生的大腦中形成概念圖表征。例如，與離子反應(yīng)相關(guān)的知識可以離子反應(yīng)為中心用圖1所示的知識網(wǎng)絡(luò)圖表示。

2.離子反應(yīng)程序性知識學(xué)習(xí)策略

程序性知識的學(xué)習(xí)過程可以分為三個階段[7]：第一階段為認(rèn)知階段，該階段學(xué)生還沒有形成一定的技能，在這一階段學(xué)生能夠知道某些規(guī)則或陳述某些規(guī)則。第二階段是聯(lián)結(jié)階段，也是程序性知識形成的最關(guān)鍵階段，在這一階段，規(guī)則開始向“對外辦事”的方向轉(zhuǎn)化。學(xué)生通過一定的變式訓(xùn)練，歸納總結(jié)，包括對錯誤知識的管理，將陳述性知識轉(zhuǎn)化為程序性知識。第三階段為自動化階段，當(dāng)學(xué)習(xí)和問題解決變成習(xí)慣時，就形成了自動化。

程序性知識的學(xué)習(xí)策略包括觀察示范樣例策略、模仿練習(xí)策略、對照與創(chuàng)新策略等。程序性知識需要學(xué)生在平時的做題訓(xùn)練中習(xí)得或根據(jù)教師的程序性知識示范表征內(nèi)化為自己的表征系統(tǒng)。學(xué)生在讀題、審題過程中，需要明確要解決什么類型的問題，問題的解決需要哪些知識，如何解決這些問題及解決這些問題的次序如何;然后根據(jù)大腦中已經(jīng)建立起來的程序觀念、計劃和方法來解決問題;最后通過變式訓(xùn)練進行強化。

示例：將0.1000 mol/L的酸性KMnO4溶液逐滴滴加到20.00 mL的H2C2O4溶液，滴定至終點時，消耗酸性KMnO4溶液20.00 mL。回答下列問題：

（1）寫出該反應(yīng)的離子方程式;

（2）計算H2C2O4 溶液的濃度。

分析：（1）關(guān)于書寫離子方程式的程序性知識一般需要三步。第一步，判斷氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物;第二步，利用化合價升降法對該氧化還原反應(yīng)配平;第三步，進一步判斷其他的反應(yīng)物和生成物。

（2）計算型的題目通常有三個步驟。第一步，正確寫出化學(xué)方程式或離子方程式，并根據(jù)方程式找出反應(yīng)物KMnO4和H2C2O4之間的化學(xué)計量數(shù)關(guān)系：2KMnO4～5H2C2O4;第二步，根據(jù)反應(yīng)物或生成物的化學(xué)計量數(shù)之比列出關(guān)系式：5c（KMnO4）V[KMnO4（aq）]= 2c（H2C2O4）V[H2C2O4 （aq）];第三步，代入數(shù)據(jù)，列式計算。

3.離子反應(yīng)策略性知識學(xué)習(xí)策略

離子反應(yīng)策略性知識指的是認(rèn)知策略。學(xué)習(xí)者使用認(rèn)知策略來幫助自己更好地編碼新信息，以便提高在測驗時回憶關(guān)鍵信息的成功率。學(xué)習(xí)者可以通過自身失誤經(jīng)驗而得出這些策略，或者學(xué)習(xí)其他學(xué)習(xí)者身上已經(jīng)證實有效的策略[8]。

策略性知識的學(xué)習(xí)策略是元認(rèn)知訓(xùn)練。元認(rèn)知訓(xùn)練體現(xiàn)在學(xué)習(xí)過程的前后，學(xué)習(xí)某一知識前，要設(shè)定一個學(xué)習(xí)目標(biāo)，并事先想好實現(xiàn)目標(biāo)的手段，以及如何解決目標(biāo)實現(xiàn)過程中遇到的困難和應(yīng)對措施。例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)鹽類的水解時，要思考如下問題：什么是鹽類的水解？鹽類水解的實質(zhì)是什么？能否寫出水解離子方程式？在鹽類水解離子方程式的書寫時會遇到什么困難？遇到的困難是由于哪方面的知識欠缺引起的？在教師授課過程中，學(xué)生應(yīng)根據(jù)教師的授課方式進行同步表征，如果不能同步表征，出現(xiàn)聽不懂、不太明白、思維跟不上的情況，要及時做好標(biāo)記，以便及時或課后解決。

為了全面實施、深化課程改革，實現(xiàn)“立德樹人”的根本任務(wù)，切實發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，培養(yǎng)適應(yīng)時代要求的創(chuàng)新人才，要從學(xué)科特點和學(xué)生的實際情況出發(fā)，把核心素養(yǎng)和學(xué)業(yè)質(zhì)量要求落實到學(xué)科教學(xué)中，幫助學(xué)生形成適應(yīng)社會和個人發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。在學(xué)科教學(xué)中，化學(xué)學(xué)科核心知識是建立化學(xué)核心觀念，培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的支撐和載體，沒有核心知識的支撐，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)只是空中樓閣，沒有核心素養(yǎng)引領(lǐng)的知識教學(xué)，仍然是以“知識為本位”的傳統(tǒng)知識觀教學(xué)，是以分?jǐn)?shù)為終極目標(biāo)的教學(xué)，難以培養(yǎng)學(xué)生的優(yōu)秀品格和關(guān)鍵能力。新的課程觀是以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，著力培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和實踐能力。

[? 參? ?考? ?文? ?獻? ]

[1]? 中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S] .北京：人民教育出版社，2018.

[2]? 孫天山.化學(xué)教師高階思維教學(xué)現(xiàn)狀探析[J].化學(xué)教學(xué)，2017（7）：21-25.

[3]? 張丙香. 高中生化學(xué)反應(yīng)三重表征心智模型的研究[D].濟南：山東師范大學(xué)，2013.

[4]? 解守宗.化學(xué)教師要重視策略性知識的教學(xué)[J].化學(xué)教學(xué)，2011（10）：8-9.

[5]? 張大均.教學(xué)心理學(xué)[M] .北京：人民教育出版社，1999.

[6]? ?金洪源.學(xué)科學(xué)習(xí)困難的診斷與輔導(dǎo)[M] .上海：上海教育出版社，2004.

[7]? 毛群燕. 精加工策略運用于化學(xué)探究學(xué)習(xí)的研究[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2009.

[8]? 蔡文鎖.加強程序性知識教學(xué) 提高學(xué)生解決問題的能力[J].化學(xué)與教學(xué)，2011（3）：23-24.

[9]? 德里斯科爾.學(xué)習(xí)心理學(xué)：面向教學(xué)的取向 [M].3版.王小明，譯.上海：華東師范大學(xué)出版社，2007.

（責(zé)任編輯 羅? ?艷）