許海衛(wèi) 陳紅

摘? ? 要：學生的化學問題解決過程是最重要的化學學習過程。要實現(xiàn)有效教學，就必須讓學生的學習過程，尤其是問題解決過程對教師可見。教師可以創(chuàng)設具有挑戰(zhàn)性的化學問題情境，借助學習訪談記錄表、口語報告等工具，對學生學習的過程進行外顯，并深入研究認知結構、思維能力、自我概念等因素對高中學生化學學習過程產(chǎn)生的影響，再結合案例給出提高教學有效性的策略。

關鍵詞：心理圖式;認知結構;思維能力;自我概念

為了更好地發(fā)展學生的核心素養(yǎng)，我們課題組立足化學學科，將研究視角定位在基于學生自主學習的優(yōu)質(zhì)教學。隨著教學研究的深入，我們深刻體會到要成為智慧教師，光有淵博的學識和精湛的教學技藝是不夠的，還需要有準確的教師定位，即服務于學生的學——“看見”學生的學習路徑，明晰對學生學習產(chǎn)生關鍵影響的因素，富有成效地促進學生學習目標的達成，做學生素養(yǎng)提升的催化劑。通過教學實踐和案例研究，我們認為學生的化學問題解決過程是最重要的化學學習過程，而了解學生的問題解決路徑是開展精準輔助學習的前提。

一、問題解決過程心理圖式的提煉

認知心理學認為，問題是在事物的初始狀態(tài)和想要達到的目標狀態(tài)之間存在障礙的情景，問題解決是指利用一系列認知操作或一定方法實現(xiàn)從目前狀態(tài)轉化為目標狀態(tài)的過程[1]232。為了透視學生解決學科問題時的內(nèi)在思維“黑箱”，一方面，我們利用課堂觀察、作業(yè)分析、問卷調(diào)查和形成性檢測等渠道采集信息，并在分析和了解學生化學問題解決能力現(xiàn)有水平的基礎上，針對不同選科組合、不同學習內(nèi)容、不同學業(yè)水平的學生，設定相應的問題解決學習的達成目標，創(chuàng)設具有一定挑戰(zhàn)性的化學問題情境，對學生問題解決過程展開系列研究。另一方面，我們又利用日?；瘜W答疑的機會，適時開展了解學生問題解決過程的交流，并詳細記錄下對話內(nèi)容，為研究積累豐富的可視化資料。

【案例1】堿性條件下CH4燃料電池負極反應式書寫的學習訪談

訪談目的：探查學生電極反應式書寫的思維過程。

問題設計：書寫堿性條件下甲烷燃料電池的負極反應式。

訪談對象：高二年級剛學完原電池新課的中等學業(yè)水平學生。

訪談記錄與資料分析如表1所示。

訪談資料的分析維度包含學生的學業(yè)基礎、思維角度、思考方法、思維障礙點以及自我過程（自我效能、動機、目標等）等。教師在與學生的訪談中利用傾聽，“看見”學生的學習路

徑，了解其學習難點。然后再借助評價引導，幫助學生發(fā)現(xiàn)認知偏差、豐富思維策略，促使其自主糾偏、增進自我效能感，進而提升學習信心，充分發(fā)揮問題解決能動性。

通過對不同層次學生典型問題解決過程的外顯表征分析，探查學生群體心理過程內(nèi)部表征共性特征，我們提煉出學生化學問題解決過程中的一般心理圖式，如圖1所示：

學生先從問題情境中主動提取問題關鍵信息進入工作記憶，對問題的有關信息進行解讀表征，明確問題的目標指向并準確界定問題。接著努力檢索有關信息，激活已有認知，對問題目標進行剖析。然后確立問題解決的切入點，構建解決模型嘗試解決問題，并形成初步結論。最后再對取得的初步結論進行評價，并及時修正模型、調(diào)整策略，達成最終結論。

二、學生問題解決的影響因素

學生的問題解決過程是實現(xiàn)識知的現(xiàn)有狀態(tài)向目標狀態(tài)轉化的過程，是“在問題的已知狀態(tài)和目標狀態(tài)之間尋找一條路徑”[2]。它是一個復雜的認知活動綜合體，需要原有儲備知識、智慧能力和自我系統(tǒng)等的共同參與。通過剖析學生的問題解決過程案例，我們發(fā)現(xiàn)，從學生的層面來看，影響學生問題解決的因素至少包含以下幾個方面：

（一）認知結構制約化學問題解決

問題解決是學生運用原有認知解決具體情境問題的能力活動。認知結構影響對信息的選擇、解釋、組織和記憶[1]121。在問題解決的心理過程中，要準確解讀獲取信息、正確定位解決角度并確立解決路徑，知識的結構化水平顯得尤為重要。

【案例2】硫酸可用于制備哪些氣體？為什么？

設計意圖：探查學生對典型物質(zhì)性質(zhì)的掌握水平。

典型表述1：可以制備氫氣、二氧化碳、二氧化硫、硫化氫，因為強酸可以制弱酸。

典型表述2：還可以制備氯化氫、溴化氫、硝酸等，因為不揮發(fā)性酸可以用來制備揮發(fā)性酸。

典型表述3：還可以利用它具有強氧化性的特性，來制備二氧化硫、二氧化碳等。

典型表述4：還可以制備一氧化碳、乙烯，因為它具有脫水性。

典型表述5：利用硫酸的酸性，還可以制備一氧化氮、二氧化氮，因為硫酸可以制備硝酸，利用所得的硝酸和銅反應不就能制備了嗎？

典型表述1和2一般是脫口而出的，說明學生對硫酸概念的學習處于從單點到多點的結構層次，停留在表層理解水平。強酸制弱酸、不揮發(fā)性酸制揮發(fā)性酸是初中已經(jīng)學習過的內(nèi)容，這兩個表述反映出熟練的知識在應用時可達到自動化狀態(tài)。對教學的啟示是：教學中適度地刻意訓練可以促進概念的內(nèi)化和觀念化。當然，刻意訓練并不是簡單的重復練習，所擬題應能促進學生對所學知識的深度理解，具有拓展認知功能，以利于學生認識的發(fā)展。

典型表述3和4，體現(xiàn)出學生能認識到物質(zhì)的多樣性。從組成、性質(zhì)等多個視角分析、闡述硫酸的用途，說明學生對硫酸概念的學習處于從多點到關聯(lián)結構層次，進入深度理解水平。對教學的啟示是：應重視監(jiān)控教學目標的達成度，及時對學生學習情況進行反饋評價，示范并引導學生用優(yōu)化的策略建構知識網(wǎng)絡（如圖2），在刻意練習中促進認知的結構化。

典型表述5展現(xiàn)出學生能根據(jù)問題解決的需要，從不同的角度對硫酸及其變化進行分析，延展推斷得出硫酸可以制備一氧化氮和二氧化氮，從而創(chuàng)新性地解決問題。這說明學生對硫酸概念的學習已達到概念性理解水平。對教學的啟示是：設置落于學生最近發(fā)展區(qū)、具有挑戰(zhàn)性、需要深層理解水平的問題，有助于學生融會各方面的知識，提高知識的結構化水平，從而準確、全面、創(chuàng)造性地解決問題。

（二）思維能力制約化學問題解決

問題解決需要一系列認知操作的交互作用，如記憶與再現(xiàn)、理解與分析、綜合與推斷、評價與創(chuàng)造等。幫助學生發(fā)展高階思維能力，使其能有效靈活地利用有助于記憶、分析、推理等的學習策略，提高信息加工能力，助推問題解決，促進認識思路的結構化。

【案例3】某工廠對一物質(zhì)的水溶液進行蒸發(fā)結晶，產(chǎn)率總是很低。你能幫忙分析可能的原因嗎？

學生通過頭腦風暴得出：

1.揮發(fā)性酸與難溶性堿形成的鹽發(fā)生了水解;

2.物質(zhì)在蒸發(fā)過程中被氧化;

3.物質(zhì)受熱分解了;

4.物質(zhì)受熱升華了;

……

該案例反映出學生在解決問題時缺乏分析的策略，不善于多角度分析關聯(lián)、整合解決，只是憑直覺想到什么說什么，導致問題解決缺乏全面性、系統(tǒng)性，創(chuàng)新性受阻。

問題解決的思維策略和方法學習離不開具體的問題情境，需要在問題解決的過程中去體會和習得。參與性示范是現(xiàn)代心理學發(fā)展的一種有效方法。如案例3，教師可在學生基本得出問題成因的情況下，再協(xié)同學生對答案進行分析、綜合、評價、提煉，得出應從物質(zhì)性質(zhì)與化學環(huán)境相互作用的視角去整合解決（如表2），幫助學生找出認識差距和有待改進的地方，促進思維的發(fā)展。

教師應有效地干預學生的學習，讓學生在日常學習中使用并練習高階思維技能及分析策略，這樣可以提高學生的思維水平和認知效率。由于學生在問題解決過程中呈現(xiàn)出層次關系、并行關系和互補關系等思維狀態(tài)[3]，教學中，教師應提供多向交流對話平臺，引導學生學會互相欣賞、互相啟發(fā)，促使他們相互學習、相互補充。這也是發(fā)展學生思維的有效途徑之一。

（三）自我概念制約化學問題解決

約翰·哈蒂的“繩索模型”認為：“學生是‘選擇者，他們意在向自己的世界注入秩序、一致性和可預測性，不但要選擇詮釋世界的方法，選擇替代行動方案，還要思考做出以上選擇是否有價值。這些選擇旨在保護、呈現(xiàn)、維持和推動自我感[4]?！睂W生而言，化學問題解決既需要動用已學的結構化知識，又需要策略性思維能力，是一種新的挑戰(zhàn)。對自我信息的處理能力和處理方式，決定著學生在挑戰(zhàn)性任務面前的自信心、在錯誤和失敗面前的適應能力、與同伴互動時的開放性和意愿，以及付諸行動得到成功后的自豪感。

【案例4】三所不同層次學?；瘜W選考班學生問題解決的自我過程

學生問題解決的自我過程的典型表現(xiàn)如表3所示：

1.自我效能感的呵護

自我效能是學生對自己能否成功解決問題的信心。碰到困難的任務，敢于挑戰(zhàn)、充滿自信是高自我效能的表現(xiàn)，淺嘗輒止則為低自我效能的表現(xiàn)。因此，應設置略高于學生現(xiàn)有水平的問題，激勵學生積極大膽地嘗試，引導他們做出稍微超出自己能力的評價。若通過努力，問題能迎刃而解，將有助于學生增強自信心，也能為學生能力的發(fā)展提供可持續(xù)的動力。

2.自我驅(qū)動力的助推

自我驅(qū)動力是學生內(nèi)在的強烈學習意愿和行動力。學生只有樹立正確的學習價值觀才能產(chǎn)生較強的驅(qū)動力。與現(xiàn)實生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相聯(lián)系的化學問題，能較好地體現(xiàn)學以致用的價值，可以激發(fā)學生主動探究的興趣。在化學問題解決能力培養(yǎng)的過程中，教師與學生共同參與制定學習目標，并將長期目標分解為多個短期目標，將有助于學生參與的積極性，增強其勝任力和持續(xù)學習的毅力。

3.自我管理的干預

自我管理是學生對自己的目標、思想、心理和行為等表現(xiàn)進行的監(jiān)控、評價與調(diào)節(jié)。良好的自我管理能力，有利于學生學習力的提升。教學管理中，教師要有效調(diào)動元認知，教會學生元認知學習策略，讓學生學會規(guī)劃自己的學習，設定挑戰(zhàn)自我的學習目標，集中注意力，自覺主動地投入互動學習，養(yǎng)成良好的學習習慣。教師要積極處理教學反饋，讓學生對學習過程進行自我反思，開展自我評價、自我完善，幫助其樂觀耐挫、體驗成功。這樣可以增強學生持續(xù)學習思考并付諸行動的意愿和信念。

教學即生活，教學即研究。體現(xiàn)學為中心，在獲知和理解學生學習的基礎上，有效促進學生達成學習目標，服務好學生的學習，實現(xiàn)為學而教——這樣的教學，對每個教師而言都是任重道遠且不可推卸的。

參考文獻：

[1]王小明.學習心理學[M]. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2019.

[2]ALLEN N， HERBERT A.Simon Human Problem Solving[M]. Englewood Cliffs： New Jersey Prentice-Hall， 1972：39.

[3]張春，劉怡.基于學生學習路徑分析的教學路徑研究[J].中小學教師培訓，2015（9）：41-42.

[4]約翰·哈蒂. 可見的學習[M].北京：教育科學出版社，2015：82-83.