化學(xué)實驗的情境教學(xué)觀

裴新寧  華東師范大學(xué)

文章編號:1002-2201(2001)05-0011-05中圖分類號:G632.0文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

　　  摘要:心理學(xué),、腦科學(xué)及信息技術(shù)的發(fā)展更新了學(xué)習(xí)的概念,與此相應(yīng)教學(xué)理論也以前所未有速度豐富起來。本文將20世紀(jì)80年代末興起于西方國家的情境學(xué)習(xí)理論引入化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計,提出了化學(xué)實驗情境教學(xué)的初步構(gòu)想,。

  一,、問題的提出

  難忘的世紀(jì)慶典已經(jīng)過去,我們邁進(jìn)了新的紀(jì)元。知識經(jīng)濟(jì)的今天更加迫切地呼喚著知識的創(chuàng)新———追求新發(fā)現(xiàn),探索新規(guī)律,創(chuàng)造新方法,積累新知識,。“學(xué)會認(rèn)識,、學(xué)會做事、學(xué)會共同生活,、學(xué)會生存”已成為當(dāng)今世界教育發(fā)展的主流,從根本上更新了學(xué)習(xí)的內(nèi)涵,。與之相應(yīng),我國政府決定全面推進(jìn)素質(zhì)教育,明確地將創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)作為素質(zhì)教育的重點。

  傳統(tǒng)的教學(xué)觀念和實驗教學(xué)設(shè)計的思想已跟不上時代的步伐,。從世界化學(xué)教育的發(fā)展來看,化學(xué)實驗教育正發(fā)生著深刻的變化。一是從理論上對實驗在化學(xué)教學(xué)中的作用認(rèn)識得越來越全面,、深刻,。實驗不僅僅是一種為學(xué)生提供感性認(rèn)識的直觀工具,而且由于實驗可以提供豐富而真實的學(xué)習(xí)情境,還是激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣、掌握科學(xué)方法,、培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度的有效途徑,。二是由以教師演示為主逐步向?qū)W生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行實驗探究活動轉(zhuǎn)變,學(xué)生的積極性、主動性和創(chuàng)造性在實驗中得到了充分發(fā)揮,解決實際問題的能力得到了真正的提高,。

 三是進(jìn)行化學(xué)實驗的儀器,、設(shè)備和條件更加完備,尤其是信息技術(shù)的介入,為化學(xué)實驗教學(xué)提供了更加廣闊的空間。四是實驗教學(xué)模式的發(fā)展呈現(xiàn)出心理學(xué)化趨勢,。在學(xué)習(xí)過程中,只有使認(rèn)識過程,、情感過程和意志過程得到協(xié)同發(fā)展,才能收到好的效果,。

  無論怎么強調(diào)實驗的重要性都是不過分的。要讓學(xué)生們在化學(xué)實驗中學(xué)習(xí)化學(xué),。人們已經(jīng)認(rèn)識到實驗在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度,、幫助學(xué)生形成化學(xué)概念,理解、鞏固,、驗證所學(xué)知識等方面的重要作用,逐步把實驗教學(xué)作為素質(zhì)教育的核心,。但從現(xiàn)有的對化學(xué)實驗教學(xué)的研究來看,大多僅是對實驗本身(實驗技術(shù))的研究,而就實驗作為一種教學(xué),其深層的含義是什么?其蘊含的智力價值有多大?怎樣對實驗教學(xué)進(jìn)行設(shè)計?等問題研究得不夠。

二,、化學(xué)實驗是一種教學(xué)情境,、學(xué)習(xí)情境

  1.進(jìn)行化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計必須充分認(rèn)識化學(xué)實驗作為教學(xué)情境的巨大價值,確立以實驗為基礎(chǔ)的化學(xué)教學(xué)觀化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),以實驗為基礎(chǔ)是化學(xué)教育最基本的特征。

  不久前,聯(lián)合國教科文組織提出了以強調(diào)理科教學(xué)的“實踐定向性”教學(xué)觀,這在化學(xué)教學(xué)中的具體體現(xiàn)是:

 (1)讓學(xué)生親自做實驗和觀察各種實驗現(xiàn)象,親身體驗通過實驗進(jìn)行探索規(guī)律的活動;

 (2)結(jié)合實驗事實和實驗過程,讓學(xué)生認(rèn)識化學(xué)概念和理論是怎么形成的;

 (3)結(jié)合典型的化學(xué)史實,讓學(xué)生了解化學(xué)學(xué)科的發(fā)展進(jìn)程;

 (4)讓學(xué)生通過實驗并運用已學(xué)得的知識去解決問題,使他們在科學(xué)態(tài)度,、科學(xué)方法以及分析問題和解決問題的能力方面得到培養(yǎng)訓(xùn)練,。

  概括起來,以上化學(xué)教學(xué)觀突出了實驗作為教學(xué)情境的多功能性,把認(rèn)知過程、情感過程和意志過程有機(jī)地統(tǒng)一起來,突出了學(xué)生的主動探索活動和創(chuàng)造性地解決實際問題能力的培養(yǎng),。

  2.現(xiàn)代教育心理學(xué)和教學(xué)論的發(fā)展,為化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計提供了充分的理論依據(jù)現(xiàn)代教育心理學(xué)的發(fā)展呈現(xiàn)如下趨勢:

     (1)認(rèn)知觀成為現(xiàn)代學(xué)習(xí)心理理論的主流,。認(rèn)知觀在目前的學(xué)習(xí)心理研究中以信息加工模型為主要代表,學(xué)習(xí)被視作信息的加工過程和知識的建構(gòu)過程。學(xué)習(xí)包括選擇有關(guān)信息和通過自己原有知識對其進(jìn)行解釋,。

 (2)越來越強調(diào)學(xué)生的主動性,。現(xiàn)代認(rèn)知觀把學(xué)習(xí)視作知識的建構(gòu)過程,學(xué)習(xí)者也因此由被動接受者成為知識的主動建構(gòu)者。學(xué)習(xí)不是記錄信息而是理解信息的過程,。與之相適應(yīng),教學(xué)的重心從教材轉(zhuǎn)向?qū)W生的認(rèn)知,。教學(xué)的目的是幫助學(xué)生掌握適合于各種學(xué)科的學(xué)習(xí)和思考的策略。

 (3)逐步將學(xué)習(xí)心理研究與教學(xué)問題研究相結(jié)合,。教是為了學(xué),教的過程直接指導(dǎo)學(xué)的過程,。

 (4)更加重視教育情境的實際應(yīng)用研究。現(xiàn)代教學(xué)論建立在現(xiàn)代學(xué)習(xí)論的基礎(chǔ)上,它將教學(xué)目的,、教學(xué)過程,、教學(xué)方法、教學(xué)媒體的選擇與應(yīng)用以及教學(xué)組織形式等第一教學(xué)組成部分的理論闡述都建立在現(xiàn)代學(xué)習(xí)論的基礎(chǔ)上,力圖實現(xiàn)真正的教學(xué)過程的最優(yōu)化,。

  3.情境學(xué)習(xí)的基本觀點

  情境學(xué)習(xí)正是在現(xiàn)代教育理論迅速發(fā)展的今天,以其理論的系統(tǒng)性,、教學(xué)模式的豐富多樣性和對當(dāng)今教學(xué)設(shè)計有效的指導(dǎo)作用備受關(guān)注。情境學(xué)習(xí)是指在知識賴以存在與應(yīng)用的真實背景中,通過目標(biāo)定向的活動而進(jìn)行的學(xué)習(xí),。Brown等人在《情境認(rèn)知和學(xué)習(xí)文化》(1989)一文中曾首次提出情境認(rèn)知和情境學(xué)習(xí)的觀點,他們認(rèn)為,知識是具有情境性的,而且是其被應(yīng)用于其中的文化,、背景及活動的副產(chǎn)品。知識是在情境中通過活動與合作而產(chǎn)生的,。學(xué)習(xí)者,、知識以及知識在其中得以挖掘和展開的活動三者是一個不可分割的整體,情境可以促進(jìn)知識的建構(gòu)以及知識、技能和體驗的連接,。

  因為,問題是內(nèi)嵌于廣闊的社會,、文化,、物理的活動場所之中的,這些活動場所(即是情境)支持并限制著問題的結(jié)構(gòu)及其解決的方式。情境既是問題的物理結(jié)構(gòu),也是活動的意向與問題嵌入其中的社會環(huán)境(羅格夫),。情境包括一般氛圍和物理環(huán)境,以及共存的潛在的事件,。當(dāng)學(xué)習(xí)發(fā)生在有意義的情境中才是有效的。所以,必須強調(diào)學(xué)習(xí)者與情境的相互依賴性,?？傊?span lang=EN-US>,情境認(rèn)知強調(diào),知識必須在真實情境中呈現(xiàn),以激發(fā)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知需要;同 時,學(xué)習(xí)還需要社會性的交互作用和合作。情境學(xué)習(xí)觀點的支持者并不反對教授一般的技能,并使之遷移到多種情境中去;但更強調(diào)在具體應(yīng)用情境中教授知識與技能,強調(diào)知識必須在一定的背景中學(xué)習(xí),。

  這種背景可以是:(1)真實工作環(huán)境;(2)真實工作環(huán)境的高度模擬替代;(3)拋錨背景,。

  4.教學(xué)情境是一個系統(tǒng)

  系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展,為研究實驗教學(xué)提供了科學(xué)的方法。系統(tǒng)是處在一定相互聯(lián)系中,與環(huán)境發(fā)生關(guān)系的各個組成部分的整體,。教育是一個大系統(tǒng),其中包含了許多子系統(tǒng),教學(xué)系統(tǒng)便是其中的一個,。教學(xué)系統(tǒng)中的某一教學(xué)情境也可看作一個相對的系統(tǒng),它包含了一系列的教學(xué)要素:教學(xué)輸出、教學(xué)輸入,、教學(xué)資源,、教學(xué)控制、教學(xué)策略,、教學(xué)反饋與評估,。

  5.化學(xué)實驗情境教學(xué)

  設(shè)計的基本思路由上述論述可知:教育與活動是不可分的,知識的根本是從實踐中來,知識的產(chǎn)生依賴于教學(xué)情境,而教學(xué)情境是一個系統(tǒng),具有整體性。讓學(xué)生在實際的活動中體驗知識的產(chǎn)生,、積累與發(fā)展過程,在真實而復(fù)雜的背景中體會到知識的本質(zhì),達(dá)到對知識的深層理解,真正獲得解決實際問題的能力,。化學(xué)實驗是在實驗室中再現(xiàn)自然界中的

  化學(xué)變化,便于人們觀察,、學(xué)習(xí)和研究自然規(guī)律,是人們洞察世界的窗口,。一個精心設(shè)計的化學(xué)實驗不僅包含了豐富的化學(xué)知識資源,而且可以模擬科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)發(fā)現(xiàn)的探索過程,體現(xiàn)著對完美的追求,有著巨大的智力價值和非智力價值?；瘜W(xué)實驗為學(xué)生提供一個真實而完整的問題情境,使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知的需要,并通過合作學(xué)習(xí),主動探索,親身經(jīng)歷從發(fā)現(xiàn)問題,、形成問題,到解決問題,即獲得“真知”。這種建立在情境學(xué)習(xí)觀點之上的化學(xué)實驗教學(xué)的一般模式為:以實驗創(chuàng)設(shè)問題情境→學(xué)生發(fā)現(xiàn),、形成問題→大腦激蕩,合作學(xué)習(xí)→設(shè)計方案→實驗探索→問題解決,反饋評價,。主要的教學(xué)活動要素:教師的支架作用、學(xué)生的主動學(xué)習(xí),、合作學(xué)習(xí)、多樣化實驗,、反思,、評價和清晰的表述。

  三,、情境學(xué)習(xí)觀在化學(xué)實驗教學(xué)活動中的具體體現(xiàn)

  1.教師的活動

教師在傳統(tǒng)教學(xué)活動中處于一種領(lǐng)導(dǎo)者的地位,角色是知識的傳授者,。而在化學(xué)實驗情境教學(xué)中,教師充當(dāng)?shù)氖墙虒W(xué)活動的“支持者”,甚至是“學(xué)習(xí)者”,。教師在學(xué)生運用已有經(jīng)驗進(jìn)行主動學(xué)習(xí)的過程中提供“即時的教學(xué)指導(dǎo)”,為學(xué)生探索活動的順利進(jìn)行搭建合適的“支架”,使學(xué)生自然而然地進(jìn)行知識建構(gòu),獲得新的知識與技能,努力創(chuàng)建一種有利于學(xué)生主動活動的課堂文化氣氛。具體而言,包括:為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境;鼓勵并引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)資料;激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī);隨時警覺學(xué)習(xí)過程中的各種偶然性并進(jìn)行相應(yīng)的反應(yīng);引發(fā)并組織學(xué)生之間(甚至是師生之間)的合作學(xué)習(xí);引導(dǎo)學(xué)生積極反思;對學(xué)生的創(chuàng)造活動給予及時的評價;教師不是每個問題的專家,往往與學(xué)生一起成為情境中的學(xué)習(xí)者,。

  2.學(xué)生的活動

  學(xué)生是學(xué)習(xí)活動的主動參與者,學(xué)生在解決某一問題時像專家一樣進(jìn)行活動,。具體地講:學(xué)生在實驗提供的各種問題情境中,自己發(fā)現(xiàn)問題、形成問題,、確定問題的解決目標(biāo),自己尋找解決問題的途徑,。學(xué)生在問題解決的過程中,要注意搜尋各種相關(guān)的信息,要親自設(shè)計實驗方案,要與同學(xué)合作交流,嘗試各種解決方式,要對自己的嘗試作出反思與評價,逐步實現(xiàn)知識的意義建構(gòu)。教學(xué)設(shè)計中,應(yīng)特別重視學(xué)生的活動,應(yīng)有利于學(xué)生自己解決問題的整個過程,有利于學(xué)生的相互合作,共同學(xué)習(xí),。

  3.合作學(xué)習(xí)的環(huán)境

  化學(xué)實驗可以創(chuàng)設(shè)一種有利于合作學(xué)習(xí)的環(huán)境,。化學(xué)實驗所展現(xiàn)的問題往往是復(fù)雜的,學(xué)生一般難以獨立解決,從而使合作學(xué)習(xí)成為一種必然,。另外,化學(xué)實驗通常伴有豐富的感覺信息(如聲,、光、色,、味,、熱、氣體,、沉淀等現(xiàn)象),即使能力比較差的學(xué)生也能捕捉到部分信息,相對容易地參與合作,發(fā)表見解,在共同學(xué)習(xí)的過程中也能作出自己的貢獻(xiàn),并且逐步完善自己的理解,。因此,合作學(xué)習(xí)在化學(xué)實驗教學(xué)中完全是可行的。

  4.動機(jī)作用

  (1)真實性任務(wù)

  化學(xué)實驗提供(或模擬)的問題或任務(wù)通常是真實的,、有意義的,與學(xué)生自身是密切相關(guān)的,容易轉(zhuǎn)化為學(xué)生積極參與的,、有目的的活動。

  (2)支架

  教師的支架作用通過創(chuàng)造學(xué)生認(rèn)知水平與教學(xué)任務(wù)之間的“適配”,使學(xué)生在自己的“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi),獲得無法獨立獲得的東西,嘗到成功的甜頭并受到激勵,從而將探索活動進(jìn)行下去,。

  (3)合作

  在合作學(xué)習(xí)中,每個學(xué)習(xí)者都與他人組成“學(xué)習(xí)共同體”,共同承擔(dān)著解決每一問題的責(zé)任,他們每一個人都要對各種知識的意義進(jìn)行澄清,、比較、篩選,、提煉,、描述、處理,最終達(dá)成一致,。學(xué)生在某一特定問題領(lǐng)域可以像專家一樣,他們進(jìn)行相互教學(xué),時而是學(xué)習(xí)的領(lǐng)導(dǎo)者,提供激勵或評價,對討論的內(nèi)容作出解釋并負(fù)責(zé)調(diào)解爭端;時而又是學(xué)習(xí)的聽眾,吸取他人更好的解釋,去完善自己的理解,。這種共同的責(zé)任及個人在“共同體”中的收獲轉(zhuǎn)化成了他們不斷合作的動機(jī)。

  (4)遷移

  知識與技能是高度依賴于情境的,遷移總是要受到個人用符號表征經(jīng)驗的能力以及情境因素的影響,?；瘜W(xué)實驗提供(或模擬)了獲得知識與技能的真實情境,而這一情境恰能反映(或接近)日常生活與生產(chǎn)中化學(xué)問題的模糊性與不精確性,那么通過在化學(xué)實驗情境中學(xué)習(xí)到的知識與技能則有較大的可能向真實的生活與生產(chǎn)中的化學(xué)問題的解決過程遷移。

  化學(xué)實驗提供的其實是一個個真實的案例,這些例證有很多是相似的或者是反例,學(xué)生們在這樣有意義的,、復(fù)雜問題情境中的學(xué)習(xí)與實踐,不但可以獲得可遷移的一般知識與技能,更重要的是通過如此的日積月累,學(xué)生解決具體問題的經(jīng)驗和策略日趨豐富,在新情境中解決實際問題的能力就會提高,。在教學(xué)設(shè)計中,應(yīng)注意學(xué)生在某一化學(xué)實驗情境下所獲得的經(jīng)驗,并注意引導(dǎo)他們進(jìn)行概括與描述,同時,要注意促進(jìn)遷移發(fā)生的可能性。

  如,逐步設(shè)計類似或部分類似、或相反的問題情境;設(shè)計復(fù)雜性逐漸加深的問題情境;引導(dǎo)學(xué)生將課內(nèi)實驗與課外日常生產(chǎn),、生活,、環(huán)境等問題建立聯(lián)系,以使學(xué)生養(yǎng)成聯(lián)系實際進(jìn)行思考的習(xí)慣;布置課外調(diào)查或?qū)嶒?span lang=EN-US>,寫出究報告和解決問題的方案等等,幫助學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí),提高他們適應(yīng)新環(huán)境的能力。

  四,、化學(xué)實驗情境教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)策略

  1.教學(xué)目標(biāo)

  通過化學(xué)實驗教學(xué),使學(xué)生在知識,、能力和傾向等方面產(chǎn)生變化,即化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)結(jié)果。在心理學(xué)中,對人類學(xué)習(xí)結(jié)果最著名的分類是R·M·加涅的分類,。他把學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果分為言語信息,、智慧技能、認(rèn)知策略,、動作技能和態(tài)度?，F(xiàn)代信息加工心理學(xué)把認(rèn)知領(lǐng)域的學(xué)習(xí)都?xì)w結(jié)為廣義知識的學(xué)習(xí)。本研究采用現(xiàn)代心理學(xué)的知識,、技能,、策略和情感(或態(tài)度)的概念對化學(xué)實驗學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行分類。(見附表)

2.教學(xué)策略

  為實現(xiàn)預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)而采取的教學(xué)方式,受到教學(xué)的具體情況,、教學(xué)資源與控制,、教學(xué)目的、教師的教學(xué)觀念等多種因素的影響,。影響化學(xué)實驗教學(xué)策略的因素有很多,在確定和選擇化學(xué)實驗教學(xué)策略時,可以主要考慮以下幾個方面:學(xué)習(xí)氛圍:主要指教師,、學(xué)生活動的環(huán)境氣氛?；谇榫硨W(xué)習(xí)理論的化學(xué)實驗教學(xué)活動中的人際關(guān)系應(yīng)當(dāng)是民主,、友好的;教師的指導(dǎo)控制是動態(tài)變化的,依據(jù)學(xué)習(xí)活動的需要,可以是教師決定、作業(yè)決定,、教材決定或?qū)W生決定,各種控制的成分比例是可變的,但應(yīng)突出學(xué)生決定的成分,。

  教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo):按照現(xiàn)代信息加工心理學(xué)的觀點,我們可以把中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的內(nèi)容劃分為:知識、技能,、策略和情感四個組成部分,由此,可以確定該課程的四類教學(xué)目標(biāo)(即知識目標(biāo),、技能目標(biāo)、策略目標(biāo)和情感目標(biāo)),并依據(jù)布魯姆教育目標(biāo)分類學(xué)將每一類目標(biāo)劃分為了解,、理解(掌握),、簡單應(yīng)用、綜合應(yīng)用四個等級,。教學(xué)過程中的問題也依據(jù)這個等級設(shè)計成不同的層次,通過對各種水平的問題解決,來對教學(xué)內(nèi)容的掌握程度及教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況實施評價,。

  從而有效地指導(dǎo)教師靈活運用教學(xué)策略,調(diào)控問題的解決過程。教學(xué)方法:化學(xué)實驗教學(xué)中可運用的教學(xué)方法有:搭建“腳手架”,、“鑲嵌式”教學(xué),、合作學(xué)習(xí),、生成學(xué)習(xí)、主動學(xué)習(xí)等,。學(xué)生的自由度:學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對自己學(xué)習(xí)活動的允許控制程度。

這四種因素是影響教學(xué)策略的常量,它們在任何教學(xué)情境中總是交互作用在一起的,。決定著教師在不同的情境中選擇不同的媒介和教學(xué)方法,。以上僅是化學(xué)實驗情境教學(xué)初步的理論框架,其實施正在研究之中。

  參考文獻(xiàn)

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