优化学生的认知结构 提高化学学习效率

吴玲丽

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在高中化学教学中，教师经常遇到两种情况：第一，学生对新知识完全陌生，且新知识本身较为复杂。学生原有认知结构中缺乏适当的上位观念来吸收新知识，即学生的认知结构中没有起固定作用的观念可以利用，第二，学生对新知识不完全陌生，但不能明确新旧知识间的差异性，即学生对原有认知结构中虽有适当的概念。但不稳定、不清晰，难以成为新知识的固着点，即认知结构不稳定，不清晰。在上述两种情形下，如果教师不能有效地帮助学生搭建新旧知识联系的桥梁，则学生的新旧知识同化极易受阻，最终势必造成死记硬背的机械学习。如何加强认知结构各个变量去促进学生学习迁移呢?教师可采取以下策略：

1加强知识的条理化系统化整体化增强认知结构的可利用性

教师应重视引导学生加强知识间联系的建立，将知识条理化、系统化、整体化。经验和研究都表明，在有序的结构中去提取有序的知识，必然是迅速而准确的。条理化、系统化、整体化的知识在学生的认知结构中才更加具备可利用性，学生在利用所学知识解决问题时才能及时、准确地提取。对于化学的学习应是宏观把握，微观掌握。抓规律、记特殊。教师要引导学生对知识概括、归纳，构造知识块、知识链、形成网。如在讲氯气的实验室制法时，按反应原理一仪器药品一气体发生一气体检验一尾气处理的序列组织教学，并从每一个知识点沿不同角度、途径散发，从一个知识点联想到另一个知识点，并找到知识点间的内在联系，使知识点有机地联系为一个知识网。

2加强知识间的比较增强认知结构的可辨别性

注重新知识与新知识、新知识与旧知识之间的比较，能够增强学生的认知结构的可辨别性。比较法在教学中广泛地被运用，通过概念间的比较。加深学生对概念的理解、判断。比较不同物质的组成、结构、性质等可以总结归纳知识的网络，提高对物质的整体认识。对比实验的方法更直接反映不同物质性质的异同。

3采用及时练习反馈和纠正过度学习等方法增强认知结构的稳定性和清晰性

学生在学习了有元素化合价升降的反应是氧化还原反应以后，在找氧化剂、还原剂时可能仍然在找得氧、失氧的物质；在学习了强、弱电解质后，在判断离子共存问题、复分解反应发生条件时，仍然是看能否生成沉淀、气体、水，而不是看能否生成难溶物、难电离物、挥发性物质。这是因为新知识在学生认知结构中不稳定、不清晰，认知结构中稳定、清晰的旧知识仍在发挥作用。如氧化还原反应是贯穿整个化学知识的主线，在初三学完氧化还原反应后，还需以氢气还原氧化铜为例，围绕得到氧的反应是氧化反应，失去氧的反应是还原反应这一初步概念，设计练习，及时纠正错误的认知，增强概念的巩固性。进入高一阶段，我们仍要以氢气还原氧化铜这一反应作为观念上的固定点，从化合价升降和电子转移的角度建立氧化还原反应新概念，并及时反馈和纠正，巩固电子守恒的观点和化合价升降配平法。这不仅巩固了新的氧化还原反应概念，而且增强了它与旧概念的可辨别性。在此基础上，再将其迁移到有机反应中的氧化还原反应概念(得氧或失氢：氧化；失氧或得氢：还原)和有关原电池、电解池反应的学习中去，学生学习就会得心应手。在氧化还原反应概念经历的四个不同的发展阶段中，正是相应的练习和反馈，使得学生头脑中形成了关于氧化还原反应稳定、清晰的认知结构。增强新知识在学生认知结构中的稳定性和清晰性。

4合理利用“先行组织者”策略增强认知结构的各个变量

奥苏伯尔提出了“先行组织者”的教学策略以加强认知结构的各个变量，促进学习迁移。“先行组织者”教学策略的核心是：在课堂教学教授新知识之前首先为学生提供与教学内容适当相关的具有包摄性较广的、概括性较高的引导性材料，然后学生利用这一材料去同化新知识。这种引导性材料就是“先行组织者”。例如高中化学在分散系的基础上，引出溶液、浊液、胶体的概念，帮助学生建立胶体的概念和有关知识。

先行组织者设计的成功与否直接影响到新知识的学习效果。通过先行组织者，可人为地将最能与新知识建立联系的观念，以学生易于接受的方式“移植”进学生的认知结构中去，以确保新旧知识建立实质性联系，将有利于学生对新知识的理解，实现重难点突破，并逐渐建构可兼容更多新知识的开放的知识框架在设计时。教师应分析学生已有的认知结构及深刻剖析新旧知识间的联系。而后对新旧知识进行加工、提炼或延伸，形成组织者。在教学中教师应根据教学需要灵活变换先行组织者的运用策略。

图形图解策略是指教师把新旧知识发生联系的材料以图形图解的方式来呈现的一种教学策略。图形式组织者可以根据教学需要设计出某一独特的图示，使学生知结构中的新旧知识相互作用，达到认知结构渐进分化和融会贯通的目的，使学生一目了然、心领神会地了解所要学习的内容及与过去知识的联系，尤其是一些难以描述、说清的客体。

设疑提问策略是指教师在学生的最近发展区内，以设疑提问的方式已引导学生建立新的认知结构的一种教学策略。设疑提问式组织者主要是从学生新旧知识的联系点出发，设置一些按照学生已有认知结构可能会出错的问题情景。下面是两位同学关于吸热反应和放热反应的对话。你同意那位同学的说法?请陈述理由。

甲同学：凡经加热而发生的化学反应都是吸热反应。

乙同学：不一定，有些反应在启动时要加热，反应开始后不再加热就能继续进行，如燃烧反应，这类反应就属于放热反应。

通过以上两个组织者的呈现，学生认知结构中关于吸热反应放热反应这个知识点的可辨别性就大大增强了，有利于将所学的知识迁移到解题和实际运用中。

化学实验策略是指教师以化学实验作为组织者引导学生建构新知识的一种教学策略。充分利用化学实验激发学生的学习兴趣、帮助学生理解和探究化学知识是化学教学的一条重要的途径和方法。例如初中对于燃烧条件的学习是通过磷在水中的燃烧实验基础上得出的一物质达到着火点与氧气接触。而高中对于燃烧概念及条件的学习。需要修正或改变学生在初中时掌握的燃烧知识，因此教师只凭讲解效果是很差的，此时在引出燃烧的新概念之前。可设计一系列实验作为先行组织者，如氢气在氯气中燃烧、铁在氯气中燃烧、镁条在二氧化碳中燃烧等等，通过引导，学生对已有化学学科认知定势无法包容的新因素的分析，逐步实现新旧知识的同化和顺应，建构新的认知结构，很自然地引导学生分析得出燃烧的概念一任何发光发热的剧烈的化学反应，同时培养了学生的求异性思维。为了提高学生认知结构的稳定性、清晰性，教师还可利用及时纠正、反馈过度学习等方法，增强原有认知结构的稳定性和清晰性，有助于新的学习和迁移。