基于有效教学的化学学习心向研究

王 伟 姚如富 王后雄

(1.华中师范大学化学教育研究所，湖北 武汉 430079；2.合肥师范学院化学与化学工程学院，安徽 合肥 230601)

中国学生发展核心素养提出之后，新一轮高中化学学科课程标准将化学学科核心素养分为宏观辨识与微观探析等5个维度[1]。核心素养的提出，是对“三维目标”的超越。从教学论的角度来看，需要解决什么样的教学对发展学生的核心素养最有效的问题。有效的教学需要研究学生的学习，以学定教，树立教是为学服务的理念[2]，从而引起学生学习行为和结果的变化。

一、问题的提出

夸美纽斯认为要寻找一种方法，可以使教师少教，但是可以使学生多学[3]。这种有效教学应体现出清晰的教学思路、多样化的教学方法、任务导向明确、学生的投入少、成功率高[4]，表现为教学有效果、有效益，能够引起学生学业成绩、认知和学习态度的变化。学生的学习心向，是有效教学最为重要的前提条件，反映出学生能够积极主动、全神贯注地对学习对象进行思考、消化、加工、建构和体验，以达到对知识的吸收、内化，并最终转化为自身的素质[5]。而如何有效地培养化学学习心向，激发学生学习化学的兴趣，将知识学习进行整合内化，是当前需要解决的问题。

二、研究综述

奥苏贝尔的有意义学习理论是有效教学的理论基础之一，从教育心理学角度来看，有效教学即有意义学习，是学习者本人应具有的有意义学习的心向(学习心向，是指学习者学习活动的内部动机和心理倾向)[6]。从定义来看，学习心向包含两方面内容——动机和倾向：动机意味着其与学生学习兴趣有关；倾向与学生知识的前后、之间的联系有关。因此积极的学习心向在学生学习过程中具有两个重要作用：一是有效地激发和保持学生学习兴趣，转移学生注意力到学习中来；二是能够积极地构建和表征新旧“知识”的联系。这里的知识不仅指传统意义上的化学知识，还应包括化学技能、化学精神等。积极的学习心向具有稳定性、广泛性的特点：稳定性有利于化学单个具体知识的学习，更有利于学生对化学学科本身兴趣的培养；广泛性意味着其存在于不同类型的化学知识学习中、不同类型的化学课教学中。针对学习心向的稳定性和广泛性的调查，有利于研究教学是否有效激发和保持学生学习化学的兴趣，是否在不同的化学“知识”学习中都能建立稳定、积极的学习心向。学生只有从事符合自身需要或自己感兴趣的活动，才会主动投身于活动中[7]。从而使调查结果为有意义的化学教学提供借鉴，为落实化学学科核心素养的培养提供借鉴。

从有效教学的角度来看，陆军认为要让学生主动学习、亲身体验、尝试成功、感受责任[8]。蔡宝来认为有效教学需要关注学生的成长与进步，减轻学生负担，注重课堂教学的发展功能[9]。从学生学习心向的培养来看，徐晓莲认为具有新知识的心理准备状态(学习心向)比没有这种准备状态更有利于知识的迁移[10]。王磊等认为化学学习内容的形式对学生心向有着显著影响，与化学实验、活动以及社会问题相关的化学内容教学可以有效增进学生学习心向[11]。盛志军认为在数学导入课中可以通过利用学生学习经验、教材内容和课本生成资源来诱发学生学习心向[12]。李文泉认为在语文阅读教学中通过阅读标题、发问引思、故事启迪和吟读感悟来培养学生自主学习的心向[13]。张新华认为在物理教学中通过求知饥渴策略激发学生探索欲、认知冲突策略激发学习深入性、超出预期策略激发学习心理定向三个方面探讨学生物理学习心向的调节策略[14]。上述研究肯定了学生学习心向对有效教学的作用，通过调动学生的主动性和学生经历来调动学生的学习心向，强调学生学习和生活经验、学习材料、教学方式等对学生学习心向的作用，而对于学习心向的作用机制以及在化学学科中的现状调查研究则较少。

三、研究过程

学生学习心向的现状，主要通过问卷调查的形式来展开。学生的学习动机可通过其学习兴趣的调查来测度，学习倾向可通过调查学习内容的联系和体现这种联系的学习方法两个部分的调查来测度。

1.研究工具

为达到调查当前学生化学学习心向的目的，本研究在参考借鉴其他调查的基础上，设置了26道有关学习心向的题目。调查题目分为学习兴趣、学习知识关联、学习方法等三类，其中有关学习兴趣的题目按照Likert五分法设置选项，学习知识关联题目主要涉及化学概念知识、元素化合物知识、化学史知识等方面，学习方法主要调查学生的知识记忆方法、教师对应的教学方法等内容。

2.研究对象

学生的学习心向通过学生的第一印象来填写问卷进行调查，从而反映出学生的真情实感；同时调查的对象学生学习心向应是比较稳定存在的，这样有利于据此总结问题和提出对策。因此本次调查的学生全部来自高二理科班的学生，他们经过初三和高一两年的化学学习，学习心向比较稳定。调查学生选自合肥市三所中学，其中一所重点中学、两所普通中学。每所学校选取两个理科平行班，共回收合格问卷220份。

3.统计结果

统计结果及分析将从以下几个方面展开：

(1)化学学习兴趣情况调查分析。调查的对象中，喜欢和非常喜欢化学的比例占65.91%，这有利于建立学生积极的学习心向；但也有34.09%的学生对化学是一般喜欢或者不喜欢。学生喜欢化学的原因调查结果如图1所示。

图1 学生喜欢化学的原因统计

通过图1可以看出，觉得化学知识有用和有趣的比例占35.45%，这部分学生对化学的兴趣源于对学科自身的内在需求，容易建立较为稳定的学习心向；而认为考试要考的18.64%的学生一方面可能由于考试的驱动会认真学习，另一方面也可能受学习知识的难度、教学方式的影响，学习心向不够稳定；也有31.82%的学生认为化学老师很有趣，这说明教师对于建立和稳固学生学习心向具有积极作用，也反映出此部分学生的学习心向为外在驱动，如何将心向转化为内在、稳定的驱动，是需要解决的问题。在不喜欢化学的74名学生中，有62.16%的学生认为化学太难。同时还发现，有52.27%的学生表示上课注意力集中程度一般，表明这部分学生的学习心向不能很好地保持。

(2)化学知识关联情况调查分析。化学知识关联情况调查主要调查了学生化学概念和元素及其化合物的学习心向情况，学生喜欢化学概念学习的调查结果如图2所示。

图2 学生对化学概念学习的喜欢程度

通过图2可以看出，学生对化学概念知识喜欢的人数与不喜欢的人数大致相当，喜欢所占的复合比例为30.00%，基本喜欢的比例将近一半，不喜欢的复合比例为29.55%。这说明大部分学生对于化学概念知识的学习心向不够牢固，也印证了第一部分对化学学习兴趣的调查结果。通过进一步调查发现：虽然大部分教师会通过联系之前所学概念(43.64%)和通过举例类比(32.73%)来进行概念教学，但30.00%的调查学生很少会对前后化学概念进行联系学习，44.09%的学生有时对化学概念进行前后联系学习，只有25.90%的学生会经常针对概念的前后关联进行学习。这说明教师的概念教学中，学生没有较好地构建新知与旧知联系的学习心向。

同时通过调查还发现，学生对于化学概念容易产生混淆，具体数据如图3所示。

图3 学生对化学概念的混淆调查结果

化学概念学习对学生元素化合物知识的学习起着指导作用，对学生学科核心素养的培养有着重要影响。调查的学生中，85.45%的学生意识到化学概念对于化学学习的重要作用，同时只有16.36%的学生认为对所学概念不容易遗忘，37.73%的学生对化学概念容易遗忘。而能将化学概念原理运用到生活中的学生比例为17.72%，说明学习心向化学概念教学从学生生活到社会中去的双向联系存在不足。

在学生元素化合物学习的调查方面，学生认为教师通过联系生产、生活实际进行教学的比例为39.55%，通过实验进行教学的比例为27.27%，说明教师充分利用了学生已有知识和实验活动的方式来建立学生学习心向。同时也有28.18%的学生认为教师是通过开门见山的教学方式来进行教学的，开门见山的教学方式不利于学习心向的建立。

元素及其化合物的学习方法和对问题的分析范式在学习不同的元素及其化合物时有其共性，例如先学习Na及其化合物，有利于Al及其化学物的学习。通过调查发现，虽然61.37%的学生认为教师在元素化合物的教学中能够较好地教授学习方法，但能够较好地利用学习方法和范式进行学习的学生比例仅为19.09%，说明学生旧知新知联系的学习心向有待进一步提高。

(3)学生化学学习方法调查分析。在学生的学习方式调查方面，调查结果如图4所示。

图4 学生学习方式调查结果

通过图4可以发现，学生对于化学知识能通过理解、记忆、应用等“有意义”的方式进行学习，而机械学习的比例较小。

在化学史的学习方面，86.82%的学生认为教师从化学史中展开学习感兴趣，62.27%的学生认为教师需要补充化学史方面的教学，但对于化学史内容部分具体感兴趣的表现较为不同(详细如图5所示)。学生对科学家的生平和趣闻逸事比较感兴趣，所占比例最大；而对化学研究过程等其他“科学态度、科学精神”等学科核心素养的建构有帮助的化学史内容感兴趣的比例则相对较小。

图5 学生化学史内容偏好调查结果

在化学实验学习方面(如图6所示)，大部分学生希望通过分组实验或者演示实验等形式来开展实验学习，而不太喜欢讲实验、看实验等不经动手操作、实验现象不明显、非动手的实验学习形式。学生在学习过程中希望通过实验的方式来辅助学习的比例为54.09%，超过一半。

图6 学生期待的实验方式调查结果

在教师导课方式方面，调查发现，在5选2的多选题中，学生希望通过联系生活和实验方式来导入所占的比例分别为57.27%和61.82%，而希望联系旧知的比例为30.91%，从侧面也反映出学生新旧技能联系的学习心向和新旧知识学习的应用(即化学与与STSE的联系)学习的学习心向有待加强。在复习课方面，71.81%的学生希望通过知识串讲和讲解经典题型发散的方法来进行教学，说明在复习课中，需要加强新旧知识与技能的学习心向教学。

4.结果分析

学生学习心向的调查有利于通过测查学习动机和倾向，对学生学习兴趣的激发、学习内容网络的测查具有积极作用。通过以上的调查可以看出：在学习兴趣方面，学生总体能表现出较好的化学学习兴趣，但也有相当一部分学生的学习兴趣容易受教师影响(如觉得化学老师很有趣)，相当一部分学生认为化学难学，同时大部分被调查的学生的学习注意力不容易持久。这说明学生对化学学习兴趣的动机培养还需要加强，促使学生从外在的附属性的学习动机向内在的转化。特别是动机的持续性需要加强，后续的调查也证明了这一点：虽然学生认为化学概念与元素化合物知识学习很重要，大多数也能用非机械记忆的方法进行学习，但学习结果的“有效性”还需要商榷。

在化学内容学习方面，学生能够认识化学概念学习的重要性，但对其学习的兴趣一般，对化学概念学习会混淆，且能主动联系实际生活应用的较少。这说明化学概念学习的“实用性”还需加强，教师要让学生明晰化学概念学习的重要价值；对于元素化合物虽然教师能较好地通过实验和联系引导学习，但学生前后学习的心向还未较好地建立，说明这种学习心向联系的有效性还需要进一步加强。

在化学学习方法方面，学生对化学学科核心素养中的科学精神等理解还存在偏差，这方面的学习心向还未较好建立。例如化学史的价值还未得到充分挖掘，这不利于化学态度、化学精神等深层次核心素养的完善，这方面学习心向尤其需要建立和加强，学生也期待更多地利用动手实验和联系生活来学习化学。

四、总结

文献和调查的研究发现，体现化学学习心向的学习兴趣、学习内容关联和学习方法之间存在以下关系：学习方法对学习内容关联的有与无、强与弱有着重要影响，学习内容关联和学习方法某种程度上共同影响着学习兴趣的激发与保持；反过来学习兴趣也对学习内容关联和学习方法有积极的促进作用。基于以上学生化学学习心向存在的问题，提出以下四个解决策略：

1.发展教学的体验式与整体式设计

学生的学习心向需要依附具体的学习内容，积极的学习心向要能激发兴趣，联系前后所学内容，而且这种联系应该是有意义的。教学设计中要加强学生活动的体验感，这有两个作用：一是学生在深度体验中有利于过程与方法和情感心向的建立和保持；二是学生在这种深度体验中也有利于学习兴趣的保持。因此教师在教学设计中要设计活动，让学生多做实验，多真正参与问题解决，通过生活中的化学、化学实验、化学在生活中的应用来深度学习化学知识、化学情意价值和化学实验操作等[15]；教学设计中还要注重设计的整体性，整体思考化学某一类型教学内容与前后内容的联系是怎样的，如何建立和强化这种联系。例如调查中元素化合物的学习前后联系的学习心向问题就需要这样考虑并解决。

2.发挥化学教学情境的多种培养功能

化学教学情境存在于教学的各个环节中，其素材来源比较广泛，如化学史、生产生活、教材、实验等。引发学生良好学习心向的教学情境应具有引出教学内容、激发学习兴趣、引发认知冲突、促进知识的建构与迁移和积极的学科精神取向。而化学教学情境创设中存在缺乏学科问题、偏离核心知识、渲染化学负面影响、情境创设虎头蛇尾等问题[16]。教学情境往往能引出教学内容，但是教学情境设计不合理会影响学习内容的关联。统筹思考并实现情境的多种学习心向培养功能，是解决以上调查中遇到问题的重要抓手。教师需要了解创设不同素材的教学情境在学生知识学习、技能掌握、精神熏陶等方面的优势，从而更有效地建立和保持各种学习心向。例如化学实验情境更有利于学生技能掌握学习心向的建立，化学史情境更有利于学生创新能力和学科精神学习心向的建立等。学生积极学习心向的建立，依存于具体真实的教学情境，有效的教学情境有利于学生积极学习心向的建立，二者相辅相成，共同服务于有效教学。

3.发掘化学实验心向培养的独特功能

化学实验在化学教学中具有重要的作用：化学实验现象中丰富的颜色、状态、声音等变化引发学生多重感官刺激，有利于学生学习兴趣的激发；学生通过对实验现象的观察，进而提出问题，也是学生认知冲突的重要来源；化学实验，特别是学生动手操作实验，也是学生学习化学知识、技能和情感体验的重要载体。因此化学实验对于学习心向的建立和保持效果最明显：演示实验和视频实验丰富的实验现象对学生认识和深度理解化学知识具有重要作用，仿真实验对学生了解化学反应微观机理等方面具有独特作用，课外小实验有利于学生进一步热爱化学等。教师需要整体规划不同类型实验在教学中的作用，明确核心素养的培养需要用什么类型实验、怎么用，不能图省事，将学生实验变成教师实验、演示实验变成视频实验、视频实验变成图片“展示”实验。总之要体现化学实验教学的实效性，重视实验对教学的指导价值[17]，当然唯实验教学来激发学生学习心向也是不可取的。

4.发起基于理解的化学学习生成活动

化学教学中要把握好教学的设计与生成关系，在教学的生成中培养学生化学学习心向。在教学设计的基础上，培养学习心向，还要看教学设计“剧本”在课堂中的使用情况。教师需要通过教学语言的抑扬顿挫、教学幻灯片设计的美观大方、演示实验的熟练与现象明显培养学习心向；面对课堂教学中的学生反应，需要发挥教学机智，调节学生的学习心向，增进学生理解，使教学回归正常轨道或重构新的课堂教学。教学机智是指瞬间应对各种难以预料情景的一种教学智慧，它具有动态性、生成性和不可预测性的特点[18]。它给课堂教学带来令人耳目一新、振奋和具有丰富教育内涵的效果，能给学生留下深刻的印象。新情境、新问题的出现以及问题的初步解决，往往会引发一系列的思考和尝试、探究，成为一轮教学创新的开始，这些都有利于学习心向的激发和保持。例如实验失败了、实验出现差错、学生提出质疑和另类解释、学生对于教学想知道更多等。

化学教学的有效果、有效率，落脚点在学，学生学习心向培养是需要首要思考的问题，实际教学中学习心向的培养遇到的问题可能不尽相同，其培养需要课堂内外、师生之间、预设生成各个方面系统性统筹考虑，对症解决。