基于知识迁移的问题情境解决力提升策略

黎旭阳

摘 要：知识迁移是学生解决真实问题情境的必备能力，同时也是化学学习的重要方式之一。为适应化学学科的独特性，教师教学中应有意识的运用迁移规律和迁移策略进行教学，帮助学生建立生活知识和化学知识的双向迁移。本文以氯水性质教学片段为例，介绍在真实问题情境中引导学生实施新知识与原有知识双向迁移，最终达成知识建构的过程。

关键词：知识迁移;特征点;问题情境

社会经济、科技迅猛发展，对学生终身发展提出了要求。普通高中课程方案（2017年版）明确指出，普通高中课程是着力发展学生核心素养，以培养学生具有理想信念和社会责任感、具有科学文化素养和终生学习能力、具有自主发展能力和沟通合作能力为目标。“高中化学学科核心素养是高中学生发展核心素养的重要组成部分，是学生综合素养的具体体现”[1]。在教学实践中发现，知识迁移在学生化学学科核心素养形成上能够起到促进作用。

一、化学学科核心素养中蕴含着知识迁移能力要求

高中化学课程标准为教师教学和学生的学习提供了明确的指引，课程标准中的课程目标从素养的五个维度提出了具体的要求。在课程目标的描述中包含了大量的可以观察和测量的行为动词（见表1），这些行为动词将学科核心素养可视化，为教师评价课堂教学质量、学生自我评价提供了的依据。

经过整理发现，记住、说出、背诵、默写等以回忆和复述为特征的行为已经不再作为达成课程学习目标的评价依据，这一类目标属于较低层次的认知学习目标水平。因此，为了能够有效的评价学生经过学习后所形成的关键能力，观察、发现、预测等较高层次的认知性学习、技能性学习、体验性学习目标水平成为了评价学生是否具有学科素养的标准。“学习迁移是检验原先的学习或教学质量的最可靠指标。”[2]老师们经常要求学生们做到“触类旁通”、“举一反三”、“闻一知十”等，从目标与内涵上看，就是要求学生能够在真实情境中运用原有知识发现问题和解决问题。学生要达成这些目标，就需要具备知识迁移的基础，掌握知识迁移的技巧，形成自主进行知识迁移习惯。。

二、知识迁移是关键能力之一

大多数老师都有共识，经过有目的反复训练，学生不同知识维度的知识认知程度都能够有所提升。事实性知识维度，能加深事实性知识的记忆和理解，令事实性知识重现更加准确。概念性知识维度，能够从个案中提炼出共有成分，能够选择并使用概念分析案例。程序性知识维度，能够提高程序性知识的使用技能。

在实际教学中，教师们也开始关注以下情况，部分已经具备了事实性知识、概念性知识和程序性知识的学生，在真实情境中却无法发现情境中隐藏的问题，或者是面对已经出现的真实问题无法进行有效分析和提出解决方案。经调查发现，真实问题情境的包含的事实性知识不在学生所储备的知识中，学生无法从储备知识中直接获取相关的支撑。在解决这些陌生问题的过程之前，学生需要将真实情境材料信息的特征点与储备知识的特征点进行比对，通过比对之后从储备知识中筛选出类似的事实性知识，然后选择适用的概念性知识进行归类分析或合适的程序性知识尝试问题解决。所以，日常教学中仅关注学生事实性知识的储备量、概念性知识的使用策略、程序性知识的熟练程度并不能帮助学生提高应对真实问题情境的能力，过度的强化这些方面还有可能制约学生思维的发展，产生不良影响。真实问题情境解决是基于原有知识水平的知识迁移和学习，是学科关键能力的体现。要培养和形成学科的关键能力，还需要在日常学习中培养学生知识迁移的能力。

三、元素及其化合物模块知识迁移教学策略。

奥苏伯尔认为，知识迁移可以通过控制三个认知结构变量来实现，即原有知识的可利用性、原有知識的巩固性、新旧知识的可辨别性。

中学化学科知识繁多，它们分布到了化学学习的各个阶段。基于分类观的教学策略指引下，可以大致归类成元素及其化合物、化学反应原理、有机化学等。不同的知识模块有着不同的教学策略，但是知识迁移能力在任意一个模块的学习中都是必须的。

元素化合物知识是学生认知化学世界的基础知识，解决真实情境中的问题和建构化学观念的必备知识。元素及其化合物知识有分布面广、系统性不明显特点，因此，大部分教师采用学习任务单、导学案、合作学习等为载体将零散的知识梳理归纳。学生在学习经典案例，完成相关巩固提升训练中识记知识。但是，在这种教学模式下，学生获得的元素及其化合物知识是一个独立的模块，若干个模块之间相互独立没有建立联系。笔者认为，学生不仅要以识记元素及其化合物性质为目标，更应掌握探索陌生元素及其化合物性质的策略和方法。为适应学生终生学习的需求，教师应在教学中搭建平台，让学生了解和掌握探索新知识的策略。

新制氯水性质教学片段：

师（演示实验）：请同学们回忆九年级化学课程中的一个实验，除去氧化膜的金属镁条投入稀盐酸中的现象。

生（观察和回忆）：镁条表面有气泡生成，一段时间后镁条溶解。经实验证明气体是氢气，所以镁与酸反应生成氢气和氯化镁。

师：向置于点滴板凹槽中的一小段除去氧化膜的镁条滴入几滴新制氯水，各位同学观察现象。

生（观察）：镁条表面有气泡。

师：对比两个实验，它们有共同的特征点吗？基于这些共同特征点，你预测新制氯水可能具有的性质？

生（讨论）：共同点是镁条在两种溶液中都有气泡生成。初中学习后知道活泼金属与酸发生置换反应生成氢气，现在观察到镁条遇到新制氯水也有气体，因此，依据金属活动性顺序和置换反应，预测新制氯水具有酸的性质。

师（评价）：同学们观察很仔细，也做出预测，接下来能否设计实验证明你预测，新制氯水具有酸性？

生（不假思索）：使用紫色石蕊试纸。在紫色石蕊试纸上滴几滴新制氯水，如果变成红色，就能够说明新制氯水有酸性。

生（实验）：向置于点滴板凹槽中的紫色石蕊试纸滴入一滴新制氯水。

生（观察）：紫色石蕊试纸变红，然后红色很快褪色。试纸变红说明新制氯水有酸性，证明预测成立。但是变红的石蕊试纸迅速褪色，说明新制氯水不仅有酸性，还有其他性质。

师（评价）：我们通过紫色石蕊试纸的变色情况证实了我们的预测。但是同时又给我们带出新问题。新制氯水中不仅有酸，还有其他物质，这个或这些物质是什么？不如我们仔细对比试剂瓶中的盐酸溶液和新制氯水。

生（观察）：盐酸溶液是无色透明，新制氯水是黄绿色。黄绿色是氯气的颜色，所以新制氯水中有氯气，刚才起漂白作用的可能是新制氯水中的氯气造成的。

师（演示实验）：置于干燥的氯气中干燥的紫色石蕊试纸

生（观察，讨论）：紫色石蕊试纸既不变红也不褪色，说明起漂白作用的不是氯气，另一个方面又证明了新制氯水中有一种新的物质。

师（评价）：经过预测与实验证实，现在关于新制氯水能够达成以下共识：有酸性，有漂白性，起漂白作用的物质不是氯气。

师：由于实验条件有限，没法用实验来找出未知物质的时候，我们可以依据化学反应发生的原理尝试通过书写方程式来预测生成的物质。

师：现在我们梳理一下已经确认的信息，新制氯水是氯气通入水中获得、溶液中有氯气、氯气不具有漂白性、新制氯水有酸性和漂白性。根据这些已有信息，能做出怎样的预测？

生（讨论）：依据元素守恒，所以只含有氯元素、氢元素和氧元素。预测新制氯水中含有盐酸。

师（评价）：非常好，依据预测得到的盐酸，请各位判断反应这个反应的类型，并尝试推测并写出反应方程式？

生（讨论）：两个物质分别是非金属和水，与置换反应和复分解反应特征不符合，所以尝试从氧化还原反应角度考虑。氯气中氯为0价，盐酸中氯为-1价，化合价降低，所以这个反应是氧化还原反应。依据氧化还原反应原理，氯的化合价降低，所以必定有一种元素的化合价升高。水中氢元素已经是最高价态，氧元素是-2价可升至0价，得到反应方程式为，Cl2+H2O=HCl+O2。

师（评价）：同学们在分析的过程中使用了“元素守恒”、“氧化还原”两个工具进行分析，得出结论。但是结论中的物质中，哪一个物质能够起漂白作用？

生：……

上述教学片段中，教师没有采用先直接告知新制氯水成分，后使用实验证明的教学策略，而是基于学生原有知识，关联新旧知识可辨特征点，搭建知识迁移通道（见表2）。学生利用老师搭建的知识迁移通道进行双向迁移完成新知识的建构，而且还学习了探究新物质的过程和方法，为后续学习奠定基础。

（二）化合价升降 氢气和氧化铜—氧化还原→氯气和水

结语

运用所学知识解决真实情境中的问题是学生终生发展的关键能力，解决真实情境中的问题不仅要有丰富的学科知识，更加需要掌握有效的解决问题的方式方法。甄别真实问题情境信息，选择原有知识进行迁移预测，运用合适的方法进行研判，这是学生需要掌握的解决问题的技能。日常教学活动涉及的知识内容类型有所不同，则更加需要强化学生自主进行知识迁移的意识，让学生养成依据信息特征点调用原有知识解决新問题的习惯。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020：3.

[2]皮连生.教育心理学（第四版）[M]，上海：上海教育出版社，2011.4（2017.12重印），227.

[3]刘甜甜.中学化学教学中知识迁移策略的研究[D].安徽师范大学，2014.

[4]肖波.提高高中学生化学知识迁移能力的教学策略的探究[D].南京师范大学，2014.

[5]许文丹.迁移理论指导下的化学教学设计与实践研究[D].广西师范大学，2016.