学习迁移与化学课堂教学的

学习迁移与化学课堂教学文：抚州职业技术学院李磊摘要：学习迁移是人类认知的普遍特征,凡有学习的地方就有迁移。学习迁移的发生受制于储多因素。在化学教学中运用迁移理论,以迁移规律指导化学课堂教学,是提高化学课堂教学效果的有效途径。学会学习是当今社会对人的基本要求。学习是一个连续的过程,新的学习总是建立在先前学习的基础之上,新问题的解决总是受到先前问题解决的影响,这是人类认知的普遍特征———迁移。凡有学习的地方就有迁移,迁移使学习者能适应新情境,解决新问题。学校不可能将所有知识技能都传授给学生,但必须使学生具备学习迁移的能力,学生才能灵活运用所学的知识和技能解决新问题,或在新情境中快速地进行学习。在化学教学中研究学习的迁移有助于深入了解人类学习的实质和规律,进一步完善学习理论,从而有计划、有意识地通过教学活动促进学生学习的积极迁移,消除或尽量避免消极的迁移,对帮助学生轻松愉快和高效率地学习化学是非常重要的。一、学习迁移研究的发展一般的说,学习的迁移是指已经获得的知识、动作技能、情感和态度等对新的学习的影响。但迁移不仅表现为先前的学习对后来学习的影响,而且表现为后继的学习对先前学习的影响。这种影响可以是积极的,也可以是消极的。所以有人认为迁移是“在一种情境中技能、知识和理解的获得或态度的形成对另一种情境中的技能、知识和理解的获得或态度的形成的影响”[1]。简言之,迁移就是“一种学习对于另一种学习的影响”[2]。此外,运用所学的知识技能去解决问题也是一种迁移。学习迁移分类的研究体系是比较成熟的。根据迁移的方向,可分为顺向迁移和逆向迁移。先前学习对后继学习的影响称为顺向迁移;后继学习对先前学习的影响称为逆向迁移;根据迁移的影响效果,可分为正迁移和负迁移。正迁移是一种学习对另一种学习所产生的积极影响,负迁移是一种学习对另一种学习所产生的消极影响;根据发生迁移的学习领域,可分为知识领域的迁移、运动技能的迁移和情感态度的迁移。根据迁移发生的水平,可分为侧向迁移和纵向迁移。前者指知识或技能在相同水平上的迁移,后者指低水平的技能向高水平技能的迁移;根据迁移的内容,还可分为知识的迁移和问题解决的迁移。随着迁移研究的深入,还会不断有新的迁移分类方法出现。对迁移的不同分类方法体现了人们对迁移有不同的理解深度和研究角度。明确迁移的分类方法,对我们的学习和化学教学有着积极的指导意义。二、影响迁移的主要因素迁移是学习过程中普遍存在的一种现象,可以说影响学习的所有因素都会直接或间接地对迁移产生影响,从而影响学习效果和综合能力的发展,必须引起我们的重视。个人因素就是学生本身的一些能影响迁移的特质或状态。学生的智力对迁移的质和量都有重要作用。研究表明,智力越高的学生,积极迁移越明显,智力较低的学生,迁移受到的阻碍越大。年龄不同的个体由于处于不同的思维发展阶段,学习过程中迁移产生的条件和机制有所不同。在学习中,认知结构一般是指个人在以前学习和感知客观世界的基础上形成的、由知识经验组成的心理结构。知识经验的准确性、知识经验间联系的丰富性和组织性等都影学生在学习新知识、解决新问题时提取已有知识经验的速度和准确性,从而影响迁移的发生。学生学习知识时的态度和心向影响他们把知识应用到社会工作和生活中的学习。如果学习知识时能认识到所学知识对以后生活和学习的重要意义并能联想到当前知识可能的应用情境,会有助于他们在以后的具体情境中运用已有知识来学习和解决问题。心理准备状态、学习定势,对学习具有定向的作用。定势既可以成为积极迁移的心理背景,又可以成为消极迁移的心理背景。客观因素对迁移也有很大的影响。优秀的学习材料的特性、教师的积极指导、学习情境的相似性以及良好的迁移媒体[3~4]等都有利于学生在学习新知识或解决新问题时的积极迁移。三、运用迁移规律,指导化学课堂教学化学教学过程是学生在教师组织和指导下,掌握化学知识、技能、方法,发展智力和培养情感、态度、价值观的过程。“智力的开发”,“创新精神和创新能力的培养”已成为今天课堂教学的重要任务。如果说“发展智力”和“培养创新精神和创新能力”是课堂教学的最重要的目标,那么,积极正确的应用学习迁移规律就是实现这个目标的最可靠、最有效的手段之一。因此,在化学课堂教学中运用学习迁移规律,建构学生良好的认知结构,培养学生学习迁移和运用化学知识的能力,是提高化学课堂教学效果的根本途径。1.重视概括学习,提高学生综合概括能力迁移理论告诉我们,两个学习活动之间存在共同的成分,这是产生迁移的必要条件,而实现迁移的关键则在于学习者能否概括出两种学习活动之间的共同原理。我们说,所有学习中的迁移都必须通过迁移这一思维过程才能实现,概括水平越高,迁移就越容易。化学基本概念、定律,化学基础理论、化工生产原理、实验技术原理等内容具有较高的概括水平,能反映事物的内在联系或本质,学生掌握了这些原理就可能依据它去理解新事物而实现积极有效的迁移。因此在化学教学中结合具体的教学内容有意识地引导学生着力从以下方面进行概括是非常重要的。(1)性质概括对物质的某些物理性质或化学性质进行归类概括。例如,在学习乙烯典型的化学性质(如加成、聚合等)的同时,引导学生概括出不饱和双键的通性,并迁移至其它烯烃的推断或解释有关的化学现象。(2)对“离散”的化学现象或化学量之间的内在联系按一定规则进行概括。例如;浓度计算常常涉及同一饱和溶液中溶质含量的各种相对表示,只要在理解的基础上概括出“同一溶液体系溶质的量恒定”这一关系,并迁移至各类浓度计算的转换情境中,即可有效地解决饱和溶液中溶质含量的计算问题。(3)原理概括根据化学学科的特征,从现象、事实和逻辑推理中概括出化学基本原理。例如:学习化学平衡时,通过分别讨论影响化学平衡的因素,引导学生概括出影响化学平衡的一般规律———勒沙特列原理。掌握了上述原理,即可以帮助学生回顾和解释已学的元素及其化合物中的某些知识,如合成氨条件的选择、SO2催化氧化反应条件的控制、CaCO3在CO2水溶液中的溶解与析出等,即构成所谓的“逆向迁移”;而且又有助于对后续课程如电离平衡、水解平衡的特征及影响因素的理解与学习,构成所谓的“顺向迁移”。(4)方法概括在化学教学中,除了充分利用学习者的已有认识结构、思维水平外,还应重视教学方法对学生概括能力的影响。要对宏观的或微观的化学方法在不同的场合下的适用性进行概括。如化学计算常涉及反应物和生成物之间的质量差、物质的量差、气体的体积差等,对这类计算,应通过许多典型例题的分析,引导学生总结出“差量”是解题的突破口,寻求未知量与已知差量之间的比例关系,即可形成简捷的解题思维路径。2.消除思维定势引起的负迁移我们知道,相似的知识有助于迁移。但实践也证实,当新知识与认知结构中原有的知识相似而不相同时,“先入为主”的原有知识常常干扰、抑制新知识的学习,因定势而出现负迁移,这与认知结构中原有的观念不稳定、不清楚有关。如果学生的认识结构中原有的观念越稳定、越清晰,产生的负迁移就越小。为了避免负迁移的产生,在化学教学中,应对可能发生的负迁移认识清楚,以利于正向迁移,提高学习效果。(1)记忆定势记忆定势的特征是印象重叠或混淆记忆,即认知结构中原有的旧知识严重干扰了相关的其它知识。例如,在熟悉原电池的工作原理之后学习电解池,两者的电极反应容易出现混淆。这时应该分析对比原电池与电解池电极反应的区别,多年的教学实践告诉我们,这一类的知识一般学生是经常混淆的。中学化学中的硝酸(HNO3)是在学习酸的通性之前学习的,学生已经准确的记住了它的名称,形成了记忆定势;然而按照教材中酸的命名的原则[5]应该叫做氮酸,但这是一般学生是不能理解和难以接受的。(2)理解定势理解定势是对某些概念、原理在内涵上理解的偏差或适用范围不清楚而产生的思维障碍。例如,化学教科书中认为既能与酸反应,又能与碱反应的物质都称为“两性物质”,而H2S有下列反应:H2S+H2SO4(浓硫酸)=SO2↑+S↓+2H2O(氧化还原反应)H2S+2NaOH=Na2S+2H2O(复分解反应)因此,学生也会得出H2S是两性物质的结论。甚至一些大学课本至今还认为Al(铝)既能与酸反应又能与碱反应而被称为“两性金属”[6][7][8]。可以看出,学生概括的大前提有明显的缺陷,因为判断两性物质涉及的反应仅局限于复分解反应,而H2S与浓H2SO4之间则是氧化还原反应;Al(铝)是比较活泼的金属元素,与酸、碱反应是比较剧烈的氧化还原反应,怎么能称为“两性金属”?(3)直觉定势直觉定势的产生与学生缺乏周密的思考和科学的判断有关,常在新的问题情境中凭借直觉或局部线索,匆忙草率地做出推论。例如,面对问题“pH=3的酸溶液稀释10倍后,溶液的pH值等于多少”时,不少学生会迅速给出pH=4的不完全正确的结论,忽视了弱酸这一可能的情形。(4)操作定势操作定势常常在化学实验中表现出来,由动作定向不当或夹带某些习惯引起。例如,倾倒液体时不顾标签的位置,天平称量时直接用手拿取砝码,试剂、pH试纸及滤纸浪费较大等。各种消极定势产生的共同之处在于学生对新旧学习材料异同点的认识不足,要克服由此带来的负迁移,应将新旧知识与技能的不同目的、要求、条件和练习的方式、方法等加以明确的辨别和对比,使学生对新旧知识和技能之间的联系与区别有清晰的认识与把握。3.加强变式训练,促进灵活迁移在化学学习过程中,知识与技能的迁移并不是简单地将已有的知识经验“位移”或机械的模仿,而是需要在面临新的问题情境时,能迅速找出新旧知识之间存在的共同要素,从而确定所需解决的新问题可归属于已有的何类知识的延伸或扩展。教学中要围绕若干重点、难点或疑点的教学内容从不同角度构造问题,通过多次演练促进学生全面和准确地理解问题的本质属性,在新的情境中提高变通能力,使学生能举一反三,触类旁通,以相对不变去应对万变,从根本上提高学生的综合能力。如讲乙醇的制法时,可引导学生展开讨论,已学过的知识中哪些反应能制得乙醇,通过归纳学生可以列举出卤乙烷水解法、乙烯水化法、乙酸催化加氢法、乙酸乙酯水解法、淀粉发酵法等多种制乙醇的方法。教师再引导学生分析原料来源的难易,成本的高低,实验室反应过程的控制(时间、安全等)等因素,对上述列举出的方法做出综合评价,以达到思维求异,解法求优的教学效果。4.促进知识与技能的协同迁移在化学学习过程中,知识和技能常常是交织在一起的。一个复杂的化学问题,通过概念辨析和条件分析,理顺了问题的来龙去脉,明确了解决问题的途径指向,并检索到有关的原理、公式和其它辅助的知识,至此知识的迁移已经发生,接下来就是如何快速而准确地求出问题的最终结果。这涉及到熟练运用某种操作规则或称“执行程序”,从而产生相应的操作序列,这就是智力和技能的协同迁移。要使知识与技能协同迁移,重要的是创设实验情境,要帮助学生分析实验情境中哪些是化学知识,哪些是智力技能,哪些是操作技能。例如,设计一套制取二氧化碳并验证其化学性质的装置图,可按如下步骤进行:(1)分析实验原理(化学知识迁移):CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑CO2+H2O=H2CO3CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O(2)设计实验思路(智力技能迁移):设想从左到右将装置分为Ⅰ(制气)、Ⅱ(洗气)、Ⅲ(性质实验)。Ⅰ中用稀盐酸和大理石反应实现制气,从“固+液→气”的方式联想到装置(锥形瓶+长颈漏斗);Ⅱ中洗液的确定要引导学生思考、分析,然后得出应装NaHCO3饱和溶液;Ⅲ中的性质实验根据实验反应原理帮助学生分析应确定为包括装有紫色石蕊试液的广口瓶、装有石灰水的广口瓶、装有高低两支蜡烛的烧杯等三部分装置组成。(3)进行实验操作(操作技能迁移):引导学生回忆制氢气的装置,再根据实验方案组合仪器,形成一个气体发生装置、洗气装置及性质验证装置,要求学生认真观察实验现象,做好实验记录。从上面的例子分析中不难得出这样的结论:化学知识与技能的迁移既是协同的又是融合的[9]。在创设实验情境中,有的知识得到了深化或扩展,有的知识成为实验设计的一种升华———智力技能的提高,有的知识转化为某种操作技能,而智力技能与基本操作技能的