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在化学教学中如何提高学生的知识迁移能力

 GXF360 2017-11-24

在化学教学中如何提高学生的知识迁移能力

甘典华

广西南宁市第二中学(530028)

[摘 要]教育的目的不仅要使学生获得知识和技能,更重要的还在于使学生能够将自己的知识和技能应用到新的问题情境中去,这就是知识的迁移。因此,如何提高学生的知识迁移能力在教学过程中尤为重要。对影响学生知识迁移能力的几种主要因素进行分析,结合迁移理论和化学学科特点,归结出提高学生知识迁移能力的方法,以求能更好地提高学生的知识运用能力。

[关键词]知识迁移能力;提高;化学教学

教育的目的不仅要使学生获得知识和技能,更重要的还在于使学生能够将自己的知识和技能应用到新的问题情境中去,这就是知识的迁移,即我们日常所说的“举一反三”“触类旁通”。学习的关键在于让学生将掌握的知识转化为能力,而这需要通过学习迁移才能实现。使学生通过学习获得最大的迁移,形成学习能力,这是教学的根本目的,也是当前高考对学生的要求。因此,在化学教学中研究如何提高学生的知识迁移能力就显得尤为重要。

影响学生知识迁移能力的主要因素

1.学生的认知结构和知识结构

奥苏伯尔认为,为迁移而教,实际上是塑造良好的认知结构问题。[1]教学能否产生迁移,依赖于学生最终能否形成良好的认知结构与科学的知识结构。知识的掌握过程实质上是学生认知结构的建构过程。学生的认知结构建构得越好,则学习迁移量越大,适应新的学习情境、解决问题的能力就越强。所谓认知结构,就是学生头脑里的知识结构。广义上,它是某一学域内的观念的内容和组织。学生头脑中的观念在同化新知识、新观念的可利用程度、可辨别程度、稳定程度与清晰程度是衡量良好认知结构的重要变量。知识结构是指知识的要素之间以一定的联系构成的知识体系,由于联系的方式与程度的差异,构成了不同的知识结构。当新知识与原有的知识结构进行对比时,若相同就会被纳入原来的结构,若不同则会产生疑问。学生一旦形成了知识的总体结构,就会极大地增加知识的条理性与系统性,利于知识在头脑中的储存与迅速提取,并能缩小高级知识与基础知识之间的距离,更主要的是便于迅速地解决新问题,最终促成学习的迁移。

2.学生的学习方法和习惯

许多研究和实际教学都证明,学生的迁移能力在很大程度上与学生所掌握的学习方法有关。学生虽然拥有解决问题所需的知识,但由于缺乏必要的学习方法,致使迁移受阻,表现在不能有效地利用所学的知识去解决问题。

学生的迁移能力还与学生的学习思维习惯有关。一个具有良好的归纳、总结习惯和善于比较、质疑的学生比一个总是被动接受知识的学生的知识迁移能力显然要强得多。

3.教师的教学习惯和指导方法

教师在教学过程中,有意识地引导学生发现不同的知识之间或情境之间的共同点,启发学生去概括总结,指导学生运用已学到的原理知识去解决具体问题,要求学生将所学的知识进行举一反三,指导或教会学生如何学习,都将有利于促进积极迁移的产生。一般情况下,教师给学生提供的指导越多,迁移效果越好。但是,指导不能直接给出正确答案,以免影响学生主动性发挥。如能营造这样一种氛围,在教学过程中选取那些与原理原则具体运用情境类似的学习内容让学生学习,让他们在学习过程中发现矛盾,经受挫折,使其脱离学习原理和原则的旧情境去把握实质,并能对新情境进行正确分析,即顿悟情境关系,则能把握迁移多方向的评价。

提高学生知识迁移能力的具体措施

1.加强基本概念基本原理基本理论的教学帮助学生建立良好的认知结构

美国著名的心理学家布鲁纳曾说,掌握一般概念和原则是通向普遍迁移的大道。因为基本概念、基本原理、基本理论不仅是构成认知结构的重要框架,而且清晰、稳定、有条理的概念和原理提供了对新的学习起固定作用的观念。

加强和巩固基本概念、基本原理,首先应重视对化学知识、原理的理解,不能囫囵吞枣,应当引导学生弄清楚化学原理的本质、来龙去脉、前因后果,只有在深入理解化学基本知识和原理的基础上,学生才能具有运用知识和解决问题的基础。

同时还应重视引导学生建构知识网络,使所学知识条理化、系统化。如刚学完有机内容,很多学生会觉得头脑混乱,对各种有机物的性质模糊不清,容易混淆。如果能引导学生把所学知识按照官能团整理成有机知识网络,这样烃和烃的衍生物的主线就会非常清晰(如下图所示)。

通过这类模式的建构,学生会发现,之前认为非常混乱的知识原来是这样的具有条理性和规律性。在知识网络建构的过程中,学生的知识层次得到了升华,学习积极性也得到了提高。

2.通过类比激活学生原有的知识认知结构

迁移理论认为新知识要获得意义,学生认知结构中不仅应具备相应的原有知识,而且原有知识必须处于“激活状态”。在很多情况下,学生能自己激活认知结构中与新学习直接相关的知识,但仍有许多有关知识不能自动激活,也就是说,学生尚不能独立地发现它们与新知识间的联系,这就需要得到教师的帮助。常用的激活方法就是通过类比,创设与新知识有关的知识问题情境,为知识的迁移做好充分准备。

如,在学习氯气与金属反应的性质时,我们已经知道铁在氯气中燃烧生成三氯化铁,这是由于氯气的强氧化性使变价金属铁在生成物中被氧化成高价态。这时可以趁热打铁,继续提问:“那么金属铜在氯气中燃烧的产物是什么?”学生自然就联系到铜也是变价金属,同样应被氧化成高价态的氯化铜。

又如,在学完碱金属元素后,我们可以设计这样的习题:

1】 第119号未知元素,有人称“类钫”。根据周期表结构及元素性质变化趋势,下列有关“类钫”的预测说法中错误的是( )。

A.单质有较高的熔点

B.“类钫”在化合物中呈+1价

C.“类钫”具有放射性

D.“类钫”单质密度大于1g/cm3

经常性的类比提问能够让学生形成良好的思维习惯,能使学生在接受新知识的同时习惯性地搜索与之类似的相关知识,形成自然而然的知识迁移,从而避免机械式记忆,学会根据已有知识进行分析类比、拓展和延伸。

3.加强对易混淆知识进行比较的力度提高知识辨识度

教师在教学过程中,要充分利用学生原有的认知结构与新学知识的相似处进行教学,对容易混淆的知识进行分析、对比,从而提高其辨识度,促进知识的学习和保持。

例如,在学习SO2的性质时,应利用SO2与CO2同属酸性氧化物,具有相似性进行类比教学,同时也应利用两种物质的不同之处进行比较教学,使学生在学习过程中对物质性质的学习和理解得到升华。

2】 下列离子或分子在溶液中能大量共存,通入CO2后仍能大量共存的一组是( )。

根据弱酸不能制强酸的规则可知A正确。这时,我们可以将题目中“通入CO2”改成“通入SO2”,让学生进一步深入思考。教师可以引导学生从CO2、SO2性质上的差别进行分析比较,提醒学生注意思考、分析对两者的影响有何不同。通过此类变式训练,能使学生较快地厘清SO2与CO2性质上的异同,并且能够辨析在其他离子存在的复杂条件下,两者所发生的不同反应,从而提高了知识的辨识度,使学生对知识的理解和掌握更加深刻,学习能力大大提高。

对于一些易混淆、易记错的知识点,我们还可以通过列表进行比较。如很多学生常常弄混单质溴和碘分别在四氯化碳和水中的颜色,我们可以列如下表格进行比较:

通过表格对比,学生能很直观地观察、比较溴和碘在非极性溶剂和极性溶剂水中的颜色规律。教师再在此基础上分析溴、碘在非极性溶剂和极性溶剂中颜色不同的本质原因,学生就能够理解透彻、记忆深刻。这样,原本容易混淆的知识经过比较后,学生就很容易理解,并且记忆深刻。

因此,在教学中可通过比较,让学生在学习新知识的同时,比较新旧知识的联系和区别,为产生正确的知识迁移奠定基础,同时建立良好的思维习惯和清晰的知识脉络。

4.培养学生的演绎能力加强新旧知识联系

“演绎”是指根据已有的知识规律、理论,将有共同要素的新旧知识进行类比,运用已有的规律、理论来指导新的学习与解答新的问题。培养学生的演绎能力,关键要抓好类比联想,即对那些有联系又有区别的基本概念、基本理论、物质性质,异中求同,同中求异,以期获得牢固而又系统的知识。“演绎”具体可分为系统类比、正反类比以及新旧类比。

(1)系统类比

基本概念和基础理论是化学学习中重要和有指导性的内容,因此常常需要系统对比,以便从“质”上弄清,使所学内容得到深化和升华。例如,通过对学过的溶解平衡、化学平衡、电离平衡等平衡状态的分析比较,可得出平衡的一般原理是在一体系中,当两种相对立的变化在同时以相同的速率进行时,此体系就达到了平衡状态。这就是所谓的“异中求同”。同时,通过对比,又知道不同的平衡状态是有区别的,这叫“同中求异”。这样反复对比,可使学生把知识学活并系统化。

(2)正反类比

在化学领域里,需要正反类比的例子比比皆是。有不少概念,只要记住一方,另一方也就掌握了。例如,物质失去电子的变化叫氧化,反之,物质得到电子的变化叫还原。其他如氧化剂与还原剂、氧化性与还原性、结晶与溶解、化合与分解、中和与水解、原电池与电解池等,通过正反类比,就能“成双成对”地掌握知识,达到一箭双雕的效果。

(3)新旧类比

在学习新内容时,不妨联系学过的旧知识去进行“新旧对比”。例如,在学习氨气的实验室制法时,可以联系初中学过的氧气的实验室制法进行纵向比较,又可与制气体的另外两大类型装置进行横向比较。这样,当学生把反应原理掌握后,中学阶段所有制取气体的实验也就能全部掌握了。

演绎推理能力的训练主要是通过练习进行的,这些训练一方面表现为对知识更深层次的理解和系统地掌握,另一方面是知识在实际问题中的应用,同时包含着对演绎推理的表达形式规范化的训练。[2]

5.注意归纳演绎技能的融合

“归纳”与“演绎”是一切科学研究常用的两种思维方法。“归纳”与“演绎”是相关联的,归纳推理得出的概念、理论和规律是为了进一步演绎推理。由归纳推理到演绎推理是思维的飞跃。演绎是在归纳的基础上进行的,是所归纳的概念、理论和规律的巩固、延伸、拓宽与深化。在实际教学中,对知识的发生采用归纳法,而论证则采用演绎法,但在这两种对立之中存在着同一性。两者互相渗透,相辅相成。没有归纳,演绎就缺乏基础,相反,没有演绎,归纳也会失去意义。

在归纳与演绎的过程中必须运用分析与综合、抽象与概括、类比与推理、变通与转换、移植与拓展、假设与验证等基本的思维方法。因此,在教学中若能认真培养学生的“归纳”与“演绎”能力,交叉训练这两种能力,则能顺利地培养学生对新知识的迁移能力。

综上所述,促使学生有效迁移的最终根本目的是为了教会学生学习的方法和发展学生的智力和能力。迁移能力的培养首先要建立在学生主动学习的基础之上,要努力为学生的学习创造一种愉悦的、民主的学习环境,让学生大胆地与同学、老师相互交流。学生迁移能力的形成,需要系统化地贯穿整个高中的教学过程中,并且教师要在每一个教学阶段根据具体的知识特点制订针对性的教学计划,保证迁移能力形成的连续性与系统性。同时,在明确而科学的迁移观指导下,教师要注重完善和发展学生的认知结构、心理结构和各种思维能力,在备课中系统掌握所要教授的每一知识,熟练把握新旧知识之间的内在联系,在课前准确了解学生的学习准备状态,在教学的各个环节及时掌握学生认知结构的变化。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 代金良,邵学文.学习的认知迁移与化学教学[J].中学化学教学参考,2001(4).

[2] 曹洪昌,范杰.化学教学艺术与研究[M].济南:山东教育出版社,2000.

(责任编辑 罗 艳)

[中图分类号] G633.8

[文献标识码] A

[文章编号] 1674-6058(2017)29-0068-03

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