有意义学习理论在高中化学教材教学中的渗透

有意义学习理论在高中化学教材教学中的渗透
孙明
【专题名称】中学化学教学
【专题号】G37
【复印期号】1998年06期
【原文出处】《化学教学》(沪)1998年07期第17～20页
【作者简介】孙明，上海市沪闵中学200231
一.化学教材提供了有意义材料
根据奥苏伯尔的有意义学习理论，有意义学习过程的实质就是符号所代表的新知识与学习者认知结构中已有的适当观念之间建立非人为的和实质性的联系。

有意义学习的条件之一是有意义材料，即学习材料必须具有逻辑意义。

化学知识同其它科学知识一样，是人类认识世界的概括，具有逻辑意义。

高中化学教材的编排更是注重了这种逻辑性。

高中化学教材共十四章（人教社），教材编排以理论知识为主线，这些理论知识包括：结构理论、热力学理论与动力学理论。

具体表述为原子结构、分子结构、晶体结构等物质结构，氧化－还原反应，化学反应速度和化学平衡，电解质溶液。

这些理论知识在高中教材中串成一条线，而不是集中为一个点，理论知识与元素化合物知识穿插进行，前者是一般原理，后者是具体知识。

前者是骨架，后者是血肉，只有一般与具体的关系具有逻辑性，相互溶合，骨架与血肉才能成为一体。

教材一开始就运用分类学习方法，在初中教材分散学习元素知识基础上，给出元素族：卤素，第三、第四章分别是氧族与碱金属，三章中呈现了大量的元素化合物知识，氯气及硫单质在反应中易得电子，能形成相应氢化物，这些元素的氧化物为酸性氧化物，对应水化物是酸；钠与钾元素原子在反应中易失去电子，其氧化物为碱性氧化物，对应水化物是碱。

为什么不同元素呈现不同性质，是因为其结构不同，即元素的性质由原子结构（核外电子排布）决定，得出此规律，是具体到一般的逻辑过程，接着教材编排了第五章物质结构、元素周期律，之后介绍了氮族元素、碳族元素及镁铝等，运用物质结构、元素周期律理论预测氮族、碳族元素的性质，氮等元素的性质反过来又印证了理论体系，这是一般到具体的逻辑关系。

在每一章节中的安排也体现了先由具体到一般，然后又有一般到具体的逻辑关系。

如：卤素一章先讨论氯元素，再得出卤族元素，硫硫酸一章由硫到氧族元素，碱金属一章由钠到碱金属，都符合具体到一般的逻辑关系，而后面先是给出氮族元素、碳族元素的概念，然后分别介绍具体元素的性质，即符合一般到具体的逻辑关系。

高中学习刚刚开始时，金属性与非金属性、物质结构决定其性质等概念或规则，对绝大多数同学来说，都是笼统与模糊的。

教材在第一章首先安排氯气一节，通过铜与氯气反应、氯气与氢气反应、氯气与磷反应等具体实验材料，给学生一定的感性认识或经验，氯元素的非金属性形成一定程度的认知结构。

第三章硫、硫酸中，又安排了硫与铜反应，硫粉与铁粉反应等有关实验材料，进一步丰富了学生经验，加强了学生认知结构的组织，再加上初中教材的氧元素，卤素中氟、溴等元素知识，为学生建立“非金属性”概念打下良好基础。

电解质溶液安排在下册第二章，在此内容之前，教材出现了H[，2]SO[，4]、HNO[，3]、HCl等强酸，NaOH、KOH等强碱，H[，2]S、HF、CH[，3]COOH弱酸，NH[，3]·H[，2]O
弱碱及大量盐的知识，为形成强电解质、弱电解质概念建立了基础，这是具体到一般的逻辑关系。

化学新教材（上教版）设置了化学知识的社会生活背景，因此编排体系上有些不同，但概念与规则的建立也遵循一定的逻辑关系。

缩短了化学概念、原理与社会生活之间的距离，缩短了学生认知结构与社会生活之间的距离，使化学学习变得生动、有趣。

二.化学学习是有意义学习
化学教材是有逻辑意义的材料，对于绝大多数学生来说具有心理学意义，至少是潜在意义。

这些材料的学习不断提供经验，不断重新组织学生的认知结构，化学概念、原理与学生认知结构中已有的适当概念建立起非人为的和实质性的联系；在校学习的学生大多数有学习的心向，这种心向是有目的、有意义的，因此，化学学习是有意义学习。

在没有接触化学学科之前，周围生活也提供了一些化学实例，如：各种金属、空气、氧气、水等化学物质，钢铁生锈、食物变质等化学变化，化学概念的形成有一定经验基础。

当接触到氧气与铁丝反应、氯气与金属反应、硫单质与金属反应的实验后，对非金属概念有一个初步体验，随着H[，2]O、HF、HCl、H[，2]S、NH[，3]等氢化物知识学习，HclO[，4]、H[，2]SO[，4]、HNO[，3]、H[，2]CO[，3]、H[，2]SiO[，3]等酸知识的介入，学生会产生不同程度的感悟，“非金属性”的含义包括：与金属、氢气反应（得电子），最高氧化物对应水化物是酸等几方面，也就是说“非金属性”的概念与学生认知结构已有的观念产生实质的、非人为的联系，元素化合物知识在学生心理中构成某种认知结构模式，新出现的“非金属性”概念与原有认知结构的概念能够发生同化作用，建立新的概念。

同样，根据已有经验可悟出“金属性”含义包括：与非金属、水、酸反应（失电子），最高氧化物对应水化物是碱，也就是说，为建立“非金属性金属性”概念，学生已具有符合心理学标准的有意义材料。

因此，学生的学习是有意义学习。

氧化-还原反应是一个重要的概念，所有化学反应都可以分为氧化-还原反应和非氧化-还原反应两大类。

“氧化-还原反应”概念的形成分为四步曲：得氧是氧，失氧是还原→化合价升高是氧化、化合价降低是还原→失电子（电子偏离）是氧化，得电子（电子偏向）是还原，最后落实到方程式的配平，表现出极强的逻辑性。

这个概念的形成过程既分散又连续，分散到不同章节中，降低了难度，给学生心理接受提供充分的时间，同时运用元素化合物知识将其连续起来，由氧气参加的反应到氯气参加的反应，既是非金属性质的延伸，也是金属性质的体现，这诸多反应中都体现了得电子、失电子的实质，氧化-还原反应概念的形成，在学生认知结构中是一个不断调整过程，也是一个完善过程，最终概念具有充分的逻辑意义，对于学生来说也有实际意义，因此，学生学习的过程是一个有意义学习过程。

三.使学生化学学习获得意义的一些策略
化学教材提供了有意义学习材料，化学教材的合理编排又逐渐在学生认知结构中形成适当的观念；学校教育是有计划性、有目的性的，所以绝大多数学生具有学习的心向。

潜在的有意义材料及有意义学习的心向是学生学习获得意义的必要条件，如何在实际教学中，使学生获得意义，是一个值得探讨的理论及实践问题。

1.教学中发现学习与接受学习有机结合
高中化学知识是以概念、命题的形式出现的，尤其是基本概念与基础理论更是如此。

基本概念与基础理论的掌握可以使学生对化学知识的理解达到综合贯通。

高中化学中的概念、命题与学生认知结构中已有观念的关系如同其它学科一样，分为三种：下位学习、上位学习、并列结合学习。

如：分散系概念，就是一上位概念，教材中安排在溶液、浊液之后，分散系是一种物质（几种物质）的微粒分散到另一种物质里形成的混合物。

这概念一出现就会与学生认知结构中原有的概念-溶液、浊液建立起实质性的、非人为的联
系，溶液就是溶质的微粒分散到溶剂中形成的混合物，浊液就是固体小颗粒（液体上液滴）分散到液体中形成的混合物。

新的概念“分散系”包括溶液、浊液，所以这个学习过程是一个上位学习过程，原有溶液、浊液概念是下位的，而后面的胶体概念学习又转化为下位学习了，因为胶体是分散系之一，这个新概念与原有溶液、浊液概念又是并列结构关系。

溶液、浊液、胶体都属于分散系，三者的属性相同又有不同内涵，三个下位概念的学习可以使“分散系”
概念得到扩展、精确和装饰。

怎样在学生头脑中建立起清晰的“分散系”与“胶体”概念，学习过程可以通过发现学习与接受学习不同方式进行。

如：教师提供三只装有适量蒸馏水的烧杯A、B、C，A中加入适量无水硫酸铜，B中加入适量泥土，C中加入少量食用油，搅拌后分别得到溶液、浊液，根据溶液颜色变化、小颗粒（液滴）分散及所得物质组成，让学生找到三种体系的共同点，也就可形成“分散系”观念，这是一个简单发现过程。

也可以采用接受学习方式，先给出“分散系”概念，即以定义方式直接向学习者揭示概念的关键特征，利用学生认知结构中原有的概念，通过同化，使学生获得新概念。

也许更好的方法是先通过发现学习初步获得概念，然后再进一步利用原有概念中具体关键特征理解新概念。

高中化学教学中大量材料是通过接受学习获得的，在接受学习过程中出现的问题需通过发现学习来解决，所以在教学过程中把两种学习方式有机结合起来，则会达到事半功倍的效果。

2.利用各种教学手段，调动学生学习积极性
外因是变化的条件，内因是变化的依据。

有意义学习理论强调有潜在意义的新观念必须在学习者的认知结构中找到适当的同化点，强调学习者的积极主动精神。

如何利用教材安排，在教学中调动起学生积极性是每一个有关教师需要考虑的另一重要问题。

在教学中充分发挥实验优势，利用演示实验、学生实验激发学生的学习兴趣。

如：钠、镁、铝金属性比较，设置钠块、镁粉与水反应实验，镁条、铝片与稀盐酸反应的实验，根据实验现象的剧烈程度不同，自然得到金属性强弱的结论。

有趣的实验现象、醒目的变化结果常常会把学生思维推向高潮。

在课堂教学中，创设适宜的教学情境，是调动学生学习积极性的又一手段。

如：化学平衡一节中压强对化学平衡的影响，可以取一事先吸入50毫升NO的注射器，再鼓入25毫升O[，2]，让学生思考体积有什么变化及变化原因，绝大多数同学联系到已有知识：2NO+O[，2]=2NO[，2]，认为反应后得50毫升红棕色NO[，2]气体，结果注射器实际所得体积比50毫升明显小，这是学生没有想到的，他们急于知道原因，思维活跃，处于一种渴望状态，在这种情况下，化学平衡2NO[，2]?N[，2]O[，4]的存在，该反应中体积变化以及压强对该平衡的影响迎刃而解。

在教学中这种例子很多，教师在教学中适当运用，创设适宜情境，是及时调整学生学习心理状态、发挥主观能动性的一个有利手段。

3.营造融洽课堂气氛，给予充分表达机会
有意义学习理论认为掌握意义的一个标准是学生能够清楚表达，事实也是如此。

在课堂教学中给学生更多的发言机会，使他们毫无顾忌地表述自己的看法，是获得概念及规则的一个有利途径。

怎样让学生没有顾忌，畅所欲言，特别在普通高中，有相对一部分同学因为学习成绩差而产生心理上的压力，这部分同学需要讲出自己对某一问题的想法而恰恰不敢讲出来，这时融洽的课堂气氛是一个良好条件。

教师平时要注意营造这种气氛，同学讲错不轻易否定，更不批评，根据发言，及时找到认知结构中症结所在，启发他（她）继续思考，或通过其他同学发言，调整、启发他（她）的思维状态直到成功。

对于每一个表述正确、精彩的同学，及时表扬，通过鼓励、肯定、赞赏等正面影响，形成一个学生踊跃发言，乐于思考的良性循环，这种教学气氛虽然不一定在一节课中立竿见影，但久而久之必会有功效。

4.利用知识网络化、归纳比较方法优化学生认知结构
有意义学习理论关于意义获得的另一观点就是认知内容的精确分化，要达到这种精确分析，就要不断把认知内容网络化，不断比较、归纳，使学生获得清晰的概念。

如教学中把溶液、浊液、胶体联结为一个分散系知识网，从分散质微粒、状态、大小、能否透过半透膜与滤纸、是否稳定、均一、是否具有丁达尔现象等性质上比较，归纳出各种分散系的本质区别，即分散系微粒大小不同，获得稳固的“分散系”概念，并能精确分化溶液、浊液、胶体几个下位概念，达到融会贯通。

再如：升华与分解两个概念建立，比较碘的升华实验与氯化铵分解实验，归纳得出两种过程的异同，找出两者的本质区别：升华过程无新物质生成，是物理变化，而氯化铵分解过程有新物质生成，是化学变化，这既巩固“升华”的概念，又精确理解物变与化变的区别。

通过知识网络化，会使学习者的认知结构不断得到优化、升华。

^NU1。