試論知識結(jié)構(gòu)在化學(xué)教學(xué)中的作用
試論知識結(jié)構(gòu)在化學(xué)教學(xué)中的作用
稀奇古怪的化學(xué)世界，千姿百態(tài)的化學(xué)物質(zhì)，千變?nèi)f化的化學(xué)反應(yīng)，其實都有其內(nèi)在的規(guī)律性。中學(xué)化學(xué)教與學(xué)，就應(yīng)遵循這些規(guī)律，本文只探討學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的建構(gòu)問題。一、 問題的提出21世紀(jì)已經(jīng)到來，全國212953名（97年統(tǒng)計數(shù)字）化學(xué)教師都在思考如何進(jìn)行21世紀(jì)的化學(xué)教育。核心問題在于如何通過化學(xué)教學(xué)，提高全體學(xué)生的素質(zhì)。事實上，化學(xué)是一門能滿足社會需要的中心學(xué)科，就人類生活生產(chǎn)而言，吃、穿、住、用、農(nóng)、工各部門或行業(yè)，均離不開化學(xué)。化學(xué)的實用性、經(jīng)濟(jì)性和實驗性應(yīng)能引起人們的重視，特別應(yīng)引起學(xué)生的喜愛。但據(jù)揚(yáng)州大學(xué)理學(xué)院于2000年3月通過問卷的形式對江蘇省部分中學(xué)的401名初三到高三年級中學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣的調(diào)查，得到了如下的興趣水平分布圖—1：在對我們自己學(xué)生的調(diào)查過程中亦發(fā)現(xiàn)，既使選擇興趣小組，選化學(xué)的學(xué)生也相對較少，究其原因主要有4個方面：1） 毒：認(rèn)為化學(xué)藥品有毒，會影響健康或致癌；2） 污：認(rèn)為化學(xué)會造成污染，影響生態(tài)環(huán)境；3） 險：認(rèn)為化學(xué)實驗有危險，會發(fā)生爆炸；4） 繁、亂、難：認(rèn)為化學(xué)知識雜亂無章，難學(xué)難記。造成這種現(xiàn)象的發(fā)生，可以歸結(jié)為世界上的多次由于化學(xué)污染引起的“公害”事件，家庭中部分家長的片面介紹。而在學(xué)校里，教師的教學(xué)方法則是造成學(xué)生不愛學(xué)化學(xué)的主要原因，這真有點令人啼笑皆非。二、 長期記憶扭曲的啟發(fā)三十多年前，心理學(xué)家們開始研究長期記憶扭曲的問題。該實驗是采用接力轉(zhuǎn)述故事的方式進(jìn)行，先讓第一個受試者詳細(xì)看過片上的情景：該情境是在地下火車的車廂中，車廂內(nèi)的人物各異，而其主題是對面而立的兩人，其中黑人衣履整齊，而白人手中握一把刀子。第一人看完圖后，要他憑自己記憶，將所見之一切，以口頭轉(zhuǎn)述給第二人；第二人聽完后，再將其所聽到的一切，以口頭轉(zhuǎn)述給第三人；如此輾轉(zhuǎn)進(jìn)行的結(jié)果，研究者發(fā)現(xiàn)，不出幾次轉(zhuǎn)述，圖畫中的主題即被扭曲：原來在白人手中的刀子，居然被后來傳話者說成是在黑人手里。這一現(xiàn)象就叫長期記憶扭曲。長期記憶的扭曲是常見的現(xiàn)象。記憶扭曲的方式不外乎兩種情況：一為量變，或?qū)⑹聦嵑喕�，或�(qū)⑶楣?jié)減少；一為質(zhì)變，添油加醋，甚至無中生有。現(xiàn)在我們進(jìn)行這樣的假設(shè)，上述故事中的主題是教材如把第一人當(dāng)成教師，那么第二人就應(yīng)該是學(xué)生了。從上述故事可以看出通過一次轉(zhuǎn)述后，主題就將發(fā)生部分的扭曲；而扭曲的幅度將受到主題的意義、教師的水平及學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)的影響。今天我們將主要討論學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)因素。三、 知識結(jié)構(gòu)1、定義：知識結(jié)構(gòu)是各種知識在人類大腦中的組織形式，它包括各種學(xué)科知識的配置比例，相關(guān)程度和協(xié)同關(guān)系。知識結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵是結(jié)構(gòu)，而知識本身僅僅是組成這種結(jié)構(gòu)形式的材料。正如希臘哲學(xué)家亞里土多德的質(zhì)料形式說，認(rèn)為事物的本質(zhì)和靈魂不在事物的質(zhì)料，而在事物的形式。這就容易理解現(xiàn)實生活中為什么會出現(xiàn)知識和能力之間的倒錯現(xiàn)象：知識比較淵博的人一事無成，而知識比較單薄的人卻能脫穎而出。在正常情況下，人的能力和智力的提高，總是隨著知識的不斷積累而同步發(fā)展，它們之間是協(xié)同關(guān)系�？墒窃谏鐣写嬖谥R比較少的人反而會比知識較多的人更有能力，這往往是由知識的組合方式不同所致，也就是知識結(jié)構(gòu)方面的原因。正像一個資源豐富，由于沒有組織成合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，資源就不能變成財富，往往會出現(xiàn)捧著金碗去要飯的現(xiàn)象。而一個資源貧乏的國家，卻可以充分利用進(jìn)口的原料進(jìn)行多次加工，造成高增值的精細(xì)產(chǎn)品，不但國內(nèi)人民可以過著富裕的生活，而且還能去占領(lǐng)國際市場。這樣的國家往往是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比較合理，比如，非洲一些國家和日本就分別屬于這兩種極端的情況。2、形成與作用：知識在人類頭腦中的積累過程是一種建構(gòu)過程，實踐中產(chǎn)生的每一認(rèn)識結(jié)果，作為一種知識都要納入到原有知識群的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，安插到一定的位置。如果是關(guān)于熟悉的認(rèn)識對象的知識，那么，就會使原有的知識系列向縱深發(fā)展，豐富了系列知識。如果是陌生的認(rèn)識對象的知識，但同時能提供較多的聯(lián)系，給它以較多的刺激、強(qiáng)化，那么就能同化新知識，建立起新的知識系列，往橫廣方向擴(kuò)展，從而建立起高效合理的知識結(jié)構(gòu)。根據(jù)心理學(xué)知識及長期的實踐可知，結(jié)構(gòu)化了的知識最容易被人們所接受，同時也能被長期記憶而不至于發(fā)生扭曲現(xiàn)象。四、 知識結(jié)構(gòu)的構(gòu)建既然知識結(jié)構(gòu)在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中如此重要，對發(fā)展學(xué)生的能力更是必不可 少，那么我們該如何幫助學(xué)生建立起一個高效、合理、有序的知識結(jié)構(gòu)呢？1、 所教內(nèi)容結(jié)構(gòu)化：在整個中學(xué)范圍內(nèi)，元素化合物知識、有機(jī)化學(xué)甚至部分化學(xué)理論方面的知識，它們本身具有結(jié)構(gòu)性。如教元素化合物知識，把每一章的主要內(nèi)容先串成線，然后再由線織成網(wǎng)，并且告訴學(xué)生探究事物因果關(guān)系的思維模式：再告訴學(xué)生，在學(xué)習(xí)元素化合物知識時，要知道結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，牢牢抓住典型代表物的.相關(guān)知識，然后舉一反三，使之融會貫通。圖2鹵素的知識結(jié)構(gòu)是元素化合物知識結(jié)構(gòu)化的典型實例。其它元素可按以下二條途徑建成線，再根據(jù)相關(guān)內(nèi)容織成網(wǎng)非金屬知識主線：所態(tài)氫化物單質(zhì)——氧化物——氧化物對應(yīng)水化物——相應(yīng)含氧酸鹽金屬主線：單質(zhì)——氧化物——氧化物對應(yīng)水化物——相應(yīng)鹽.2、 結(jié)構(gòu)內(nèi)容豐富化：知識順序的最優(yōu)呈現(xiàn)是教師追求的目標(biāo)之一，根本的目的在于使結(jié)構(gòu)化了的知識能夠與學(xué)生內(nèi)在的知識結(jié)構(gòu)碰撞，并能及時地同化在學(xué)生的新的知識結(jié)構(gòu)中，同時也容易形成長期記憶。這種展示模式的特點：（1）表達(dá)十分簡練，而中學(xué)所需掌握的重要無機(jī)物，幾乎盡收其中，（2）揭示了這些元素的主線具有相似性，因而具有極強(qiáng)的生命力，有利于學(xué)生發(fā)揮遷移力，預(yù)測未知元素及相應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)及用途等。（3）給出了研究或?qū)W習(xí)知識的系統(tǒng)，有利于學(xué)生的自學(xué)；若教師在這一展示模式的基礎(chǔ)上再加以深化，這樣不但能使所呈現(xiàn)的知識結(jié)構(gòu)發(fā)揮作用，更能使已經(jīng)形成的知識結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)大的生命力，使得知識結(jié)構(gòu)既有骨架、又有豐富的血和肉。下面以學(xué)習(xí)鹵素這一章為例，配以相關(guān)的思考題，用于讓學(xué)生把學(xué)的知識活起來。鹵素思考題（一）1、這一族元素在周期表中的位置如何？2、鹵素包括：3、鹵素的性質(zhì)相似的根本原因是什么？4、鹵素的性質(zhì)差異的根本原因又是什么？5、Cl2、Br2的制法各有何特點，試從反應(yīng)物、儀器、條件、收集等進(jìn)行比較。6、試比較Cl2、HCl制法的異同點，并說明理由。7、氯水的成分：（1）分子：（2 ）離子：8、新制氯水與久置氯水的顏色、成分及性質(zhì)有何不同，列表比較。（二）1、氯氣的化學(xué)性質(zhì)2、氯氣的用途主要是指：3、氟氣、氟化氫、碘各有何特性，舉例說明。4、氯離子、溴離子、碘離子的檢驗有何共同點，寫出離子方程式。5、什么是萃取？作為萃取劑應(yīng)有何條件？舉例說明。6、氯氣、過氧化鈉、高錳酸鉀等均可作為漂白劑，它們的作用過程與炭的作用過程有何不同？7、碘化銀為什么可以作為人工降雨劑？8、鹵素互化物、擬鹵素是怎么一回事，試舉例說明。9、HCl、HBr、HI三種氣體的制備有何異同，試舉例說明。10、 造成噴泉的原因是什么？有哪些氣體也能發(fā)生這一現(xiàn)象？你能否讓二氧化碳?xì)怏w也發(fā)生噴泉，說明理由并歸納之。（三）1、把一根燃著的木條插入氯氣中，熄滅，從中可得出哪些結(jié)論（至少二個）？2、若要使碘水褪色，可采用哪些方法（至少6種）？3、關(guān)于氯氣的實驗室制法（1）：若沒有濃HCl，能否用濃硫酸和氯化鈉代替，為什么？（2）：若沒有MnO2，能否用KMnO4或者KClO3代替，為什么？（3）：為了節(jié)約藥品，能否用實驗室制氧氣的殘渣來制取氯氣，為什么？4、2mol碘與3mol碘酸酐（I2O5）的混合物在濃硫酸中反應(yīng)生成（IO）2SO4，若在發(fā)煙硫酸中（化學(xué)式為H2SO4· SO3）反應(yīng)得I2（SO4）3，后者和水反應(yīng)得碘和四氧化二碘，請寫出生成I2（SO4）3及其和水反應(yīng)的化學(xué)方程式。綜上所述，本文嘗試從理論和實踐兩方面來闡述了建立知識結(jié)構(gòu)對學(xué)生學(xué)習(xí)及提高學(xué)生能力的重要性，并總結(jié)了一些經(jīng)驗，希望能和全體教師一道，為能摸索出一套更有利于教師教和學(xué)生學(xué)的教學(xué)模式，使學(xué)生學(xué)起化學(xué)來不再覺得難學(xué)難記，從而促進(jìn)化學(xué)教學(xué)改革和人材培養(yǎng)、促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的全面提高而努力
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