促進知識理解化學教學

1、促進知識理解的化學教學,山東師范大學 畢華林 博士/教授bihualin@sdnu.edu.cn,“理解”做為學校教育使用頻繁的詞語，其涵義是什么？哪些因素影響學生對知識的理解？在化學教學中采取哪些措施促進學生對知識的理解？,關于“理解”的界定,《辭海》中對理解的解釋：理解是通過揭露事物間的聯(lián)系而認識新事物的過程?！缎睦韺W大辭典》中對理解的解釋：個體運用已有知識、經(jīng)驗，以認識事物的聯(lián)系、關系直至其本質(zhì)、規(guī)律的思維活動認知

2、學派認為：個體在認識過程中，把新事物同化于已有的認知結(jié)構(gòu)，或是改組擴大原有的認知結(jié)構(gòu)，把新事物包括進去，這樣的心理活動就是理解。,美國教育學家布魯姆（B.Bloom）認知領域教育目標分類學中的“理解”,布魯姆將認知領域的教育目標分為：知識、理解、應用、分析、綜合、評價。其中“理解”又譯為“領會”。指能把握材料的意義，可以借助轉(zhuǎn)換、解釋、推斷三種形式來表明對材料的領會水平。例如，用自己的話復述問題；舉出原理或概念的例子；對問題作出說

3、明或提出新的觀點；推斷過去或未來的趨勢。,原中學化學教學大綱中將化學教學目標分為四個層次：常識性介紹；了解；理解；掌握?！袄斫狻钡暮x是：懂得為什么。能夠領會概念和原理的基本涵義；能夠解釋和說明一些簡單的化學問題。,我國教學大綱（課程標準）中的“理解”,義務教育化學課程標準中采用不同的動詞描述不同水平層次的目標要求。對認知性學習目標的水平主要采用以下動詞描述：,美國科學教育專家史密斯（E.L.Smith）對科學學習中的理解提出了兩條

4、標準聯(lián)系性和在一定社會環(huán)境中的實用性概念被理解應表現(xiàn)在，學習者會用適當?shù)姆绞奖硎靖拍畈⒛芘c其他概念相聯(lián)系，特別是與學習者自身原有的知識和觀念相聯(lián)系。概念被理解的程度表現(xiàn)在，學習者能運用概念成功地完成他們生活的社會環(huán)境中的重要任務。,機械性理解和有意義理解,美國Talsma教授認為：理解是知識積累與知識整合的相互作用，他以圖示形象地說明了機械性理解和有意義理解的含義。從理論上講，大量的具體知識累積起來，可能是毫無聯(lián)系或聯(lián)系很少的

5、（模式A和C），同樣，也可能知識的量有限，但是與其它知識整合得很好，或者以多種方式相聯(lián)系（模式B），當知識變得富有結(jié)構(gòu)且相當整合之后，學生就獲得了豐富的、綜合的理解（模式D）,C 積累的知識多，有一些整合： 較淺的理解,D 積累的知識多，知識間有多重整合：綜合的、完整的理解,A 積累的知識少，沒有綜合：機械的理解,B 積累的知識少，知識之間有多重整合：形成更深層次理解的堅實基礎,知識聯(lián)系的意義,記憶下列數(shù)字：11966218403199

6、7當新知識與學生頭腦中已有知識經(jīng)驗建立其實質(zhì)性聯(lián)系時，新知識就容易被記憶和理解。知識間的聯(lián)系越多，越容易記憶，越能靈活地提取運用。,孤立的、零散的、瑣碎的知識不利于學生的理解和運用。在教學中，要引導學生深入思考知識間的內(nèi)在聯(lián)系，不斷進行知識間的整合，逐步形成系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化的知識結(jié)構(gòu)。,金剛石與石墨的啟示,化學學習三重表征思維方式,,化學學習的三大領域：可觀察現(xiàn)象的宏觀世界分子、原子和離子等微粒構(gòu)成的微觀世界化學式、方程式和符號

7、構(gòu)成的符號和數(shù)學世界,什么是理解,能夠解釋：包括口頭或書面的解釋；找到例證或范例；能促進類比；能進行合理的辯護能歸納概括事物的特征，綜合得出結(jié)論表達清楚一個內(nèi)容具體豐富的知識網(wǎng)及其內(nèi)外聯(lián)系把有關的概念原理運用到新的情景，并產(chǎn)生新思想通過運用使原有的知識網(wǎng)絡得到修改或擴展,什么不是理解,知道不是理解 記憶不是理解 照本解釋不是理解 照本運用不是理解,理解的涵義與實質(zhì),所謂理解就是學生通過思維活動找出知識間的內(nèi)在聯(lián)系，并能以多

8、種不同的方式重新呈現(xiàn)，且在適當?shù)那榫持姓_地加以應用，從而使原有認知結(jié)構(gòu)得到擴展和提高的過程。理解的實質(zhì)是認識事物之間的聯(lián)系及其本質(zhì)。學生通過學習應能找出知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，并根據(jù)這種聯(lián)系形成知識網(wǎng)絡。,理解的特征,理解是以已有知識經(jīng)驗為基礎的理解過程是一個積極的思維活動過程理解的實質(zhì)是認識事物的聯(lián)系及其本質(zhì)理解的結(jié)果是個體認知結(jié)構(gòu)的豐富和發(fā)展,造成學生不理解的原因之一 錯誤的知識觀,多年來，我們把學習材料實用地整理成知識體系

9、，要求學生去熟記和重復，而聰穎的學生在這個一切都安排妥當?shù)慕逃榫持锌偸侨〉贸晒Φ?。這樣，學生逐漸認為知識是由事實的陳述組成的，學習便是增加我們知識體系中的一些事實材料和解決問題的幾套現(xiàn)成公式而已，并相應形成了以記憶事實為目的的學習策略。我們不良的教育過程本身正在造成學生對科學概念的錯誤理解。,造成學生不理解的原因之二不科學的教學和評價,學生不能掌握知識的關鍵在于教師的教學缺乏科學性。教師不是企圖找出學生錯誤的原因．而是通過重復機械

10、無聊的提問去誘發(fā)學生正確的回答。這樣，作業(yè)的答案雖然是對的，但實際上學生并沒有真正理解知識產(chǎn)生的過程。之所以有那么多錯誤的理解，原因很簡單，那就是許多教師在教學中實際上常常鼓勵而不是反對表面性的學習方法。,理解的特征理解是以已有知識經(jīng)驗為基礎的理解過程是一個思維活動過程理解的結(jié)果是個體認知結(jié)構(gòu)的發(fā)展 理解的實質(zhì)是認識事物的聯(lián)系及其本質(zhì),教學策略從學生已有的知識經(jīng)驗出發(fā)設計有思考價值的問題構(gòu)建學生合理的認知結(jié)構(gòu),,促進知識

11、理解的教學策略,從學生已有的知識經(jīng)驗出發(fā),學生已有知識經(jīng)驗的分類 如何探查學生的已有知識經(jīng)驗 從學生的已有知識經(jīng)驗出發(fā)設計教學,學生 已有知識經(jīng)驗的類型,學生已有知識經(jīng)驗與教學,新舊知識經(jīng)驗的相互作用,如何探查學生的已有知識經(jīng)驗,診斷性測驗布置作業(yè) 課堂提問 深層會談——誘導法,深層會談——誘導法,深層會談——誘導法是教師就有關概念、事件、物體和實例等學生感興趣的知識領域，采用思維過程展示、概念圖繪制等技術(shù)與學生進行會談，詳細

12、記錄學生的回答，并鼓勵學生對之做出詳盡的解釋。優(yōu)點：深刻揭示出學生已有知識經(jīng)驗的狀況缺點：需要花費大量的時間,從學生的已有知識經(jīng)驗出發(fā)設計教學,教師一旦探查出學生的已有知識經(jīng)驗，后續(xù)教學計劃的制定和開展就有了科學的依據(jù)。認知心理學家奧蘇貝爾認為學習的實質(zhì)就是新知識與學生認知結(jié)構(gòu)中原有的知識通過相互作用，建立非人為和實質(zhì)性的聯(lián)系。新舊知識的相互作用，就是新舊意義的同化，其結(jié)果是新知識獲得意義，原有認知結(jié)構(gòu)發(fā)生改組。在新知識的學習中

13、，認知結(jié)構(gòu)中已有的知識經(jīng)驗起決定作用。,1.先行組織者策略,先行組織者是指先于學習任務本身而呈現(xiàn)給學生的引導材料，其抽象概括水平高于新知識，同時又能清晰地同原有的認知結(jié)構(gòu)相聯(lián)系，作為架設新舊知識之間的橋梁。先行組織者一般由教師在課的開始提供給學生并貫穿于教學始終，不斷為新的學習提供“固著點”，發(fā)揮定向引導作用。,2.概念轉(zhuǎn)變教學策略,所謂概念轉(zhuǎn)變是指個體原有的某種知識經(jīng)驗由于受到與此不一致的新經(jīng)驗的影響而發(fā)生的重大改變。概念轉(zhuǎn)變不同

14、于概念的“豐富與發(fā)展”，它是對學生現(xiàn)有的理解、解釋做出的調(diào)整和改造，是由學生的生活概念向科學概念的轉(zhuǎn)變。,初中生關于溶液濃度的認識 67.3%的學生認為杯子下層的糖水比上層的糖水甜，只有28.6%的學生認為杯子中的糖水一樣甜，少數(shù)學生認為杯子上層的糖水比下層的糖水甜，說明學生對溶液的均一性缺乏認識，不少學生錯誤地認為溶液下層的濃度比上層的濃度要高。,學生已有的生活概念直接影響到學生對科學概念的理解，特別是那些錯誤的生活概念在學生頭腦

15、中往往是根深蒂固的，會對學生理解科學概念起到阻礙、消極的作用。教師必須要了解學生對所學的知識已經(jīng)知道了什么，特別是要找出學生頭腦中存在的錯誤的生活概念，在此基礎上，采取一定的措施，幫助學生澄清頭腦中的錯誤概念，建立起科學的概念。即實現(xiàn)學生頭腦中的"概念轉(zhuǎn)變"。,不同時期學習者頭腦中的概念模型,灌輸式教學，或簡單的結(jié)論式教學，不可能使學生真正地理解科學的概念。學生可能記住和接受了科學概念的定義，但并不意味著徹底放棄

16、原有的錯誤概念。人的頭腦中對于同一概念的理解可以包含相反的成分，科學的概念模型和錯誤的概念模型。,實現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變的教學,克拉伊契克（Joseph S.Krajcik）認為概念轉(zhuǎn)變的教學過程主要由四個部分組成：（1）學生描述他們自己的理解和認識；（2）重新建構(gòu)理解和認識；（3）應用新的理解與認識；（4）將新的理解和認識與以前的理解做比較。,概念轉(zhuǎn)變教學注意點,概念轉(zhuǎn)變教學中最新奇的地方就是引出并澄清學生的想法。 把學生的想法曝光

17、讓別人公開評論是有很大危險的。 概念轉(zhuǎn)變是一個困難而又緩慢的過程。,設計有思考價值的問題,問題的功能問題是思維的動力。不同的問題所引起的學生的思維參與程度是不同的，在促進學生對知識理解方面的作用也不相同。教學中應盡量設計有思考價值的問題，引導學生在積極思維的過程中深刻理解所學知識。,有思考價值的問題的特征具有一定的思維容量 具有適宜的難度 具有合適的梯度,具有一定的思維容量,所謂思維容量是指思維的深廣度水平。有思考價值的

18、問題必須具有一定的思維容量。首先，從思維方向來看，它應該具備一定的開放性，因為開放性的問題可以給學生更廣闊的思維空間，有利于調(diào)動學生思維的積極性和主動性，確保思維活動持久地進行；其次，從思維力度來看，它應該是學生通過深入思考才能解決的問題，而不是簡單再現(xiàn)的問題，如果學生將書本上或者記憶里的信息原封不動地搬出來就能解答，那么該問題就沒有什么思考價值。,具有適宜的難度,有思考價值的問題應該是難易適度的。實踐證明，問題過易或過難都不能有效

19、地激發(fā)學生的思維活動。那些和學生已有的知識經(jīng)驗有一定聯(lián)系，學生知道一些，但是僅憑已有的知識又不能完全解決，也就是說在“在新舊知識的結(jié)合點”上產(chǎn)生的問題，最能激發(fā)學生的認知沖突，最具有啟發(fā)性，能有效地驅(qū)動學生有目的地積極思索。,具有合適的梯度,對于那些具有一定深度和難度的內(nèi)容，可以設計成問題組，用組合、鋪墊或設臺階等方法來降低問題的難度，提高問題的整體效益。 “問題組”的設計要緊緊圍繞核心主題，逐層遞進。既不能梯度太大，使學生迷失了思

20、維的方向；又不能將問題設計得太瑣碎，限制了學生的思維發(fā)散。要給學生以方向的引導，同時留有一定的思維空間，促進學生有目的地深入思考。,創(chuàng)設問題呈現(xiàn)的情境,學習活動總是在一定的情境中產(chǎn)生的。教師設計好具有思考價值的問題后，要避免直接提問，要在對學生已有知識經(jīng)驗和教材內(nèi)容全面、科學分析的基礎上，創(chuàng)設問題呈現(xiàn)的情境，使學生能在問題情境中產(chǎn)生認知沖突，從而激發(fā)學生積極思維的動機和探索問題的欲望。,引導學生自主發(fā)現(xiàn)和提出問題,課堂提問的目的不僅僅是

21、要讓學生“會答”，更要讓學生“敢問”、“會問”、善于“發(fā)問”。在教學活動中，教師應積極引導和鼓勵學生自己去發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，這是培養(yǎng)學生問題意識的最好途徑，也是學生主體性的最充分發(fā)揮。,學生問題意識缺乏,調(diào)查表明，中學生在課堂學習中經(jīng)常提問題的只有15.9%，而84.1%的中學生在課堂上很少或幾乎沒有提問。學生不敢提問的原因概括起來主要是三方面：一是緊張、缺乏勇氣（27.3%）；二是害怕，害怕打斷老師講課的思路（23.3%），害怕

22、問題簡單同學嘲笑（15.5%），害怕老師不給講（10%）；三是沒有提問的時間和機會（18.8%）。,促進學生自主提問的實施框架圖,構(gòu)建學生合理的認知結(jié)構(gòu),要對知識形成深刻的理解，這意味著學習者所獲得的知識應是結(jié)構(gòu)化的、整合的，而不是零碎的、孤立的。理解的實質(zhì)是認識事物之間的聯(lián)系及其本質(zhì)，學生通過學習應能找出知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，并根據(jù)這種聯(lián)系形成知識網(wǎng)絡。,認知結(jié)構(gòu)的涵義,所謂認知結(jié)構(gòu)，簡單地講就是一個人在某一知識領域的全部觀念和組織

23、。認知心理學家奧蘇貝爾認為：學生能否習得新信息，主要取決于他們認知結(jié)構(gòu)中已有的觀念。認知結(jié)構(gòu)既是學生理解學習的結(jié)果，也是影響學生意義建構(gòu)的關鍵因素。,認知結(jié)構(gòu)的特征,整體性 層次性開放性,認知結(jié)構(gòu)的整體性,整體性是指良好的認知結(jié)構(gòu)是一個相對完整的體系，其中既有陳述性知識，用于回答“是什么”的問題；又有程序性知識，用于回答“怎么辦”的問題；更要有策略性知識，即關于如何學習和如何思維的知識，以起到內(nèi)部調(diào)控的作用。學生掌握知識越全面，

24、認知結(jié)構(gòu)越完整，則越容易同化新知識。,認知結(jié)構(gòu)的層次性,層次性是指良好的認知結(jié)構(gòu)并非各種不同知識的簡單、線性排列，而是把零散、瑣碎的知識點串成線，線結(jié)網(wǎng)成面，面延伸成體，以知識組塊的形式形成立體的知識網(wǎng)。這樣當認知結(jié)構(gòu)用來同化新知識時不僅能迅速找到新知識的固定點，而且也易于辨別新舊知識的異同。,認知結(jié)構(gòu)的開放性,開放性是指隨著學習過程的不斷發(fā)生，良好的認知結(jié)構(gòu)總是處于不斷豐富、擴大的動態(tài)運動過程中，是一個無限發(fā)展的過程，而不是封閉和僵

25、化的系統(tǒng)。認知結(jié)構(gòu)開放性越強，當進行新的學習時就能很快地激活學習者腦內(nèi)的知識，并且這種激活可以從一點向四周擴散，以激活其它結(jié)點，從而促進新知識的學習。,認知結(jié)構(gòu)構(gòu)建的教學策略,學生認知結(jié)構(gòu)的構(gòu)建是一個積極主動的思維過程，而不是被動地接受和灌輸，也不能簡單地用框圖來描繪?！熬W(wǎng)絡”不是一盤散沙，也不是一團亂麻，而是一個有清晰邏輯關系的多層次整體，是一個開放的系統(tǒng)。任何封閉的教學，或由注入式教學而導致的結(jié)點之間的線性聯(lián)系，都會導致認知結(jié)構(gòu)

26、的封閉和僵化。,認知結(jié)構(gòu)構(gòu)建的教學策略,提高教學內(nèi)容的概括化水平引導學生深刻思考知識間的內(nèi)在聯(lián)系重視對知識綜合整理，促進知識的結(jié)構(gòu)化,認知結(jié)構(gòu)的構(gòu)建,總之，要促進學生認知結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，在教學中必須充分發(fā)揮學生學習的主動性，引導學生通過相互討論和交流，把當前學習內(nèi)容所反映的事物性質(zhì)、規(guī)律盡量和自己已經(jīng)知道的其他事物相聯(lián)系，并對這種聯(lián)系加以認真地思考達到較深刻的理解；同時要重視及時地對知識進行綜合整理，以不斷提高學生頭腦中知識的系統(tǒng)性和