有意义学习理论在化学概念教学中的应用

作者：张竹云    文章来源：中学化学教学参考 　2003年第10期    点击数：     更新时间：2007-3-29
陕西师范大学化学与材料科学学院　张竹云
一、有意义学习理论
1.意义学习
奥苏贝尔是美国当代认知学习理论的代表人物之一,他在认知心理学的基础上创立了有意义学习理论。该理论认为:新知识的学习必须以已有的认知结构为基础。认知结构就是一个人观念的全部内容和组织,或是一个人在某一知识领域的全部观念和组织。人类之所以能够进行有意义的学习,就是因为他所学的新知识同原有认知结构中的某些有关的观念相互发生了影响,产生同化作用,进而形成新的认知结构。学生的学习如果有价值的话,应尽可能地有意义。当学生把教学内容与自己的认知结构联系起来时,有意义学习便发生了。
2.对学习类型的划分
奥苏贝尔认为,可以从两个维度上对学生的学习类型进行划分:一是在知识获得的形式上分为“接受学习”和“发现学习”;二是根据理解和掌握知识的内部特征而分为“意义学习”和“机械学习”。“意义学习”是指语言文字或符号所表述的新知识能够与学生认知结构中已有的有关旧知识建立一种实质的和非人为的联系。反之,不与头脑中原有认知结构发生联系而强迫记忆进行的学习即为“机械学习”。比较而言,“意义学习”能够真正掌握知识的实质,在知识的理解、保持和应用等方面的效果都优于“机械学习”。因此,在课堂教学中应积极促进学生进行知识的“意义学习”。奥苏贝尔认为接受学习必然是机械的,发现学习必然是有意义的是毫无根据的。在他看来,二者都有可能是机械的,也都有可能是有意义的。在课堂教学中,如果教师讲授得法,就可能导致学生的意义学习;而发现学习的方法运用不当,未必会使学生进行意义学习。在课堂里的意义学习中,学生以有意义的接受学习为主。这在化学概念教学中,是非常有效的。原因是:其一,有许多化学概念是前人为建立化学知识体系或为生产实践的需要而人为规定的,对它们进行发现式学习将是没有意义的;其二,迄今为止,接受学习(课堂讲授教学模式)仍是传统课堂教学中非常重要的一种方法,因为它既经济又有效,任何新的、现代化的教学模式和手段都没有动摇它的基础地位,足以证明它的实用性和有效性。
3.新旧知识间的三种关系
奥苏贝尔认为,学生的原有知识与其所要学习的新知识之间有三种基本关系:上位的、下位的和并列组合的关系。下位关系又分为派生类属关系和相关类属关系。相比较而言,下位学习较上位学习要容易。因此,在教学中,应尽量创设情景,将概念教学置于一个下位学习的环境中,帮助学生实现有意义的学习,从而构建新的认知体系。
下面,以《物质的量》一章为例,谈谈如何应用有意义学习理论指导中学化学概念教学。
二、以有意义学习理论指导中学化学概念教学
1.“物质的量”及其单位“摩尔”的教学
教学实践中,我们发现,“物质的量”及“摩尔”对高一学生而言,是以前从未听到过的抽象概念,理解和掌握它有一定的难度。教学中,根据有意义学习理论,我们可以找到其上位概念,使它变成下位概念。如列出国际单位制中的七个基本物理量及其单位。这样,“物质的量”就变成了“物理量”的下位概念,也成了其他物理量如温度、长度等的相关概念。“物质的量”也就在学生的认知结构中找到了支撑点,从而消除了陌生感,学生理解和掌握该概念就容易多了。对单位“摩尔”的学习,我们也可以找到其相关类属:啤酒的“一扎”、乒乓球的“一打”等都可以作为类比,帮助理解“摩尔”。
2.摩尔质量、气体摩尔体积的教学
物质的量及阿伏伽德罗常数的概念在学生头脑中固定下来以后,摩尔质量、气体摩尔体积的教学中,可以组织它们为并列组合关系进行教学。即:
阿伏伽德罗常数———单位物质的量的物质所含粒子数(不妨称它摩尔粒子数)。
摩尔质量———单位物质的量的物质所具有的质量。
气体摩尔体积———单位物质的量的气体所具有的体积。
三个物理量都对应每摩尔物质所具有的数量。
由此导出的数学计算式学生将非常容易接受:
N=n×NA(粒子数=摩尔粒子数×物质的量)m=n×M(质量=摩尔质量×物质的量)V=n×Vm(气体体积=气体摩尔体积×物质的量)
可见,教学中善于挖掘概念间的内在联系,并注意构建学生合理的、完整的认知体系,实现学生有意义的学习,不仅可以使教师教得轻松,学生学得也更为轻松,在不断呼吁减轻学生负担,变苦学为乐学的今天,这种尝试无疑将是非常有益的。
3.物质的量浓度的教学
依据有意义学习理论,在“物质的量浓度”的教学中,可首先唤醒与之相关的居于上位的认知内容:表示溶液浓度的其他物理量———溶质的质量分数,引导学生通过对比,不断修正、补充原有认知结构,直到构建起新的更为完善、系统的认知结构。
三、应用有意义学习理论指导概念教学的几点思考
1.化学教学中应重视概念教学,因为它们
是学生认知结构的联结点化学概念是中学化学基础知识的重要组成部分。可以说,它是构成中学化学学科的基石。但在实际教学中,受“应试教育”的影响,我们往往容易对基本概念的教学采取急功近利的做法。对自认为易理解的化学概念只作简单介绍;对难度较大的化学概念,教学过程中不向学生提供较为丰富详细的材料,就匆忙塞给学生一些抽象概念,之后便开始做大量习题,并冠之以“在练习中巩固基本知识”,结果事与愿违。任何概念,都有它的背景知识,有一个由浅入深的过程。更何况是概念的内涵、外延甚至它的现代意义,更需要有一个渐进的过程。而化学问题的真正解决也必须建立在化学概念理解的基础之一。
2.重视课堂教学中的“软知识”
课堂教学中,不管是教师还是学生,都会对教学重点倍加关注,而将课堂导语或前后知识之间相互联系的一些说明(我们称为软知识)抛于脑后。学生关注更多的,也是一节课后,自己实实在在学到了多少知识和技能,少有思考它们与自己头脑中原有知识有何关系、处于何种位置。按照奥苏贝尔的学习理论,这种做法与意义学习的过程以及学生的认知结构特点是不符合的,结果势必迫使教师和学生用机械的方法对待本来可能有潜在意义的教学内容,从而增添了学生在学习和保持知识时不必要的难度。可以说,重视“软知识”是实现有意义学习的必要途径。
3.“1+1>2”原则
所谓“1+1>2”是指一节课的教学内容与另一节课的教学内容在学生头脑中并不是两节的简单加和。原有知识因后有知识的介入,二者之间会相互干扰、抑制,并且增加了混乱度。学生要将它们完整地理解和掌握,必然会在头脑中有一番自组织的过程。就是我们通常所说的归纳、整理、分析、综合。这就要求我在教学中,不仅要重视新学习知识与原有认知结构的联系,更要帮助学生将后学知识有效地融入已有知识,使之相互作用,构建新的认知体系。
有意义学习理论把学习看做是学习积极主动的活动过程,强调新旧知识的联系和学习材料的理解,反对机械学习和死记硬背,主张扩大学生的认知领域,不断充实和完善已有的认知结构。化学概念是构成中学化学学科的基石。在教学中,我们要促进概念的学习,首先要增强学生认知结构中与概念有关的概念。有意义学习理论可以指导我们在中学化学教学中行之有效地使学生掌握化学基本概念,并使他们易懂、勿混、牢记、活用,最终实现从知识拼盘走向能力综合。