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        化學實驗教學中學生反思能力的培養(yǎng)

        2016-11-16 13:25:19陸庭鑾王少劍
        化學教與學 2016年10期
        關(guān)鍵詞:反思能力實驗教學特征

        陸庭鑾+王少劍

        摘要:結(jié)合反思能力的內(nèi)涵,闡述反思能力的特征及反思能力培養(yǎng)的策略,以便就化學實驗教學中如何有效地培養(yǎng)學生反思能力提供參考。

        關(guān)鍵詞:實驗教學;反思能力;特征;策略

        文章編號:1008-0546(2016)10-0077-04 中圖分類號:G632.41 文獻標識碼:B

        doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.10.027

        一、引言

        反思是一種思維活動,也是一種認知策略,在不同的歷史時期,一些科學家及理論對反思能力進行了闡述,美國兒童心理學家弗拉維爾提出了元認知,其本質(zhì)是反思認知,它主要的觀點是“個體對當前認知活動的認知調(diào)節(jié)”,元認知包括:元認知知識、元認知體驗、元認知監(jiān)控與元認知評價等[1],元認知理論是反思能力培養(yǎng)的心理學基礎(chǔ);杜威提出了“反思思維與反省思維”,認為教育根本目的就在于幫助人們獲得反思習慣,以便他們能從事理智行動,這種反思不僅僅是“回憶”或“回顧”已有的“心理活動”,而是要找到其中的“問題”及“答案”;美國的心理學家波斯納十分強調(diào)學習的反思過程,提出個體成長的公式:成長=經(jīng)驗+反思;朱小曼教授提出:“反思的本質(zhì)是一種理解與實踐之間的對話,是兩者之間的橋梁,又是理想與現(xiàn)實自我心靈上的溝通”。批判理論是反思教學的重要理論基礎(chǔ),其理論的核心觀點是批判是反思的表達,反思意味著批判;歸因理論涉及成敗歸因理論及自我效能感理論,其中的觀點是歸因是通過個體的期望和情緒體驗進而影響其動機的,強調(diào)了個體的主體的作用,包括個體對學習積極的反思;現(xiàn)代認知心理學觀點認為,學生的學習應(yīng)以學生已有的認知發(fā)展水平為出發(fā)點,從學生的“最近發(fā)展區(qū)”出發(fā),在不斷地產(chǎn)生錯誤與糾正錯誤的過程中進行;建構(gòu)主義理論則認為,學習不是單純被動地接受,而是主動建構(gòu)知識的過程,在這個過程中學習者通過反思修改與提煉自己的認知的策略,其核心特征是:監(jiān)控、診斷和反思。

        綜合所述,結(jié)合自身的理解提出,反思能力是反思活動過程中形成的一種重要的思維能力,是基于元認知,通過質(zhì)疑批判、探索檢驗、評價創(chuàng)新過程,不斷調(diào)節(jié)和完善自身認知,形成認知策略的一種能力。它具有哪些特征,如何在實驗教學中培養(yǎng)學生的反思能力?

        二、反思能力的特征

        1. 自主性

        學生的反思不是簡單的認知的過程,它是對自身的認知過程的理解與批判,實現(xiàn)自我管理、自主監(jiān)控與評價的過程,其實質(zhì)是學會學習,杜威在他的著作《我們?nèi)绾嗡季S》一書中就對反思性思維進行了論述:“能夠按照預(yù)定的目標或我們意識到的目的進行計劃,能夠以深思熟慮和帶著目的的方式開展行動……它把那種單純的食欲性、盲目性和沖動性行為轉(zhuǎn)化為理智行為?!弊灾餍允悄芰π纬傻膬?nèi)動力,是形成能力的源泉,是主體突顯的標志,質(zhì)疑批判、探索檢驗、評價創(chuàng)新過程需要學習者積極參與,實現(xiàn)個體能動性的有效轉(zhuǎn)化與發(fā)揮,唯有自主,才能有效反思。

        2. 實踐性

        反思不是心中的閃念,也不是大腦中任意想象,而是具有教育意義的實踐思維過程,這種過程通過學習者不斷地“假設(shè)-檢驗”以及檢驗后的再“假設(shè)-檢驗”,不斷地完善與補充自己的認知結(jié)構(gòu)。[2]實踐性是形成合理的良好認知結(jié)構(gòu)的重要途徑,是形成能力的關(guān)鍵,體現(xiàn)了反思能力的主體參與。

        3. 創(chuàng)新性

        反思的過程不是簡單的“回顧”知識,而是從中找到“問題”,形成解決問題的有效“途徑與方案”, 反思的過程往往是從不同角度、深層次地挖掘出問題的本質(zhì),是需要創(chuàng)新性的思維,通過遷移、整合、創(chuàng)新,不斷完善與豐富學習者的認知結(jié)構(gòu)與情意品質(zhì)。

        三、在實驗教學中學生反思能力培養(yǎng)的策略

        1. 培養(yǎng)學生反思的意識與反思的熱情

        反思能力是在活動中形成與培養(yǎng)的,根據(jù)教學活動的特點,反思能力的形成首先要培養(yǎng)學生反思的意識,使之從不自覺的行為到自覺的行為,從被動的行為到主動的行為,通過自我認識、自我分析、自我監(jiān)控等,實現(xiàn)“我想學”“主動學”“堅持學”統(tǒng)一。

        (1)情境設(shè)疑

        知識問題化,問題情境化[3],實驗教學中通過創(chuàng)設(shè)情境產(chǎn)生問題,激發(fā)學生求知的意識與熱情,熱情不斷,則反思不斷。設(shè)置情境時應(yīng)注意問題的啟發(fā)性、促思性及領(lǐng)悟性,使情境設(shè)疑與學生自我認知水平聯(lián)系起來,不斷將學與思有機結(jié)合起來,現(xiàn)舉例如下(表1):

        (2)示錯引導

        示錯引導目的是引發(fā)學生的認知沖突,引發(fā)思考,培養(yǎng)學生分析、遷移、判斷,形成綜合能力,找出問題癥結(jié),通過正反對照,強化知識,形成正確的反應(yīng)聯(lián)結(jié),形成智慧技能與操作技能,形成反思的欲望與動力。現(xiàn)舉例如下(表2):

        (3)互動討論

        實驗教學實質(zhì)上是教與學的有效互動,師生相互交流、相互溝通、相互啟發(fā)、相互補充,在這個過程中教師與學生分享彼此的思考、經(jīng)驗和知識,豐富教學內(nèi)容,暴露典型問題,進行思維碰撞,求得新的發(fā)展,從而達成共識、共享、共進,切實提高實驗反思能力。[4]在實驗教學中,互動討論的形式有多種,可以在核心知識的理解處、認知沖突處、知識疑難處、收尾總結(jié)處?,F(xiàn)舉例如下(表3)。

        2. 指導學生尋找反思的切入點(口)

        在實驗教學中,很多的課堂還停留在教師講,學生聽的模式,出現(xiàn)學生思考得少或思考得不深入等現(xiàn)象,也就是不會尋找反思的切入口。要取得反思的實效,少走彎路,應(yīng)指導學生尋找反思的切入口,讓學生思考有方向性與針對性。在實驗教學中常就實驗方案、實驗現(xiàn)象、實驗操作及實驗結(jié)論等作為切入口指導學生反思,現(xiàn)以性質(zhì)活潑的氧氣等教學內(nèi)容為例說明。

        (1)實驗的方案作為反思的入口

        注重引導學生對方案設(shè)計進行反思,引導學生思考在藥品、實驗裝置、實驗原理等方面的合理性等。

        如,驗證氧氣的化學性質(zhì)的教學中,課本教材中安排了三個典型的實驗:木炭、蠟燭、鐵絲在氧氣中燃燒實驗,目的是驗證氧氣能與許多物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),圍繞實驗方案,組織學生討論,思考實驗的最優(yōu)方案。通過討論、反思得出研究的方法,指導學生通過現(xiàn)象的比對,深刻理解“氧氣的化學性質(zhì)比較活潑”這一重要結(jié)論。

        (2)實驗現(xiàn)象作為反思的入口

        對實驗現(xiàn)象的反思包括兩個方面:現(xiàn)象本身的反思,現(xiàn)象描述的反思。

        如,氧氣的性質(zhì)教學過程中,涉及多個化學實驗,現(xiàn)象也有異同,為了幫助學生更深刻地理解不同物質(zhì)燃燒時出現(xiàn)的現(xiàn)象的異同,可引導學生反思:①為什么有的物質(zhì)燃燒有火焰,而有的物質(zhì)在氧氣燃燒并沒有火焰?有的有煙,有的則有霧等?②為什么有些物質(zhì)燃燒劇烈,而有些物質(zhì)燃燒不劇烈?甚至不易燃燒?③物質(zhì)在空氣中與在氧氣中燃燒的現(xiàn)象出現(xiàn)明顯的不同,說明了什么?④鐵絲燃燒時為什么會產(chǎn)生火星現(xiàn)象?這個現(xiàn)象是何種原因產(chǎn)生的?是否所有的鐵絲燃燒都有此現(xiàn)象?通過問題的驅(qū)動,引發(fā)學生解決問題,挖掘現(xiàn)象的本質(zhì)。

        (3)實驗操作作為反思的入口

        在教學時應(yīng)注重引導學生對實驗的操作反思,反思的內(nèi)容常包括:基本操作中藥品的用量,操作的不規(guī)范所引起的不良后果,操作的先后順序?qū)е聦嶒灣蓴〉?。通過反思可幫助學生理解與鞏固化學核心觀念,遵守相關(guān)的實驗規(guī)則、養(yǎng)成良好的實驗習慣。

        對于操作,教學時應(yīng)指導學生多問幾個“為什么”,通過組織討論,幫助學生認識這些操作的重要性與關(guān)鍵性。在反思中,讓學生體會有的“為什么”是為了安全性的需要,如在鐵絲燃燒時必須放水或集氣瓶,有關(guān)資料顯示,鐵在氧氣中燃燒的溫度高達1525℃,此時生成的熔狀物一旦直接落在集氣瓶底會使炸裂;有的“為什么”是為了保證實驗成功的關(guān)鍵,鐵絲要燃燒,根據(jù)燃燒的條件:氧氣及溫度達到著火點,實驗成功的關(guān)鍵是溫度,系一根火柴就是為了達到預(yù)熱的目的,達到燃燒所需的溫度;有的“為什么”是為了使實驗現(xiàn)象更明顯的需要,在做可燃物在氧氣中燃燒實驗時,燃燒匙往往都是慢插至集氣瓶中下部,“慢”與“中下部”都是為了讓可燃物與氧氣充分接觸,使燃燒更充分,實驗現(xiàn)象更明顯;有的“為什么”是為了環(huán)保的需要,硫燃燒時會產(chǎn)生大量的污染性氣體,如何將污染降到最低程度,可利用二氧化硫的溶解性,在瓶底裝少量的水以便于吸收二氧化硫。這些反思可幫助學生掌握實驗的關(guān)鍵,串聯(lián)相關(guān)的知識,弄清操作的原理,教學中應(yīng)讓學生明白學習的過程不是“探其花”,而是“究其根”,刨其本質(zhì),達到 “精于道者,兼物物”的目的。

        (4)實驗的裝置作為反思的入口

        反思實驗裝置,反思其典型性與創(chuàng)新性,達到既繼承傳統(tǒng),還要突破傳統(tǒng)。從反應(yīng)的原理(反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件)、裝置的要素構(gòu)成、裝置的功能解析、裝置的適用范圍、裝置圖形的構(gòu)建,引導學生反思,在構(gòu)建知識的圖式中掌握裝置的特點和組成,圍繞實驗裝置進行知識的聯(lián)結(jié)與深化,發(fā)展學生的思維能力。

        此外,反思裝置值得創(chuàng)新或改進的部分。從實驗裝置的簡潔性、環(huán)保性、安全性等方面加以考慮。如,實驗室利用雙氧水和二氧化錳制取氧氣時,對于裝置引導學生反思:①為達到控制反應(yīng)速度的問題,如何改進?②若需要控制反應(yīng)的發(fā)生與停止,裝置如何改進?通過組織討論,將反思引向縱深處。

        (5)實驗的結(jié)論作為反思的入口

        在教學過程中應(yīng)善于指導學生對結(jié)論進行反思,反思結(jié)論的準確性和嚴謹性。

        如,常常設(shè)計如下的實驗證明催化劑的性質(zhì):①試管中加入一定量的過氧化氫溶液,插入一根帶火星的木條,觀察木條是否復(fù)燃;②另一試管中加入同量的過氧化氫溶液,再加入少許二氧化錳粉末,同時插入一根帶火星的木條,觀察木條是否復(fù)燃。通過質(zhì)疑、討論實驗結(jié)論的嚴謹性,組織學生反思,如何有效設(shè)計實驗證明催化劑的性質(zhì),提高學生的反思能力。

        3. 指導學生按照一定的程序或模式進行反思

        指導學生從過程與結(jié)果兩個方面進行反思,指導學生按照一定的程序或模式進行反思有利于提高學習的效率,提高反思的針對性,避免盲目,提高學習的自主性,從學會到會學,達到反思的目的。

        (1)實驗過程指導反思的程序:原理(做的理由)-質(zhì)疑(不足之處)-創(chuàng)新(改進措施)

        在實驗過程中,指導學生對實驗原理、藥品、步驟、操作、檢驗等思考,這樣做的原因是什么,有何不完善之處,能否提出切合實際的改進措施,從而形成反思的程序,促進學生有序思維的形成與發(fā)展,增強學習化學的自主性。如,在氣體實驗室制備的教學中,指導學生思考原料選用的道理?比較其他常見的物質(zhì)有什么優(yōu)勢?典型的發(fā)生裝置在實驗中還有哪些不足?如何改進達到優(yōu)化的目的,能否提出改進措施等。

        (2)學習結(jié)果指導反思的程序:收獲(建構(gòu)的知識)-診斷(不完善之處)-修正(補充與完善)

        對于學生學習的結(jié)果,指導學生強化知識的整合與評價。主動建構(gòu)知識,反思收獲的內(nèi)容,同時分析、比較、遷移,診斷出知識中可能缺陷或不完善之處,通過討論、查閱、修正形成較為完善的知識結(jié)構(gòu)。使零散的知識系統(tǒng)化,隱性的知識顯性化,普通的知識規(guī)律化,形成對知識的整體把握,對培養(yǎng)學生統(tǒng)整性思維大有幫助。這一反思的程序不僅適用于實驗教學,對于核心概念及原理、規(guī)律教學也是適用的。

        4. 實驗學習中指導學生學會反思的思維方法

        學習中方法很重要,尤其是思維方法,它是指向問題解決的認知手段,它包括對知識的感知、理解、鞏固與應(yīng)用,同時包括排除、檢索、調(diào)用與校正等批判過程。平時常用一些典型的思維方法也就是反思的思維方法,諸如:分析與綜合、比較與分類、歸納與演繹、抽象與概括、系統(tǒng)化與具象化、模型化、假設(shè)與檢驗等[5]。應(yīng)根據(jù)不同實驗學習內(nèi)容指導學生運用恰當?shù)乃季S方法,目的是便于學生理解、內(nèi)化及運用。

        5. 實驗學習指導學生學會評價

        反思能力的構(gòu)成要素一般有4個:反思的意識與習慣、反思的手段與方式、反思的自我監(jiān)控、反思的自我評價等。反思的意識與習慣是反思取得成效的前提,反思的手段與方式是載體,反思的自我監(jiān)控與評價則是重要保障。

        在實驗學習中建立學習成長檔案是一個有效的方式,學習成長檔案是學習者反思過程的真實記載,它通過一個個具象的活動反映了學習者的實踐過程,在過程中,有收獲,有失敗,是學習者自我監(jiān)控、自我反思的過程,易于學習者發(fā)現(xiàn)問題、易于總結(jié),從而調(diào)整思路,明確奮斗目標。實現(xiàn)學習能力的跨越與提升。

        通過目標評價有利于觀察反思的效度。指導學生制定反思的評價目標,讓學習者有努力的方向與目標,針對性強,通過各項指標的對比,綜合考量,找到其中的差距,尋找問題所在,實現(xiàn)從一個反思的結(jié)束邁向另一個新的反思的開始。

        學而不思則罔,思而不學則殆,反思永遠只有開始,沒有終結(jié),個體的學習是一個不斷積累,也是不斷反思的過程,培養(yǎng)學生在化學實驗中的反思能力意義深遠,每一位化學教育工作者應(yīng)以化學實驗教學為主陣地,常樹反思意識,常滲反思之能,常思反思之果,不斷反思,以思促思,切實驗提高學生學習的反思能力。

        參考文獻

        [1] 劉知新.化學學習論[M].南寧:廣西教育出版社,1999.3

        [2] 張玉娟.基于“反省思維”培養(yǎng)的“化學反應(yīng)進行的方向”教學[J].化學教學,2013(2):26

        [3] 經(jīng)志俊.引導自主建構(gòu) 防范迷思概念[J].化學教學,2013(2):28

        [4] 吳永才.基于“情境探究建構(gòu)”的化學教學實施策略[J].化學教與學,2014(10):7

        [5] 任寶華.新授課中不同類型學生活動的課堂觀察量表的設(shè)計研究[J].教育科學研究,2015(5):46-51

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