許海衛(wèi) 陳紅

摘? ? 要：學(xué)生的化學(xué)問題解決過程是最重要的化學(xué)學(xué)習(xí)過程。要實現(xiàn)有效教學(xué)，就必須讓學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，尤其是問題解決過程對教師可見。教師可以創(chuàng)設(shè)具有挑戰(zhàn)性的化學(xué)問題情境，借助學(xué)習(xí)訪談記錄表、口語報告等工具，對學(xué)生學(xué)習(xí)的過程進(jìn)行外顯，并深入研究認(rèn)知結(jié)構(gòu)、思維能力、自我概念等因素對高中學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)過程產(chǎn)生的影響，再結(jié)合案例給出提高教學(xué)有效性的策略。

關(guān)鍵詞：心理圖式;認(rèn)知結(jié)構(gòu);思維能力;自我概念

為了更好地發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，我們課題組立足化學(xué)學(xué)科，將研究視角定位在基于學(xué)生自主學(xué)習(xí)的優(yōu)質(zhì)教學(xué)。隨著教學(xué)研究的深入，我們深刻體會到要成為智慧教師，光有淵博的學(xué)識和精湛的教學(xué)技藝是不夠的，還需要有準(zhǔn)確的教師定位，即服務(wù)于學(xué)生的學(xué)——“看見”學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑，明晰對學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)生關(guān)鍵影響的因素，富有成效地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成，做學(xué)生素養(yǎng)提升的催化劑。通過教學(xué)實踐和案例研究，我們認(rèn)為學(xué)生的化學(xué)問題解決過程是最重要的化學(xué)學(xué)習(xí)過程，而了解學(xué)生的問題解決路徑是開展精準(zhǔn)輔助學(xué)習(xí)的前提。

一、問題解決過程心理圖式的提煉

認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，問題是在事物的初始狀態(tài)和想要達(dá)到的目標(biāo)狀態(tài)之間存在障礙的情景，問題解決是指利用一系列認(rèn)知操作或一定方法實現(xiàn)從目前狀態(tài)轉(zhuǎn)化為目標(biāo)狀態(tài)的過程[1]232。為了透視學(xué)生解決學(xué)科問題時的內(nèi)在思維“黑箱”，一方面，我們利用課堂觀察、作業(yè)分析、問卷調(diào)查和形成性檢測等渠道采集信息，并在分析和了解學(xué)生化學(xué)問題解決能力現(xiàn)有水平的基礎(chǔ)上，針對不同選科組合、不同學(xué)習(xí)內(nèi)容、不同學(xué)業(yè)水平的學(xué)生，設(shè)定相應(yīng)的問題解決學(xué)習(xí)的達(dá)成目標(biāo)，創(chuàng)設(shè)具有一定挑戰(zhàn)性的化學(xué)問題情境，對學(xué)生問題解決過程展開系列研究。另一方面，我們又利用日?；瘜W(xué)答疑的機(jī)會，適時開展了解學(xué)生問題解決過程的交流，并詳細(xì)記錄下對話內(nèi)容，為研究積累豐富的可視化資料。

【案例1】堿性條件下CH4燃料電池負(fù)極反應(yīng)式書寫的學(xué)習(xí)訪談

訪談目的：探查學(xué)生電極反應(yīng)式書寫的思維過程。

問題設(shè)計：書寫堿性條件下甲烷燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式。

訪談對象：高二年級剛學(xué)完原電池新課的中等學(xué)業(yè)水平學(xué)生。

訪談記錄與資料分析如表1所示。

訪談資料的分析維度包含學(xué)生的學(xué)業(yè)基礎(chǔ)、思維角度、思考方法、思維障礙點以及自我過程（自我效能、動機(jī)、目標(biāo)等）等。教師在與學(xué)生的訪談中利用傾聽，“看見”學(xué)生的學(xué)習(xí)路

徑，了解其學(xué)習(xí)難點。然后再借助評價引導(dǎo)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)認(rèn)知偏差、豐富思維策略，促使其自主糾偏、增進(jìn)自我效能感，進(jìn)而提升學(xué)習(xí)信心，充分發(fā)揮問題解決能動性。

通過對不同層次學(xué)生典型問題解決過程的外顯表征分析，探查學(xué)生群體心理過程內(nèi)部表征共性特征，我們提煉出學(xué)生化學(xué)問題解決過程中的一般心理圖式，如圖1所示：

學(xué)生先從問題情境中主動提取問題關(guān)鍵信息進(jìn)入工作記憶，對問題的有關(guān)信息進(jìn)行解讀表征，明確問題的目標(biāo)指向并準(zhǔn)確界定問題。接著努力檢索有關(guān)信息，激活已有認(rèn)知，對問題目標(biāo)進(jìn)行剖析。然后確立問題解決的切入點，構(gòu)建解決模型嘗試解決問題，并形成初步結(jié)論。最后再對取得的初步結(jié)論進(jìn)行評價，并及時修正模型、調(diào)整策略，達(dá)成最終結(jié)論。

二、學(xué)生問題解決的影響因素

學(xué)生的問題解決過程是實現(xiàn)識知的現(xiàn)有狀態(tài)向目標(biāo)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程，是“在問題的已知狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)之間尋找一條路徑”[2]。它是一個復(fù)雜的認(rèn)知活動綜合體，需要原有儲備知識、智慧能力和自我系統(tǒng)等的共同參與。通過剖析學(xué)生的問題解決過程案例，我們發(fā)現(xiàn)，從學(xué)生的層面來看，影響學(xué)生問題解決的因素至少包含以下幾個方面：

（一）認(rèn)知結(jié)構(gòu)制約化學(xué)問題解決

問題解決是學(xué)生運用原有認(rèn)知解決具體情境問題的能力活動。認(rèn)知結(jié)構(gòu)影響對信息的選擇、解釋、組織和記憶[1]121。在問題解決的心理過程中，要準(zhǔn)確解讀獲取信息、正確定位解決角度并確立解決路徑，知識的結(jié)構(gòu)化水平顯得尤為重要。

【案例2】硫酸可用于制備哪些氣體？為什么？

設(shè)計意圖：探查學(xué)生對典型物質(zhì)性質(zhì)的掌握水平。

典型表述1：可以制備氫氣、二氧化碳、二氧化硫、硫化氫，因為強(qiáng)酸可以制弱酸。

典型表述2：還可以制備氯化氫、溴化氫、硝酸等，因為不揮發(fā)性酸可以用來制備揮發(fā)性酸。

典型表述3：還可以利用它具有強(qiáng)氧化性的特性，來制備二氧化硫、二氧化碳等。

典型表述4：還可以制備一氧化碳、乙烯，因為它具有脫水性。

典型表述5：利用硫酸的酸性，還可以制備一氧化氮、二氧化氮，因為硫酸可以制備硝酸，利用所得的硝酸和銅反應(yīng)不就能制備了嗎？

典型表述1和2一般是脫口而出的，說明學(xué)生對硫酸概念的學(xué)習(xí)處于從單點到多點的結(jié)構(gòu)層次，停留在表層理解水平。強(qiáng)酸制弱酸、不揮發(fā)性酸制揮發(fā)性酸是初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過的內(nèi)容，這兩個表述反映出熟練的知識在應(yīng)用時可達(dá)到自動化狀態(tài)。對教學(xué)的啟示是：教學(xué)中適度地刻意訓(xùn)練可以促進(jìn)概念的內(nèi)化和觀念化。當(dāng)然，刻意訓(xùn)練并不是簡單的重復(fù)練習(xí)，所擬題應(yīng)能促進(jìn)學(xué)生對所學(xué)知識的深度理解，具有拓展認(rèn)知功能，以利于學(xué)生認(rèn)識的發(fā)展。

典型表述3和4，體現(xiàn)出學(xué)生能認(rèn)識到物質(zhì)的多樣性。從組成、性質(zhì)等多個視角分析、闡述硫酸的用途，說明學(xué)生對硫酸概念的學(xué)習(xí)處于從多點到關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次，進(jìn)入深度理解水平。對教學(xué)的啟示是：應(yīng)重視監(jiān)控教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度，及時對學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行反饋評價，示范并引導(dǎo)學(xué)生用優(yōu)化的策略建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)（如圖2），在刻意練習(xí)中促進(jìn)認(rèn)知的結(jié)構(gòu)化。

典型表述5展現(xiàn)出學(xué)生能根據(jù)問題解決的需要，從不同的角度對硫酸及其變化進(jìn)行分析，延展推斷得出硫酸可以制備一氧化氮和二氧化氮，從而創(chuàng)新性地解決問題。這說明學(xué)生對硫酸概念的學(xué)習(xí)已達(dá)到概念性理解水平。對教學(xué)的啟示是：設(shè)置落于學(xué)生最近發(fā)展區(qū)、具有挑戰(zhàn)性、需要深層理解水平的問題，有助于學(xué)生融會各方面的知識，提高知識的結(jié)構(gòu)化水平，從而準(zhǔn)確、全面、創(chuàng)造性地解決問題。

（二）思維能力制約化學(xué)問題解決

問題解決需要一系列認(rèn)知操作的交互作用，如記憶與再現(xiàn)、理解與分析、綜合與推斷、評價與創(chuàng)造等。幫助學(xué)生發(fā)展高階思維能力，使其能有效靈活地利用有助于記憶、分析、推理等的學(xué)習(xí)策略，提高信息加工能力，助推問題解決，促進(jìn)認(rèn)識思路的結(jié)構(gòu)化。

【案例3】某工廠對一物質(zhì)的水溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，產(chǎn)率總是很低。你能幫忙分析可能的原因嗎？

學(xué)生通過頭腦風(fēng)暴得出：

1.揮發(fā)性酸與難溶性堿形成的鹽發(fā)生了水解;

2.物質(zhì)在蒸發(fā)過程中被氧化;

3.物質(zhì)受熱分解了;

4.物質(zhì)受熱升華了;

……

該案例反映出學(xué)生在解決問題時缺乏分析的策略，不善于多角度分析關(guān)聯(lián)、整合解決，只是憑直覺想到什么說什么，導(dǎo)致問題解決缺乏全面性、系統(tǒng)性，創(chuàng)新性受阻。

問題解決的思維策略和方法學(xué)習(xí)離不開具體的問題情境，需要在問題解決的過程中去體會和習(xí)得。參與性示范是現(xiàn)代心理學(xué)發(fā)展的一種有效方法。如案例3，教師可在學(xué)生基本得出問題成因的情況下，再協(xié)同學(xué)生對答案進(jìn)行分析、綜合、評價、提煉，得出應(yīng)從物質(zhì)性質(zhì)與化學(xué)環(huán)境相互作用的視角去整合解決（如表2），幫助學(xué)生找出認(rèn)識差距和有待改進(jìn)的地方，促進(jìn)思維的發(fā)展。

教師應(yīng)有效地干預(yù)學(xué)生的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中使用并練習(xí)高階思維技能及分析策略，這樣可以提高學(xué)生的思維水平和認(rèn)知效率。由于學(xué)生在問題解決過程中呈現(xiàn)出層次關(guān)系、并行關(guān)系和互補(bǔ)關(guān)系等思維狀態(tài)[3]，教學(xué)中，教師應(yīng)提供多向交流對話平臺，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會互相欣賞、互相啟發(fā)，促使他們相互學(xué)習(xí)、相互補(bǔ)充。這也是發(fā)展學(xué)生思維的有效途徑之一。

（三）自我概念制約化學(xué)問題解決

約翰·哈蒂的“繩索模型”認(rèn)為：“學(xué)生是‘選擇者，他們意在向自己的世界注入秩序、一致性和可預(yù)測性，不但要選擇詮釋世界的方法，選擇替代行動方案，還要思考做出以上選擇是否有價值。這些選擇旨在保護(hù)、呈現(xiàn)、維持和推動自我感[4]?！睂W(xué)生而言，化學(xué)問題解決既需要動用已學(xué)的結(jié)構(gòu)化知識，又需要策略性思維能力，是一種新的挑戰(zhàn)。對自我信息的處理能力和處理方式，決定著學(xué)生在挑戰(zhàn)性任務(wù)面前的自信心、在錯誤和失敗面前的適應(yīng)能力、與同伴互動時的開放性和意愿，以及付諸行動得到成功后的自豪感。

【案例4】三所不同層次學(xué)?；瘜W(xué)選考班學(xué)生問題解決的自我過程

學(xué)生問題解決的自我過程的典型表現(xiàn)如表3所示：

1.自我效能感的呵護(hù)

自我效能是學(xué)生對自己能否成功解決問題的信心。碰到困難的任務(wù)，敢于挑戰(zhàn)、充滿自信是高自我效能的表現(xiàn)，淺嘗輒止則為低自我效能的表現(xiàn)。因此，應(yīng)設(shè)置略高于學(xué)生現(xiàn)有水平的問題，激勵學(xué)生積極大膽地嘗試，引導(dǎo)他們做出稍微超出自己能力的評價。若通過努力，問題能迎刃而解，將有助于學(xué)生增強(qiáng)自信心，也能為學(xué)生能力的發(fā)展提供可持續(xù)的動力。

2.自我驅(qū)動力的助推

自我驅(qū)動力是學(xué)生內(nèi)在的強(qiáng)烈學(xué)習(xí)意愿和行動力。學(xué)生只有樹立正確的學(xué)習(xí)價值觀才能產(chǎn)生較強(qiáng)的驅(qū)動力。與現(xiàn)實生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相聯(lián)系的化學(xué)問題，能較好地體現(xiàn)學(xué)以致用的價值，可以激發(fā)學(xué)生主動探究的興趣。在化學(xué)問題解決能力培養(yǎng)的過程中，教師與學(xué)生共同參與制定學(xué)習(xí)目標(biāo)，并將長期目標(biāo)分解為多個短期目標(biāo)，將有助于學(xué)生參與的積極性，增強(qiáng)其勝任力和持續(xù)學(xué)習(xí)的毅力。

3.自我管理的干預(yù)

自我管理是學(xué)生對自己的目標(biāo)、思想、心理和行為等表現(xiàn)進(jìn)行的監(jiān)控、評價與調(diào)節(jié)。良好的自我管理能力，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)力的提升。教學(xué)管理中，教師要有效調(diào)動元認(rèn)知，教會學(xué)生元認(rèn)知學(xué)習(xí)策略，讓學(xué)生學(xué)會規(guī)劃自己的學(xué)習(xí)，設(shè)定挑戰(zhàn)自我的學(xué)習(xí)目標(biāo)，集中注意力，自覺主動地投入互動學(xué)習(xí)，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。教師要積極處理教學(xué)反饋，讓學(xué)生對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行自我反思，開展自我評價、自我完善，幫助其樂觀耐挫、體驗成功。這樣可以增強(qiáng)學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)思考并付諸行動的意愿和信念。

教學(xué)即生活，教學(xué)即研究。體現(xiàn)學(xué)為中心，在獲知和理解學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，有效促進(jìn)學(xué)生達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)，服務(wù)好學(xué)生的學(xué)習(xí)，實現(xiàn)為學(xué)而教——這樣的教學(xué)，對每個教師而言都是任重道遠(yuǎn)且不可推卸的。

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