多維學習理論培養(yǎng)化學實驗能力

1、小論多維學習在培養(yǎng)學生化學實驗能力的作用福建省松溪一中（353500） 李肇金TEL: Email:摘 要：化學是以實驗為基礎的科學，化學實驗能力是化學教育的重要培養(yǎng)目標。然而長期以來，化學實驗能力的培養(yǎng)問題并未引起人們的注意，教師在化學實驗教學中教學方法單一而片面，這導致學生的化學實驗能力發(fā)展片面和畸形。新課程改革實施后，教育界開始重視化學實驗能力的培養(yǎng)，相關方面的研究越來越多，但是這些研究大多聚焦于教學，忽視學生的學習特點和己有的認知結構。學生的學習不僅僅是書本知識學習，完整的學習從其對象或領域來看應該是包括符號學習、交往學習、操作學習、反思學習、觀察學習等在內(nèi)的多個維度的學習。故要提高學

2、生的化學實驗能力，全面發(fā)展的各項能力，只能在多維學習中才能實現(xiàn)。在實際的教學中，應該多種學習類型并用，實現(xiàn)其功能上的互補，培養(yǎng)學生化學實驗能力，促進學生身心素質的全面發(fā)展。關鍵詞：化學；實驗能力；培養(yǎng)；多維學習；學習一、問題提出的背景化學是一門以實驗為基礎的自然科學，學生的化學實驗能力是中學化學教育的重要培養(yǎng)目標。在人類發(fā)展的進程中，從新元素的發(fā)現(xiàn)，新化合物的合成，到化學反應規(guī)律的研究，各種假設、理論的驗證，都離不開相關實驗。同時，實驗法也是研究自然科學問題的最重要最基本的方法之一。通過化學實驗，人們能通過相關的儀器、試劑，運用基本的實驗操作技能，使化學理論知識與生產(chǎn)實踐相結合。通過化學實驗操

3、作為載體，培養(yǎng)學生觀察、設計、探究和解決問題的能力；在實驗過程中培養(yǎng)學生嚴謹求實、勇于探索創(chuàng)新的科學精神。長期以來，中學生化學實驗能力的培養(yǎng)問題并未引起人們的注意。受各種因素的影響，中學實驗教學效果不夠理想，學生化學實驗能力的培養(yǎng)中存在著眾多問題。通常表現(xiàn)為化學實驗教學中教學方法單一，模式固定，知識片面。這導致學生的化學實驗能力發(fā)展片面和畸形。新課程改革實施后，各學校開始重視學生化學實驗能力的培養(yǎng)，與之相關的研究越來越多；但這些研究大多聚焦于教師的課堂實驗教學，忽視學生現(xiàn)有的認知結構及自身的學習特點。二、問題的研究與思考學生化學實驗能力的培養(yǎng)離不開教師的實驗教學所采用的方法及學校實驗儀器的配備

4、，二者密切相關、缺一不可。1、 實驗硬件設施據(jù)有關方面的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國中學現(xiàn)有實驗室的不到同級學校數(shù)量的一半，在擁有實驗室的學校中，實驗室的基礎設施能夠大體配齊的不到30%。實驗室硬件設施能夠滿足教學要求的幾乎都存在于重點中小學中。總體設施較為落后，可操作性不強。每次化學實驗都需要消耗一些化學試劑和玻璃儀器，這些試劑和儀器經(jīng)過使用后，一般無法再循環(huán)使用，下次實驗需要添加試劑和儀器，化學實驗室的建立和維護需要建立在一定的經(jīng)濟基礎之上，因此一些偏遠和經(jīng)濟落后地區(qū)的學校往往很少開設或者根本就不開設學生實驗，更談不上實驗能力的培養(yǎng)。2、 實驗軟件設置一直以來，中學實驗教學的目的都比較含糊，可操作性較弱

5、。實施新教材以后得到一定改善，但仍然存在著不少問題，如:實驗內(nèi)容編排不緊密;與生活生產(chǎn)相脫節(jié)。實驗教學模式單一，通常由教師把學生要做的實驗涉及到的內(nèi)容詳細告訴學生，學生按步驟直接照做。這種沒有經(jīng)過學生大腦的思考與加工的實驗，學生做完了實驗后有時連實驗原理都沒弄清楚。隨著科學技術的發(fā)展，多媒體技術開始在教學中得到廣泛應用，化學實驗也以一種新的形式展現(xiàn)在學生面前，即看實驗視頻或錄像，該實驗方式和以往老師在黑板是畫實驗，書本上看實驗并沒有實質的區(qū)別，只不過披上了一層高科技的外衣，看似是與時代接軌，實則是一種倒退。學生實驗的操作技能、觀察能力、科學素養(yǎng)都不是通過看實驗能學會的，正如我們學習如何游泳，光

6、觀看游泳的視頻是永遠也不可能學會的。化學實驗也如此，必須要有一定量的實驗活動來保證，學生才能夠在實驗中收獲探索中成功與失敗的經(jīng)驗，感受到科學的涵義和方法，形成科學的情感、態(tài)度和價值觀。當然，硬件設施屬于客觀因素，對外界的依賴性較大，學?；蚪處熭^難做出較大改變。但軟件設施屬于教學范疇內(nèi)的化學實驗教學則可以通過各方面的努力來達到最優(yōu)化。培養(yǎng)學生的化學實驗能力是每一個化學教育者的最主要任務之一，其關鍵點就是要解決學生在化學實驗中學習類型的選擇及其應用問題。3、 目前研究的不足實施新課程以來，教師關于化學實驗能力的研究增多，但仍存在一些問題。研究方法、觀念、角度等方面還存在著不少問題，尤其是對化學實驗

7、能力這一綜合能力中包含的各項子能力培養(yǎng)問題的平衡、全面、系統(tǒng)未能得到很好的解決。通過查閱大量文獻資料，筆者發(fā)現(xiàn)在化學實驗能力培養(yǎng)這一課題中，發(fā)現(xiàn)多維學習及其互動是解決化學實驗能力培養(yǎng)問題的一個新視角，正是基于這樣一個理論假設，筆者開始了運用多維學習培養(yǎng)中學生化學實驗能力的實踐探索。三、問題的解決方法從學習的對象來看，學生的學習不能局限在僅僅以書本知識為對象，還應以自然、他人(社會)、自我為對象。因此，學生的學習不應是單向的，而應是多維的。多維學習之間的關聯(lián)與互動，是促進學生作為“生活主體”全面發(fā)展的學習機制。“多維學習”，是由我國華中師范大學陳佑清教授提出的。多維學習觀的確立基于在我國，人們常

8、認為學習就是學書本知識，關注較多也是學生的“認知發(fā)展”；而按新時期教育發(fā)展的價值追求，學生的發(fā)展還包括身體素質、人際交往、自主學習、團隊合作、創(chuàng)新精神、實踐能力等內(nèi)容的全面發(fā)展。學習活動雖然是將人類活動的內(nèi)容典型化，人的生活過程簡約化，但是類型或范圍是絕對不能縮小的。據(jù)此將學習活動劃分為符號學習、觀察學習、操作學習、交往學習、反思學習等五種學習類型。這幾種學習類型對于人的身心發(fā)展有各自獨特的功能與價值，具有不可替代性，然而它們也存在著各自的局限性，因此在實際的教學中，應該多種學習類型并用，實現(xiàn)其功能上的互補，培養(yǎng)學生化學實驗能力，促進學生身心素質的全面發(fā)展。1、多維學習類型在化學實驗中的體現(xiàn)(

9、l)化學實驗中的符號學習符號學習是以文字、圖像、聲音等符號形式存在的文化科學知識為對象的學習類型，符號學習活動包括聽講、閱讀、寫作等等形式。化學實驗中符號的學習包括:化學基本概念、化學基本理論、元素化合物、有機化學、化學計算、化學實驗室規(guī)則、化學藥品及化學儀器使用規(guī)則以及包含化學實驗的圖形、錄像等其它形式。在符號學習中，因為對象不同，人在頭腦中對不同符號的表征活動方式也不同，因此符號學習本身也包含著不同符號對象學習之間的互動。例如，化學科學具有自己一套特殊的語言，即化學語言，化學語言包含著元素符號，元素周期表，化學方程式，分子結構模型等，化學語言作為化學界基本的通行工具具有全世界范圍內(nèi)的適用性

10、，化學知識結構的建構也是以化學語言為基礎的。因此，化學比別的學科更容易以知識網(wǎng)絡圖的形式進行歸納總結，以形象的裝置圖來代替對實驗裝置的文字描述，這樣更有利于學生記憶和把握規(guī)律。如:圖4.1用幾個箭頭與化合物符號表現(xiàn)了物質之間錯綜復雜的反應。圖4.1氯及其化合物的反應結構圖(2)化學實驗中的觀察學習觀察學習也稱替代學習，學習者通過對實際事物、他人和情境進行感知或觀察來進行學習?；瘜W實驗中的觀察學習包括:對實驗前準備的觀察(實驗藥品處理裝填、實驗儀器清洗組裝、實驗小組成員分工)、實驗操作步驟的觀察(實驗常規(guī)步驟、實驗突發(fā)情況處理、實驗改進研究)、實驗現(xiàn)象的觀察(現(xiàn)象記錄、現(xiàn)象歸因思考)。這樣一種分

11、類方式能夠使學生在觀察時有明確的對象與范圍，做到有目的、有計劃的觀察，而不是雜亂無章的看，雜亂無章的看故然可以使學生看到應有的實驗現(xiàn)象，對化學實驗產(chǎn)生興趣，但是對于學生觀察能力的發(fā)展和實驗能力的提高并無促進作用。(3)化學實驗中的交往學習交往學習是學習者通過對話和互動等形式，從他人那里獲得思想、觀念、情感、行為方式及整體人格的啟發(fā)、借鑒或影響。化學實驗中的交往學習主要是學生實驗中的分組實驗，大部分學校的學生實驗都采取了分組實驗這種方式，小組成員或者分工共同完成一個實驗，或者是每人輪流角色扮演，每個角色都經(jīng)歷一次。化學實驗中的交往學習除了扮演學科教學的角色，而且還有教育性發(fā)展功能，也就是超出學科

12、范圍的發(fā)展功能，即能夠提高學生的社會交往能力，學習過程中，相互溝通，發(fā)展彼此間的友誼，能夠促進學生品德、語言能力、觀察理解他人的能力等。(4)化學實驗中的操作學習操作學習是指學習者以某種實際的事物為對象，并通過一定的外部身體動作作用于該事物。操作學習分兩種方式，一種是以物質性的工具作用于實際事物，稱為工具性的操作活動;另一種是學習者以自身身體器官動用為操作對象，稱為身體器官活動。化學實驗中的操作學習就是一種工具性的操作活動，是學習者以化學實驗藥品、儀器，以一定的規(guī)則與步驟，通過手部的動作完成一定的學習任務。化學實驗中的操作學習包括:實驗藥品的取用操作、實驗儀器的組裝操作、實驗順序的控制操作、實

13、驗后拆裝清理操作?；瘜W實驗室中有些藥品屬易燃、易爆或劇毒，實驗儀器多為玻璃制品容易破碎，因此化學實驗操作存在著一定程度的危險性，實驗垃圾對環(huán)境也會造成一定的影響。例如，我們在稀釋濃硫酸時，正確的方法應當是將濃硫酸往水里面倒來進行稀釋，而如果反過來將水往濃硫酸里加，這時溶液就是劇烈的沸騰，里面液體四濺，稍不注意濃硫酸會濺出來傷到人。因此，化學實驗中的操作學習必須要注意安全性、環(huán)保性、規(guī)范性，另外在做到這幾點的情況下，能夠對實驗進行改進和創(chuàng)新也是非常值得鼓勵的。(5)化學實驗中的反思學習反思學習不同于其它幾種學習類型，是學習者以自身經(jīng)驗或身心結構為對象，用自我監(jiān)察，評價等方式進行學習。反思學習在最

14、初必須依托于其它幾種學習類型中，但是隨著學習主體知識的增長和自我意識水平的提高，能夠脫離依附單獨存在。反思學習不僅是對已發(fā)生學習的觀察、分析、評價和改造，也包含著思維活動，在杜威的民主主義與教育中將反思與思維作為同一層面的概念來論述。如果說其它的學習類型是化學實驗學習中的各大軀干，那么反思學習就是貫穿這條軀干的骨骼。沒有反思的化學實驗學習是機械的學習，是各自為政的學習;沒有反思，化學實驗談不上改進和創(chuàng)新;沒有反思，也談不上化學實驗方案的設計;沒有反思，更別提化學科學的發(fā)展與推進。化學實驗中的反思學習包括著對其它各種學習類型應用的思考、對各學習類型綜合的思考。2.化學實驗學習中多維學習的互動雖然

15、各種學習類型在化學實驗學習中的呈現(xiàn)不同的特點，但在實際的化學實驗學習中，各種學習類型并不是單獨出現(xiàn)的，而要根據(jù)液該節(jié)實驗內(nèi)容、目的的不同而顯現(xiàn)不同組合方式。如同美國心理學家加德納的多元智能理論，加德納將人的智能分為語言智能、邏輯智能、空間智能、肢體運作智能、音樂智能、人際智能、內(nèi)省智能和自然探索智能一共/又種智能，每個學生的智能結構都是不同的，總有某些比較突出的智能，學校教育的作用在于發(fā)現(xiàn)每個學生的優(yōu)勢和長處，采用合適的特點與辦法去發(fā)展學生的優(yōu)勢，不能對不同的智能厚此薄彼。不同的學習類型在學生的學習活動中都有特定的發(fā)展功能和局限，只要運用得當，就可以發(fā)揮出每種學習類型的優(yōu)勢，避開其局限，這些學

16、習類型在具體的運用中也沒有特點的組合形式，可以兩兩組合，也可以三三組合，而組合的順序不同也會在實際的學習中發(fā)揮不同的作用。因此，對多維學習互動的探討需要結合具體的對象來說明互動的條件、原因和互動方式。當學生發(fā)生了認知困難，也就是只用某一種學習不能理解學習的對象時，需要其它類型的學習加以說明和補充。例如，有兩瓶失去標簽的液體，其中一瓶是氯化鈉溶液，另一瓶是蒸餾水，讓學生思考可用哪些方法將它們鑒別出來。這時，學生思維異?；钴S，提出很多方案：取等體積的兩種液體分別稱量，質量大的是NaCl溶液；分別取兩種液體進行導電性實驗，能導電的是氯化鈉溶液；分別取兩種液體滴入幾滴AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀的是N

17、aCl溶液；分別取少許溶液進行焰色反應，焰色反應顯黃色的是NaCl溶液等。又如：用一個最簡單的實驗來證明氨水為弱堿。學生通過討論后得出：測一定濃溶液的PH值。測稀釋前后，溶液PH值的變化。測溶液的導電性。測對應鹽溶液的PH值等等。然后，對各種方法進行比較、評價，選出最佳的方法。再如怎樣用實驗方法去鑒別濃H2SO4和稀H2SO4，怎樣區(qū)別FeCl3與FeSO4，怎樣區(qū)別Na2CO3和NaHCO3，從鋁制取氫氧化鋁哪一種途徑最佳等等。針對這些開放性問題都可以組織學生盡可能從多角度、多方面來分析、推測、判斷，從而達到利用多維學習來培養(yǎng)化學實驗能力的目的。又如在原電池原理的實驗中，先設計啟發(fā)性問題引導

18、學生逐步探究鋅、銅分別與稀硫酸反應，鋅、銅用導線連接與稀硫酸反應的現(xiàn)象，在得出原電池原理后，再進一步提出讓學生設計一些原電池，讓學生在質疑這些原電池的過程中理解原電池的組成。此外，對有些實驗問題可以先提供給一定的實驗信息，讓學生進行知識的遷移和發(fā)散，促進學生實際運用能力的提高。有計劃地指導學生進行課外閱讀。在進行實驗探究性學習前，指導學生閱讀相關知識，有利于學生在探究性學習中進行思維發(fā)散，有利于探究性學習的成功。例如在實驗探究第三周期元素金屬性、非金屬性強弱時，課前可指導學生閱讀有關判斷金屬性、非金屬性強弱的知識，然后在課堂中進行實驗探究；這樣，在探究中學生就可以很好的進行思維發(fā)散，就能順利的進行探究性學習。只有掌握大量的豐富的科學文化知識，思考才能從多方面發(fā)散，才有多維思維的基礎，才能使學生更好地進行探究性學習。培養(yǎng)學生良好的記憶品質。總之，化學實驗是實驗室中再現(xiàn)自然界中的化學變化，使人們能夠觀察、學習和研究自然規(guī)律的窗口。教師只有從學生現(xiàn)有的認知