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化学实验教学中学生反思能力的培养

2016-11-16陆庭銮王少剑

化学教与学 2016年10期
关键词:反思能力特征实验教学

陆庭銮+王少剑

摘要:结合反思能力的内涵,阐述反思能力的特征及反思能力培养的策略,以便就化学实验教学中如何有效地培养学生反思能力提供参考。

关键词:实验教学;反思能力;特征;策略

文章编号:1008-0546(2016)10-0077-04 中图分类号:G632.41 文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.10.027

一、引言

反思是一种思维活动,也是一种认知策略,在不同的历史时期,一些科学家及理论对反思能力进行了阐述,美国儿童心理学家弗拉维尔提出了元认知,其本质是反思认知,它主要的观点是“个体对当前认知活动的认知调节”,元认知包括:元认知知识、元认知体验、元认知监控与元认知评价等[1],元认知理论是反思能力培养的心理学基础;杜威提出了“反思思维与反省思维”,认为教育根本目的就在于帮助人们获得反思习惯,以便他们能从事理智行动,这种反思不仅仅是“回忆”或“回顾”已有的“心理活动”,而是要找到其中的“问题”及“答案”;美国的心理学家波斯纳十分强调学习的反思过程,提出个体成长的公式:成长=经验+反思;朱小曼教授提出:“反思的本质是一种理解与实践之间的对话,是两者之间的桥梁,又是理想与现实自我心灵上的沟通”。批判理论是反思教学的重要理论基础,其理论的核心观点是批判是反思的表达,反思意味着批判;归因理论涉及成败归因理论及自我效能感理论,其中的观点是归因是通过个体的期望和情绪体验进而影响其动机的,强调了个体的主体的作用,包括个体对学习积极的反思;现代认知心理学观点认为,学生的学习应以学生已有的认知发展水平为出发点,从学生的“最近发展区”出发,在不断地产生错误与纠正错误的过程中进行;建构主义理论则认为,学习不是单纯被动地接受,而是主动建构知识的过程,在这个过程中学习者通过反思修改与提炼自己的认知的策略,其核心特征是:监控、诊断和反思。

综合所述,结合自身的理解提出,反思能力是反思活动过程中形成的一种重要的思维能力,是基于元认知,通过质疑批判、探索检验、评价创新过程,不断调节和完善自身认知,形成认知策略的一种能力。它具有哪些特征,如何在实验教学中培养学生的反思能力?

二、反思能力的特征

1. 自主性

学生的反思不是简单的认知的过程,它是对自身的认知过程的理解与批判,实现自我管理、自主监控与评价的过程,其实质是学会学习,杜威在他的著作《我们如何思维》一书中就对反思性思维进行了论述:“能够按照预定的目标或我们意识到的目的进行计划,能够以深思熟虑和带着目的的方式开展行动……它把那种单纯的食欲性、盲目性和冲动性行为转化为理智行为。”自主性是能力形成的内动力,是形成能力的源泉,是主体突显的标志,质疑批判、探索检验、评价创新过程需要学习者积极参与,实现个体能动性的有效转化与发挥,唯有自主,才能有效反思。

2. 实践性

反思不是心中的闪念,也不是大脑中任意想象,而是具有教育意义的实践思维过程,这种过程通过学习者不断地“假设-检验”以及检验后的再“假设-检验”,不断地完善与补充自己的认知结构。[2]实践性是形成合理的良好认知结构的重要途径,是形成能力的关键,体现了反思能力的主体参与。

3. 创新性

反思的过程不是简单的“回顾”知识,而是从中找到“问题”,形成解决问题的有效“途径与方案”, 反思的过程往往是从不同角度、深层次地挖掘出问题的本质,是需要创新性的思维,通过迁移、整合、创新,不断完善与丰富学习者的认知结构与情意品质。

三、在实验教学中学生反思能力培养的策略

1. 培养学生反思的意识与反思的热情

反思能力是在活动中形成与培养的,根据教学活动的特点,反思能力的形成首先要培养学生反思的意识,使之从不自觉的行为到自觉的行为,从被动的行为到主动的行为,通过自我认识、自我分析、自我监控等,实现“我想学”“主动学”“坚持学”统一。

(1)情境设疑

知识问题化,问题情境化[3],实验教学中通过创设情境产生问题,激发学生求知的意识与热情,热情不断,则反思不断。设置情境时应注意问题的启发性、促思性及领悟性,使情境设疑与学生自我认知水平联系起来,不断将学与思有机结合起来,现举例如下(表1):

(2)示错引导

示错引导目的是引发学生的认知冲突,引发思考,培养学生分析、迁移、判断,形成综合能力,找出问题症结,通过正反对照,强化知识,形成正确的反应联结,形成智慧技能与操作技能,形成反思的欲望与动力。现举例如下(表2):

(3)互动讨论

实验教学实质上是教与学的有效互动,师生相互交流、相互沟通、相互启发、相互补充,在这个过程中教师与学生分享彼此的思考、经验和知识,丰富教学内容,暴露典型问题,进行思维碰撞,求得新的发展,从而达成共识、共享、共进,切实提高实验反思能力。[4]在实验教学中,互动讨论的形式有多种,可以在核心知识的理解处、认知冲突处、知识疑难处、收尾总结处。现举例如下(表3)。

2. 指导学生寻找反思的切入点(口)

在实验教学中,很多的课堂还停留在教师讲,学生听的模式,出现学生思考得少或思考得不深入等现象,也就是不会寻找反思的切入口。要取得反思的实效,少走弯路,应指导学生寻找反思的切入口,让学生思考有方向性与针对性。在实验教学中常就实验方案、实验现象、实验操作及实验结论等作为切入口指导学生反思,现以性质活泼的氧气等教学内容为例说明。

(1)实验的方案作为反思的入口

注重引导学生对方案设计进行反思,引导学生思考在药品、实验装置、实验原理等方面的合理性等。

如,验证氧气的化学性质的教学中,课本教材中安排了三个典型的实验:木炭、蜡烛、铁丝在氧气中燃烧实验,目的是验证氧气能与许多物质发生反应,围绕实验方案,组织学生讨论,思考实验的最优方案。通过讨论、反思得出研究的方法,指导学生通过现象的比对,深刻理解“氧气的化学性质比较活泼”这一重要结论。

(2)实验现象作为反思的入口

对实验现象的反思包括两个方面:现象本身的反思,现象描述的反思。

如,氧气的性质教学过程中,涉及多个化学实验,现象也有异同,为了帮助学生更深刻地理解不同物质燃烧时出现的现象的异同,可引导学生反思:①为什么有的物质燃烧有火焰,而有的物质在氧气燃烧并没有火焰?有的有烟,有的则有雾等?②为什么有些物质燃烧剧烈,而有些物质燃烧不剧烈?甚至不易燃烧?③物质在空气中与在氧气中燃烧的现象出现明显的不同,说明了什么?④铁丝燃烧时为什么会产生火星现象?这个现象是何种原因产生的?是否所有的铁丝燃烧都有此现象?通过问题的驱动,引发学生解决问题,挖掘现象的本质。

(3)实验操作作为反思的入口

在教学时应注重引导学生对实验的操作反思,反思的内容常包括:基本操作中药品的用量,操作的不规范所引起的不良后果,操作的先后顺序导致实验成败等。通过反思可帮助学生理解与巩固化学核心观念,遵守相关的实验规则、养成良好的实验习惯。

对于操作,教学时应指导学生多问几个“为什么”,通过组织讨论,帮助学生认识这些操作的重要性与关键性。在反思中,让学生体会有的“为什么”是为了安全性的需要,如在铁丝燃烧时必须放水或集气瓶,有关资料显示,铁在氧气中燃烧的温度高达1525℃,此时生成的熔状物一旦直接落在集气瓶底会使炸裂;有的“为什么”是为了保证实验成功的关键,铁丝要燃烧,根据燃烧的条件:氧气及温度达到着火点,实验成功的关键是温度,系一根火柴就是为了达到预热的目的,达到燃烧所需的温度;有的“为什么”是为了使实验现象更明显的需要,在做可燃物在氧气中燃烧实验时,燃烧匙往往都是慢插至集气瓶中下部,“慢”与“中下部”都是为了让可燃物与氧气充分接触,使燃烧更充分,实验现象更明显;有的“为什么”是为了环保的需要,硫燃烧时会产生大量的污染性气体,如何将污染降到最低程度,可利用二氧化硫的溶解性,在瓶底装少量的水以便于吸收二氧化硫。这些反思可帮助学生掌握实验的关键,串联相关的知识,弄清操作的原理,教学中应让学生明白学习的过程不是“探其花”,而是“究其根”,刨其本质,达到 “精于道者,兼物物”的目的。

(4)实验的装置作为反思的入口

反思实验装置,反思其典型性与创新性,达到既继承传统,还要突破传统。从反应的原理(反应物的状态及反应条件)、装置的要素构成、装置的功能解析、装置的适用范围、装置图形的构建,引导学生反思,在构建知识的图式中掌握装置的特点和组成,围绕实验装置进行知识的联结与深化,发展学生的思维能力。

此外,反思装置值得创新或改进的部分。从实验装置的简洁性、环保性、安全性等方面加以考虑。如,实验室利用双氧水和二氧化锰制取氧气时,对于装置引导学生反思:①为达到控制反应速度的问题,如何改进?②若需要控制反应的发生与停止,装置如何改进?通过组织讨论,将反思引向纵深处。

(5)实验的结论作为反思的入口

在教学过程中应善于指导学生对结论进行反思,反思结论的准确性和严谨性。

如,常常设计如下的实验证明催化剂的性质:①试管中加入一定量的过氧化氢溶液,插入一根带火星的木条,观察木条是否复燃;②另一试管中加入同量的过氧化氢溶液,再加入少许二氧化锰粉末,同时插入一根带火星的木条,观察木条是否复燃。通过质疑、讨论实验结论的严谨性,组织学生反思,如何有效设计实验证明催化剂的性质,提高学生的反思能力。

3. 指导学生按照一定的程序或模式进行反思

指导学生从过程与结果两个方面进行反思,指导学生按照一定的程序或模式进行反思有利于提高学习的效率,提高反思的针对性,避免盲目,提高学习的自主性,从学会到会学,达到反思的目的。

(1)实验过程指导反思的程序:原理(做的理由)-质疑(不足之处)-创新(改进措施)

在实验过程中,指导学生对实验原理、药品、步骤、操作、检验等思考,这样做的原因是什么,有何不完善之处,能否提出切合实际的改进措施,从而形成反思的程序,促进学生有序思维的形成与发展,增强学习化学的自主性。如,在气体实验室制备的教学中,指导学生思考原料选用的道理?比较其他常见的物质有什么优势?典型的发生装置在实验中还有哪些不足?如何改进达到优化的目的,能否提出改进措施等。

(2)学习结果指导反思的程序:收获(建构的知识)-诊断(不完善之处)-修正(补充与完善)

对于学生学习的结果,指导学生强化知识的整合与评价。主动建构知识,反思收获的内容,同时分析、比较、迁移,诊断出知识中可能缺陷或不完善之处,通过讨论、查阅、修正形成较为完善的知识结构。使零散的知识系统化,隐性的知识显性化,普通的知识规律化,形成对知识的整体把握,对培养学生统整性思维大有帮助。这一反思的程序不仅适用于实验教学,对于核心概念及原理、规律教学也是适用的。

4. 实验学习中指导学生学会反思的思维方法

学习中方法很重要,尤其是思维方法,它是指向问题解决的认知手段,它包括对知识的感知、理解、巩固与应用,同时包括排除、检索、调用与校正等批判过程。平时常用一些典型的思维方法也就是反思的思维方法,诸如:分析与综合、比较与分类、归纳与演绎、抽象与概括、系统化与具象化、模型化、假设与检验等[5]。应根据不同实验学习内容指导学生运用恰当的思维方法,目的是便于学生理解、内化及运用。

5. 实验学习指导学生学会评价

反思能力的构成要素一般有4个:反思的意识与习惯、反思的手段与方式、反思的自我监控、反思的自我评价等。反思的意识与习惯是反思取得成效的前提,反思的手段与方式是载体,反思的自我监控与评价则是重要保障。

在实验学习中建立学习成长档案是一个有效的方式,学习成长档案是学习者反思过程的真实记载,它通过一个个具象的活动反映了学习者的实践过程,在过程中,有收获,有失败,是学习者自我监控、自我反思的过程,易于学习者发现问题、易于总结,从而调整思路,明确奋斗目标。实现学习能力的跨越与提升。

通过目标评价有利于观察反思的效度。指导学生制定反思的评价目标,让学习者有努力的方向与目标,针对性强,通过各项指标的对比,综合考量,找到其中的差距,寻找问题所在,实现从一个反思的结束迈向另一个新的反思的开始。

学而不思则罔,思而不学则殆,反思永远只有开始,没有终结,个体的学习是一个不断积累,也是不断反思的过程,培养学生在化学实验中的反思能力意义深远,每一位化学教育工作者应以化学实验教学为主阵地,常树反思意识,常渗反思之能,常思反思之果,不断反思,以思促思,切实验提高学生学习的反思能力。

参考文献

[1] 刘知新.化学学习论[M].南宁:广西教育出版社,1999.3

[2] 张玉娟.基于“反省思维”培养的“化学反应进行的方向”教学[J].化学教学,2013(2):26

[3] 经志俊.引导自主建构 防范迷思概念[J].化学教学,2013(2):28

[4] 吴永才.基于“情境探究建构”的化学教学实施策略[J].化学教与学,2014(10):7

[5] 任宝华.新授课中不同类型学生活动的课堂观察量表的设计研究[J].教育科学研究,2015(5):46-51

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