促进知识理解的化学教学研究

1. 促进知识理解的化学教学研究 山东师范大学化学系 毕华林 bhll@263.net

2. ◇理解的涵义与特征 • ◇促进知识理解的教学策略 从学生已有的知识经验出发 设计有思考价值的问题 构建学生合理的认知结构

3. 什么是“理解” • 《辞海》中对理解的解释：“理解是通过揭露事物间的联系而认识新事物的过程。” • 《心理学大辞典》中对理解的解释：“个体运用已有知识、经验，以认识事物的联系、关系直至其本质、规律的思维活动 • 认知学派认为，个体在认识过程中，把新事物同化于已有的认知结构，或是改组扩大原有的认知结构，把新事物包括进去，这样的心理活动就是理解。

4. 美国密执安州立大学的史密斯（E.L.Smith）对科学中的理解提出了两条标准：美国密执安州立大学的史密斯（E.L.Smith）对科学中的理解提出了两条标准： • 联系性和在一定社会环境中的实用性 • 概念被理解应表现在，学习者会用适当的方式表示概念并能与其他概念相联系，特别是与学习者自身原有的知识和观念相联系。概念被理解的程度表现在，学习者能运用概念成功地完成他们生活的社会环境中的重要任务。

5. 布鲁姆目标分类学中的“理解” • 又译为“领会”。要求学生将知识从一个抽象水平转化为另一个抽象水平，如用自己的话复述问题、举出原理或概念的例子、限定命题、推断过去或未来的趋势，或指出含义或结果。 • 分为三个水平：转换、解释、推断 • 常用的行为动词有懂得、解释、翻译、说明、简单判断等。

6. 我国中学化学教学目标分类体系中对“理解”这一目标层次的要求是：懂得为什么。我国中学化学教学目标分类体系中对“理解”这一目标层次的要求是：懂得为什么。 • 能够领会概念和原理的基本涵义，能够解释和说明一些简单的化学问题。

7. 什么不是理解 • 知道不是理解 • 记忆不是理解 • 照本解释不是理解 • 照本运用不是理解

8. 什么是理解 能够解释。包括：口头或书面的解释；找到例证或范例；能促进类比；进行合理的辩护。 能归纳概括事物的特征，综合得出结论。 表达清楚一个内容具体丰富的知识网及其内外联系。 把有关的概念原理运用到新的情景，并产生新思想。 通过运用使原有的知识网络得到修改或扩展。

9. 机械性理解和有意义理解 Talsma以一个简单的图示形象的说明了机械理解和有意义理解的含义。 理解是知识积累与知识整合的相互作用。从理论上讲，大量的具体知识累积起来，可能是毫无联系或联系很少的（模式A和C）。同样，也可能知识的量有限，但是与其他知识整合得很好，或者以多种方式相联系（模式B）。当知识变得富有结构且相当整合之后，学生就获得了丰富的、综合的理解（模式D）

10. 知识 知识 知识 知识 知识 知识 知识 知识 知识 知识 知识 知识 知识 知识 知知识 知知识 C 积累的知识多，有一些整合： 较浅的理解 D积累的知识多，知识间有多重整合：综合的、完整的理解 B积累的知识少，知识之间有多重整合：形成更深层次理解的坚实基础 A积累的知识少，没有综合：机械的理解

11. 知识联系的意义 记忆以下数字：119662184031997 当新知识与学生头脑中已有知识经验建立起联系时，新知识就容易被理解和掌握。 知识间的联系越多，越容易记住，越能灵活地提取运用。

12. 金刚石与石墨的启示 孤立的、零散的、琐碎的知识不利于学生的理解和运用。在教学中，要引导学生深入思考知识间的内在联系，不断进行知识间的整合，逐步形成系统化、网络化的知识结构。

13. 理解的涵义 所谓理解就是学生通过思维活动找出知识间的内在联系，并能以多种不同的方式重新呈现，且在适当的情景中正确地加以运用，从而使原有认知结构得到扩展和提高的过程。 理解的实质是认识事物之间的联系及其本质，学生通过学习应能找出知识之间的内在联系，并根据这种联系形成知识网络。

14. 理解的特征 理解是以已有知识经验为基础的 理解过程是一个思维活动过程 理解的结果是个体认知结构的发展 理解的实质是认识事物的联系及其本质

15. 从学生已有的知识经验出发 • 学生已有知识经验的分类 • 如何探查学生的已有知识经验 • 从学生的已有知识经验出发设计教学

16. 一、学生已有知识经验的分类 • 1.有利于新知识学习的知识经验 • 这类知识经验是正确的，其结构是清晰的，能够为新知识的获得提供有利的支撑点，对学生的学习起到积极的作用。 • 2.不利于新知识学习的知识经验 • 这类知识经验是模糊的甚至是错误的，它们与科学知识、科学概念不相一致，与新知识存在着矛盾冲突，会阻碍新知识的获得，不利于学生的学习。

17. 有利于新知识学习的知识经验 • （1）已有知识经验为上位的，新知识是原有知识的下位知识 • （2）已有知识经验是下位的，新知识是原有知识的上位知识 • （3）已有知识经验与新知识是并列的

18. 不利于新知识学习的知识经验 • 非正规途径获得的错误知识 • 正规途径获得的有关知识的遗忘 • 正规途径获得的有关知识不清晰，未分化

19. SC 学生 ST ST ST ST ST SC ST SC 学生 学生 学生 教师 教师 教师 学生 学生 学生已有知识与学习

20. 如何探查学生的已有知识经验 • 诊断性测验 • 布置作业 • 课堂提问 • 深层会谈——诱导法

21. 深层会谈——诱导法 • 深层会谈——诱导法是教师就有关概念、事件、物体和实例等学生感兴趣的知识领域，采用思维过程展示、概念图绘制等技术与学生进行会谈，详细记录学生的回答，并鼓励学生对之做出详尽的解释。 • 优点：深刻揭示出学生已有知识经验的状况； • 缺点：需要花费大量的时间。

22. 从学生的已有知识经验出发设计教学 • 教师一旦探查出学生的已有知识经验，后续教学计划的制定和开展就有了科学的依据。 • 认知心理学家奥苏贝尔认为学习的实质就是新知识与学生认知结构中原有的知识通过相互作用，建立非人为和实质性的联系。新旧知识的相互作用，就是新旧意义的同化，其结果是新知识获得意义，原有认知结构发生改组。 • 在新知识的学习中，认知结构中已有的知识经验起决定作用。

23. 1.先行组织者策略 • 先行组织者是指先于学习任务本身而呈现给学生的引导材料，其抽象概括水平高于新知识，同时又能清晰地同原有的认知结构相联系，作为架设新旧知识之间的桥梁。 • 先行组织者一般由教师在课的开始提供给学生并贯穿于教学始终，不断为新的学习提供“固着点”，发挥定向引导作用。

24. 2.概念转变教学策略 • 所谓概念转变是指个体原有的某种知识经验由于受到与此不一致的新经验的影响而发生的重大改变。 • 概念转变不同于概念的“丰富与发展”，它是对学生现有的理解、解释做出的调整和改造，是由学生的生活概念向科学概念的转变。

25. 初中生关于溶液浓度的认识 67.3%的学生认为杯子下层的糖水比上层的糖水甜，只有28.6%的学生认为杯子中的糖水一样甜，少数学生认为杯子上层的糖水比下层的糖水甜，说明学生对溶液的均一性缺乏认识，不少学生错误地认为溶液下层的浓度比上层的浓度要高。

26. 学生已有的生活概念直接影响到学生对科学概念的理解，特别是那些错误的生活概念在学生头脑中往往是根深蒂固的，会对学生理解科学概念起到阻碍、消极的作用。学生已有的生活概念直接影响到学生对科学概念的理解，特别是那些错误的生活概念在学生头脑中往往是根深蒂固的，会对学生理解科学概念起到阻碍、消极的作用。 教师必须要了解学生对所学的知识已经知道了什么，特别是要找出学生头脑中存在的错误的生活概念，在此基础上，采取一定的措施，帮助学生澄清头脑中的错误概念，建立起科学的概念。即实现学生头脑中的"概念转变"。

27. 生活 概念 科学 概念 生活 概念 科学 概念 学习前 学习中 学习后 不同时期学习者头脑中的概念模型

28. 灌输式教学，或简单的结论式教学，不可能使学生真正地理解科学的概念。灌输式教学，或简单的结论式教学，不可能使学生真正地理解科学的概念。 • 学生可能记住和接受了科学概念的定义，但并不意味着彻底放弃原有的错误概念。 • 人的头脑中对于同一概念的理解可以包含相反的成分，科学的概念模型和错误的概念模型。

29. 实现概念转变的教学 • 克拉伊契克（Joseph S.Krajcik）认为概念转变的教学过程主要由四个部分组成： • （1）学生描述他们自己的理解和认识； • （2）重新建构理解和认识； • （3）应用新的理解与认识； • （4）将新的理解和认识与以前的理解做比较。

30. 概念转变教学注意点 • 概念转变教学中最新奇的地方就是引出并澄清学生的想法。 • 把学生的想法曝光让别人公开评论是有很大危险的。 • 概念转变是一个困难而又缓慢的过程。

31. 设计有思考价值的问题 • 问题是思维的源泉，更是思维的动力。新课程提倡以问题为中心的教学，引导学生通过高水平的思维来学习，通过问题解决来建构对知识的理解。 • 实施以问题为中心的教学，问题的设计是关系整个教学成败的关键。 • 不同的问题所引起的学生的思维参与程度是不同的，在促进学生对知识理解方面的作用也不相同。因此，教师在教学中应尽量设计有思考价值的问题，激发学生的思维，使学生始终在积极思维的过程中深刻理解所学知识。

32. 问题的类型与水平 • 根据思维方向，可以将问题分为封闭型问题和开放型问题。 • 根据思维力度，可以将问题分为回忆性问题和思考性问题。

33. 有思考价值的问题的特征 • 具有一定的思维容量 • 具有适宜的难度 • 具有合适的梯度

34. 具有一定的思维容量 • 所谓思维容量是指思维的深广度水平。有思考价值的问题必须具有一定的思维容量。 • 首先，从思维方向来看，它应该具备一定的开放性，因为开放性的问题可以给学生更广阔的思维空间，有利于调动学生思维的积极性和主动性，确保思维活动持久地进行； • 其次，从思维力度来看，它应该是学生通过深入思考才能解决的问题，而不是简单再现的问题，如果学生将书本上或者记忆里的信息原封不动地搬出来就能解答，那么该问题就没有什么思考价值。

35. 具有适宜的难度 • 有思考价值的问题应该是难易适度的。实践证明，问题过易或过难都不能有效地激发学生的思维活动。 • 那些和学生已有的知识经验有一定联系，学生知道一些，但是仅凭已有的知识又不能完全解决，也就是说在“在新旧知识的结合点”上产生的问题，最能激发学生的认知冲突，最具有启发性，能有效地驱动学生有目的地积极思索。

36. 具有合适的梯度 • 对于那些具有一定深度和难度的内容，可以设计成问题组，用组合、铺垫或设台阶等方法来降低问题的难度，提高问题的整体效益。 • “问题组”的设计要紧紧围绕核心主题，逐层递进。既不能梯度太大，使学生迷失了思维的方向；又不能将问题设计得太琐碎，限制了学生的思维发散。要给学生以方向的引导，同时留有一定的思维空间，促进学生有目的地深入思考。

37. 创设问题呈现的情境 • 学习活动总是在一定的情境中产生的，教师设计好具有思考价值的问题后，要避免直接提问，要在对学生已有知识经验和教材内容全面、科学分析的基础上，创设问题呈现的情境，使学生能在问题情境中产生认知冲突，从而激发学生积极思维的动机和探索问题的欲望。

38. 引导学生自主发现和提出问题 • 课堂提问的目的不仅仅是要让学生“会答”，更要让学生“敢问”、“会问”、善于“发问”。在教学活动中，教师应积极引导和鼓励学生自己去发现问题，提出问题，这是培养学生问题意识的最好途径，也是学生主体性的最充分发挥。

39. 学生问题意识的缺乏 • 调查表明，高中生在课堂学习中经常提问题的只有15.9%，而84.1%的高中生在课堂上很少或几乎没有提问。而学生不敢提问的原因概括起来主要是三个方面： • 一是紧张、缺乏勇气（27.3%）； • 二是害怕，害怕打断老师讲课的思路（23.3%），害怕问题简单同学嘲笑（15.5%），害怕老师不给讲（10%）； • 三是没有提问的时间和机会（18.8%）。

40. 民主宽松 的环境 （前提） 教师设置 问题情境 引发学生 认知冲突 发展学生 思 维 学生提出问题 （脚手架） （原动力） 教师提供方法指导 促进学生自主提问的实施框架图

41. 构建学生合理的认知结构 • 要对知识形成深刻的理解，这意味着学习者所获得的知识应是结构化的、整合的，而不是零碎的、孤立的。 • 理解的实质是认识事物之间的联系及其本质，学生通过学习应能找出知识之间的内在联系，并根据这种联系形成知识网络。

42. 认知结构的涵义 • 所谓认知结构，简单地讲就是一个人在某一知识领域的全部观念和组织。 • 认知心理学家奥苏贝尔认为，学生能否习得新信息，主要取决于他们认知结构中已有的观念。认知结构既是学生理解学习的结果，也是影响学生意义建构的关键因素。

43. 认知结构的特征 • 整体性 • 层次性 • 开放性

44. 整体性 • 整体性是指良好的认知结构是一个相对完整的体系，其中既有陈述性知识，用于回答“是什么”的问题；又有程序性知识，用于回答“怎么办”的问题；更要有策略性知识，即关于如何学习和如何思维的知识，以起到内部调控的作用。 • 学生掌握知识越全面，认知结构越完整，则越容易同化新知识。

45. 层次性 • 层次性是指良好的认知结构并非各种不同知识的简单、线性排列，而是把零散、琐碎的知识点串成线，线结网成面，面延伸成体，以知识组块的形式形成立体的知识网。 • 这样当认知结构用来同化新知识时不仅能迅速找到新知识的固定点，而且也易于辨别新旧知识的异同。

46. 开放性 • 开放性是指随着学习过程的不断发生，良好的认知结构总是处于不断丰富、扩大的动态运动过程中，是一个无限发展的过程，而不是封闭和僵化的系统。 • 认知结构开放性越强，当进行新的学习时就能很快地激活学习者脑内的知识，并且这种激活可以从一点向四周扩散，以激活其它结点，从而促进新知识的学习。

47. 认知结构构建的教学策略 • 学生认知结构的构建是一个积极主动的思维过程，而不是被动地接受和灌输，也不能简单地用框图来描绘。 • “网络”不是一盘散沙，也不是一团乱麻，而是一个有清晰逻辑关系的多层次整体，是一个开放的系统。任何封闭的教学，或由注入式教学而导致的结点之间的线性联系，都会导致认知结构的封闭和僵化。

48. 认知结构构建的教学策略 • 提高教学内容的概括化水平 • 引导学生深刻思考知识间的内在联系 • 重视对知识综合整理，促进知识的结构化 • 在应用中加深知识结构间的联系，促进认知结构的完善