最新高中學(xué)生有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的策略研究

PAGEPAGE10高中學(xué)生有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的策略研究上海市儲(chǔ)能中學(xué)蔡曄全文綱要現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)將廣義的知識(shí)分為陳述性知識(shí)、程序性知識(shí)和策略性知識(shí)三大類。本文就應(yīng)用現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)原理，立足于高中有機(jī)化學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀，從課程綱要出發(fā)，針對(duì)三類知識(shí)在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中的不同特點(diǎn)，指導(dǎo)學(xué)生采取相應(yīng)的學(xué)習(xí)策略，就如何學(xué)好有機(jī)化學(xué)，如何使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，如何在學(xué)習(xí)中培養(yǎng)創(chuàng)新能力，提高元認(rèn)知能力，作了扼要的闡述。全文分為三大局部：第一局部闡述了陳述性知識(shí)，程序性知識(shí)和策略性知識(shí)在認(rèn)知心理學(xué)中的定義及其在學(xué)習(xí)過程中的特點(diǎn)，并結(jié)合具體實(shí)例加以解釋。最后，從知識(shí)習(xí)得的不同階段論述了這三類知識(shí)之間的相互關(guān)系。第二局部根據(jù)這三類知識(shí)在學(xué)習(xí)過程中的不同特點(diǎn)，指導(dǎo)學(xué)生采取相應(yīng)的學(xué)習(xí)策略。在獲得陳述性知識(shí)的策略中，主要論述了促進(jìn)學(xué)生有效記憶的策略，促進(jìn)知識(shí)相互比擬的策略和促進(jìn)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化的策略。在獲得程序性知識(shí)的策略中，主要論述了獲得程序模式的策略和變式練習(xí)的策略。在獲得策略性知識(shí)的策略中，主要論述了問題解決的策略和元認(rèn)知策略。第三局部對(duì)全文進(jìn)行了小結(jié)，并提出了一定的思考。相信本文對(duì)于跨入21世紀(jì)，全面推進(jìn)素質(zhì)教育具有一定的啟發(fā)作用，同時(shí)，也有待于在今后的教學(xué)中進(jìn)一步加以實(shí)踐和完善。關(guān)鍵詞知識(shí)分類元認(rèn)知問題解決引言當(dāng)前減輕學(xué)生過重的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，全面貫徹教育方針，提高教育質(zhì)量和人才素質(zhì)，變應(yīng)試教育為素質(zhì)教育是根底教育改革和開展極待解決的重要問題。知識(shí)的不斷更新，技術(shù)的不斷革命，是我們這個(gè)時(shí)代的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的教學(xué)方法只能造就“學(xué)富五車〞的知識(shí)容器型人才，即便他們滿腹經(jīng)綸，面對(duì)浩如煙海的新知識(shí)和不斷革新的技術(shù)也只能望洋興嘆。因此，如何培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)策略和改變教師傳統(tǒng)的教學(xué)策略是解決上述問題的一條有效途徑?，F(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)在大量研究了人類的學(xué)習(xí)和教學(xué)后，提出了廣義的知識(shí)分為三類，即陳述性知識(shí)，程序性知識(shí)和策略性知識(shí)，并從心理學(xué)角度揭示了一般學(xué)習(xí)過程的心理特征，并針對(duì)各階段的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，提出了學(xué)習(xí)和教學(xué)的策略，對(duì)于當(dāng)前實(shí)施素質(zhì)教育非常重要。素質(zhì)教育的核心就是“以學(xué)生開展為本〞。通過學(xué)習(xí)，不僅要使學(xué)生掌握科學(xué)文化知識(shí)，更重要的是要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高學(xué)生解決問題的能力，提高學(xué)生的認(rèn)知水平，使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)做人，學(xué)會(huì)生存。因此，本文就運(yùn)用現(xiàn)代信息加工理論和知識(shí)分類學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)高中有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)略談一二。高中有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中的知識(shí)分類根據(jù)現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)最新研究成果，認(rèn)知心理學(xué)家把學(xué)生習(xí)得的廣義上的知識(shí)概括為三大類：陳述性知識(shí)(declarativeknowledge)──相當(dāng)于加涅所說的言語信息。程序性知識(shí)(proceduralknowledge)──相當(dāng)于加涅所說的智慧技能。策略性知識(shí)(strategicalknowledge)──相當(dāng)于加涅所說的認(rèn)知策略。有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中的陳述性知識(shí)陳述性知識(shí)是個(gè)人具有有意識(shí)的提取線索，因而能直接陳述的知識(shí)，這類知識(shí)主要用來答復(fù)世界是什么的問題。陳述性知識(shí)又可分為三種形式：〔1〕有關(guān)事物的名稱或符號(hào)的知識(shí)。奧蘇貝爾所說的表征學(xué)習(xí)所獲得的就是這種知識(shí)。在有機(jī)化學(xué)中，如烴和烴的衍生物的組成元素；每種有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式、分子式、結(jié)構(gòu)式及官能團(tuán)；各類烴的通式等等。〔2〕簡單命題知識(shí)或事實(shí)知識(shí)。奧蘇貝爾所說的命題學(xué)習(xí)所獲得的就是這種形式的知識(shí)。在有機(jī)化學(xué)中，如飽和烴、不飽和烴、鏈烴、環(huán)烴、同分異構(gòu)體、同系物的概念；取代反響、加成反響、消去反響、酯化反響、聚合反響的概念；各種有機(jī)物的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)等等?！?〕有意義的命題的組合知識(shí)，即通過組織的言語信息。在有機(jī)化學(xué)中，如有機(jī)物的命名規(guī)那么和方法；反響類型與結(jié)構(gòu)的關(guān)系；加成反響中的馬氏規(guī)那么；以及有機(jī)物之間形成的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)等等，這些都是比擬復(fù)雜的陳述性知識(shí)?，F(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，知識(shí)必須以一定的形式在人的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中進(jìn)行表征才能儲(chǔ)存。一般認(rèn)為陳述性知識(shí)主要以命題形式和命題網(wǎng)絡(luò)形式在頭腦中表征。由碳、氫兩烴種元素組成碳碳之間相互鏈烴碳碳之間環(huán)烴連接成環(huán)狀以直鏈相連飽和鏈烴碳碳之間不飽和鏈烴碳碳之間以環(huán)烷烴—飽和的芳香烴—不飽和的以單鍵相連雙鍵或三鍵相連圖1烴按層次組織的網(wǎng)絡(luò)有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中的程序性知識(shí)程序性知識(shí)是個(gè)人無有意識(shí)提取的線索，只能借助某些作業(yè)形式間接推測其存在的知識(shí)，這類知識(shí)主要用來解決怎么辦的問題。程序性知識(shí)主要是運(yùn)用概念和規(guī)那么對(duì)外辦事的能力。例如，在有機(jī)化學(xué)中，我們已經(jīng)知道了馬氏規(guī)那么后，對(duì)在酸的條件下與HBr的反響，Br原子究竟加在那一個(gè)碳原子上，這就需要學(xué)生應(yīng)用馬氏規(guī)那么具體辦事了，從中反映了學(xué)生實(shí)際辦事的能力，這就是程序性知識(shí)了，也就是加涅所說的智慧技能?，F(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)說明，程序性知識(shí)不同于陳述性知識(shí)，它在頭腦中是以產(chǎn)生式和產(chǎn)生式系統(tǒng)表征。例如，在有機(jī)化學(xué)中，要識(shí)別該有機(jī)物是否是酚的產(chǎn)生式：如果該化合物中含有羥基且該化合物中含有苯環(huán)且羥基與苯環(huán)直接相連那么可識(shí)別該有機(jī)物為酚有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中的策略性知識(shí)策略性知識(shí)也是用來解決怎么辦的問題，也是一種程序性知識(shí)，但它是一類特殊的，用于支配和調(diào)節(jié)人們自身的學(xué)習(xí)，記憶和思維等認(rèn)知過程的程序性知識(shí)。例如，在有機(jī)化學(xué)中，要解決由CH3CH2OH合成CH2ClH2Cl這類問題。面對(duì)這類問題，原先習(xí)得的陳述性知識(shí)無法一步解決，那么我們?nèi)绾窝杆俣啽愕慕鉀Q這類問題，根據(jù)平時(shí)的觀察可知，即使在陳述性知識(shí)具備的情況下，有些學(xué)生顯得聰明靈活，有些學(xué)生顯得笨拙。認(rèn)知心理學(xué)家認(rèn)為，造成這種差異是由于他們所掌握的策略性知識(shí)不同決定的。如果將這問題分解CH3CH2OHCH2=CH2CH2ClH2Cl問題就迎刃而解了，這里也有一整套操作步驟，包括對(duì)內(nèi)調(diào)控，象這類知識(shí)就是策略性知識(shí)了。陳述性知識(shí)、程序性知識(shí)和策略性知識(shí)的關(guān)系根據(jù)現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)最新研究成果，這三類知識(shí)之間的關(guān)系可用圖2表示：陳述性知識(shí)〔狹義知識(shí)〕知識(shí)用于處理外部事物的程序性知識(shí)──智慧技能程序性知識(shí)用于調(diào)控自身認(rèn)知過程程序性知識(shí)──策略性知識(shí)圖2廣義知識(shí)的分類同時(shí)，現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)家又提出了一個(gè)廣義的知識(shí)學(xué)習(xí)階段和分類模型〔見表1〕表1廣義知識(shí)學(xué)習(xí)階段與分類模型學(xué)習(xí)階段I習(xí)得階段II穩(wěn)固與轉(zhuǎn)化階段III提取與應(yīng)用階段學(xué)習(xí)類型陳述性知識(shí)1.陳述性知識(shí)1.答復(fù)“是什么〞問題2.程序性知識(shí)2.1對(duì)外辦事(智慧技能)2.2對(duì)內(nèi)調(diào)控(認(rèn)知策略)由表1可見，在學(xué)習(xí)第一階段，即符號(hào)表示的信息進(jìn)入學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)〔命題網(wǎng)絡(luò)〕的適當(dāng)部位，新信息被原有知識(shí)同化，新信息成了學(xué)生原有命題網(wǎng)絡(luò)中的一局部，此時(shí)，學(xué)生習(xí)得的所有知識(shí)都是陳述性知識(shí)。當(dāng)知識(shí)學(xué)習(xí)進(jìn)入第二階段，知識(shí)出現(xiàn)了分化，其中一局部知識(shí)通過復(fù)習(xí)，知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重建和改組，使之到達(dá)穩(wěn)固和清晰，為日后提取應(yīng)用。這局部知識(shí)仍然是陳述性知識(shí)。另一局部以概念和概括性命題形式出現(xiàn)的知識(shí)，經(jīng)過變式練習(xí)，轉(zhuǎn)化為辦事技能〔在認(rèn)知領(lǐng)域?yàn)橹腔奂寄堋?，這局部知識(shí)就是程序性知識(shí)了。而到了知識(shí)學(xué)習(xí)的第三階段，廣義的知識(shí)分成了三類。如果用于答復(fù)“是什么〞的問題，知識(shí)被提取出來，這樣的知識(shí)就是陳述性知識(shí)。如果答復(fù)“怎么辦〞的問題，這樣能應(yīng)用于解決實(shí)際問題的知識(shí)〔主要是概念和規(guī)那么〕屬于程序性的。如果對(duì)外辦事那么稱之為智慧技能，如果用于對(duì)內(nèi)調(diào)控那么稱之為策略性知識(shí)?！惨娖みB生主編?知識(shí)分類與目標(biāo)導(dǎo)向教學(xué)——理論與實(shí)踐?92頁〕例如，在有機(jī)化學(xué)中，由CH3CH2OH合成CH2ClH2Cl這問題。學(xué)生如何將該問題轉(zhuǎn)化為CH3CH2OHCH2=CH2CH2ClH2Cl，這就涉及到學(xué)生所掌握的策略性知識(shí)；而解題過程中如何運(yùn)用加成反響和消去反響的概念去具體解決問題以及反響中添加什么試劑，這就是程序性知識(shí)了；而加成反響，消去反響的概念以及乙醇，乙烯，二氯乙烷的名稱和結(jié)構(gòu)簡式等就是陳述性知識(shí)。因此，在知識(shí)提取和應(yīng)用階段，這三類知識(shí)是相互作用的。由最初階段習(xí)得的陳述性知識(shí)通過變式練習(xí)，能轉(zhuǎn)化為程序性知識(shí)，進(jìn)一步形成策略性知識(shí)。而一旦掌握了策略性知識(shí)后，更有助于學(xué)生習(xí)得大量的陳述性知識(shí)。陳述性知識(shí)、程序性知識(shí)和策略性知識(shí)獲得的相關(guān)策略學(xué)習(xí)得法，事半功倍。學(xué)習(xí)不得法，事倍功半，勞而無功。所謂得法，就是會(huì)學(xué)習(xí)。未來的文盲，不再是目不識(shí)丁的人，而是沒有學(xué)會(huì)怎樣學(xué)習(xí)的人。因此，如何教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)，是教師的主要任務(wù)。在有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中，指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)不同的知識(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的學(xué)習(xí)策略。獲得陳述性知識(shí)的策略陳述性知識(shí)是關(guān)于事實(shí)是什么的知識(shí)〔說明是什么〕。獲得一些根本概念、規(guī)那么和事實(shí)是學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的根底，促進(jìn)陳述性知識(shí)的理解和保持必須將其納入良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)之中，才能保證學(xué)生有效地應(yīng)用這些知識(shí)。(1)、促進(jìn)學(xué)生有效記憶的策略對(duì)于簡單的陳述性知識(shí)，一般只需通過記憶就能獲得。這類知識(shí)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵在于保持。記憶有兩個(gè)階段：短時(shí)記憶和長時(shí)記憶。短時(shí)記憶容量小，并且信息很快就會(huì)消失，難以提取。而長時(shí)記憶的容量是無限的，并且主要依據(jù)編碼線索來提取信息。因此，我們對(duì)這類知識(shí)不能簡單的機(jī)械記憶，必須采取有效的記憶策略，對(duì)知識(shí)采取語義編碼或形象編碼，使這類知識(shí)得以長久保持。例如，在有機(jī)化學(xué)中，涉及到許多有機(jī)反響，有機(jī)反響在有機(jī)化學(xué)中是非常重要的一局部，而許多學(xué)生對(duì)各類有機(jī)反響的概念無法有效的記憶。因而，對(duì)這類反響的概念可以采取形象編碼策略。由此可見，通過對(duì)這類知識(shí)采取編碼策略，更能明確其內(nèi)涵和外延，使這類知識(shí)能得以長久保持。因此，在學(xué)習(xí)過程中，如何對(duì)有關(guān)信息進(jìn)行加工編碼，采取有效記憶，促進(jìn)知識(shí)的保持，成為學(xué)生學(xué)習(xí)這類簡單陳述性知識(shí)的主要問題。(2)、促進(jìn)知識(shí)相互比擬的策略對(duì)于復(fù)雜的陳述性知識(shí)的習(xí)得，關(guān)鍵在于理解。安德森的激活論概括出新知識(shí)習(xí)得要具備三個(gè)條件：第一、外界環(huán)境必須向?qū)W習(xí)者呈現(xiàn)有意義的材料；第二、學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中具有與新材料相關(guān)的命題；第三、學(xué)生必須對(duì)新舊命題精加工，才能生成新的意義?？梢姡轮R(shí)習(xí)得的條件之一，就是要與原有知識(shí)發(fā)生作用。因此，我們可以運(yùn)用比擬的策略，對(duì)那些既有聯(lián)系又有區(qū)別的根本概念，根底理論，物質(zhì)性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行綜合分析，一一對(duì)照比擬，找出其共性和差異，從而促進(jìn)這類新知識(shí)的習(xí)得。例如，在有機(jī)化學(xué)中，學(xué)習(xí)同分異構(gòu)體這個(gè)概念。呈現(xiàn)新知識(shí)之前，可以先復(fù)習(xí)同位素，同素異形體，同系物這類概念，激活原有知識(shí)，接著學(xué)生就對(duì)新舊知識(shí)進(jìn)行精加工過程〔見表2〕表2知識(shí)的精加工同位素同素異形體同分異構(gòu)體同系物研究對(duì)象同元素的不同原子同元素的不同單質(zhì)同化學(xué)式的不同物質(zhì)同類物質(zhì)中化學(xué)式不同的物質(zhì)相同點(diǎn)原子的質(zhì)子數(shù)相同元素相同化學(xué)式相同結(jié)構(gòu)相似〔同一化學(xué)式通式〕不同點(diǎn)原子的中子數(shù)不同構(gòu)成分子的原子數(shù)或晶體里分〔原〕子的排列方式不同分子結(jié)構(gòu)不同分子組成上相差CH2原子團(tuán)實(shí)例35Cl與37Cl金剛石與石墨丁烷與2甲基丙烷甲烷與乙烷通過上述的精加工過程知識(shí)的橫向和縱向比擬，學(xué)生對(duì)同分異構(gòu)體這個(gè)概念已理解了，從而促進(jìn)了新知識(shí)的習(xí)得。因此，對(duì)于這類知識(shí)的學(xué)習(xí)，通過比擬的策略，比擬新知識(shí)與原有知識(shí)之間的異同，就能明確它們之間的差異性，了解它們之間的相似性，澄清它們之間的混淆局部，這樣就能發(fā)現(xiàn)概念的本質(zhì)屬性，從而理解概念的內(nèi)涵和外延。既有利于新知識(shí)的習(xí)得，又加深對(duì)舊知識(shí)的理解，同時(shí)，又能將外界環(huán)境提供的有意義的材料轉(zhuǎn)化為學(xué)生自己的認(rèn)知內(nèi)容，進(jìn)入知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，以便將來有效的提取和應(yīng)用。(3)、促進(jìn)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化的策略現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)家將廣義的知識(shí)學(xué)習(xí)分為三個(gè)階段，即習(xí)得階段、穩(wěn)固與轉(zhuǎn)化階段、提取和應(yīng)用階段。在學(xué)習(xí)的初始階段，學(xué)生學(xué)習(xí)的陳述性知識(shí)往往是孤立的，零散的，難以遷移和應(yīng)用。而到了學(xué)習(xí)第二階段和第三階段時(shí)學(xué)生已積累了一定的知識(shí)，習(xí)得的概念，規(guī)那么彼此間都有了一定的聯(lián)系，此時(shí)，學(xué)生必須對(duì)習(xí)得的知識(shí)加以組織和精加工，將零零散散，邊邊角角的知識(shí)找出其內(nèi)在規(guī)律，從而結(jié)串成網(wǎng)，把零散的知識(shí)變成“集成電路〞納入原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，將習(xí)得知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化。各門學(xué)科都要求學(xué)生在學(xué)習(xí)到一定階段后，必須將習(xí)得的知識(shí)歸納總結(jié)，有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)也不例外。它要求學(xué)生學(xué)習(xí)到一定階段后，要對(duì)知識(shí)重建將其網(wǎng)絡(luò)化。例如，學(xué)習(xí)了有機(jī)化合物這個(gè)單元后，根據(jù)有機(jī)物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，建立一種物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。圖3主要有機(jī)物相互轉(zhuǎn)化的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖3主要有機(jī)物相互轉(zhuǎn)化的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)激活論指出，知識(shí)的穩(wěn)固過程不是通過屢次機(jī)械重復(fù)，加強(qiáng)聯(lián)想程度來實(shí)現(xiàn)的。學(xué)生獲得的新知識(shí)，不是原封不動(dòng)的儲(chǔ)存在記憶中，而是要與認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有的知識(shí)進(jìn)行同化和順應(yīng)。因此，在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生必須構(gòu)建自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，將知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化。這一過程將大大提高學(xué)生的認(rèn)知水平，有利于減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，有利于促進(jìn)新舊知識(shí)間的相互聯(lián)系，有利于澄清各類命題，并且一旦一定的命題被激活后，它的活動(dòng)可以擴(kuò)散到與之相關(guān)聯(lián)的命題，有利于知識(shí)在以后的學(xué)習(xí)階段中被有效的提取和應(yīng)用。獲得程序性知識(shí)的策略程序性知識(shí)即智慧技能，指的是人們利用符號(hào)〔概念和規(guī)那么〕辦事的能力。因此當(dāng)我們說學(xué)生獲得了一項(xiàng)程序性知識(shí)時(shí)，不僅包括對(duì)其組成概念和規(guī)那么的獲得，同時(shí)還包括對(duì)概念和規(guī)那么的應(yīng)用。(1)、獲得程序模式的策略在學(xué)習(xí)某一程序性知識(shí)時(shí)，可以通過觀察，推測，對(duì)程序模式提出某種假設(shè)，并進(jìn)一步考察以驗(yàn)證這一假設(shè)是否正確，或者，直接采用他人提供的程序模式，然后對(duì)其進(jìn)行分析，評(píng)估，最后掌握這一程序模式的特點(diǎn)。例如，有機(jī)化學(xué)中，烴燃燒后關(guān)于反響物的混合組成的推測題，如按照常規(guī)解法，先要根據(jù)題意列式求解，再討論，甚至有時(shí)很難著手，這種方法比擬繁瑣，耗時(shí)傷神。但是通過對(duì)產(chǎn)物的量的變化觀察，推測，就能簡化這類問題。烷烴：CnH2n+2+(3/2n+1/2)O2點(diǎn)燃nCO2+(n+1)H2O烯烴：CnH2n+3/2nO2點(diǎn)燃nCO2+nH2O炔烴：CnH2n2+(3/2n1/2)O2點(diǎn)燃nCO2+(n1)H2O通過烴燃燒的通式發(fā)現(xiàn)：條件結(jié)論肯定含有可能組成關(guān)系nCO2nH2O烷烴烷烴;烷烴和烯烴;n烷=nH2OnCO2烷烴和炔烴;烷烴、烯烴和炔烴n烷n炔=nH2OnCO2nCO2=nH2O烯烴烷烴和炔烴n烷=n炔nCO2nH2O炔烴炔烴；炔烴和烯烴n炔=nCO2nH2O炔烴和烷烴;炔烴、烯烴和烷烴n炔n烷=nCO2nH2O因此，掌握了這些程序模式，就能很快解決這類問題。如某烴的混合物，由兩種烴組成，其中之一是烯烴，燃燒1mol該混合物，測得產(chǎn)生CO24.0mol及H2O4.4mol,試求該混合物由哪兩種烴按怎樣的比例組成。通過分析,nCO2nH2O,說明另一種烴一定為烷烴，且n烷=nH2OnCO2=4.44.0=0.4(mol),那么烯烴為0.6mol,再設(shè)烷烴化學(xué)式CmH2m+2,烯烴化學(xué)式為CnH2n,那么0.4m+0.6n=4.0,化簡得2m+3n=20.很快就能得出符合題意的有：m=1甲烷m=4丁烷m=7庚烷n=6己烯n=4丁烯n=2乙烯其中，烷烴占40%，烯烴占60%有機(jī)化學(xué)中，類似這樣的程序性知識(shí)非常多，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，通過對(duì)問題情境的分析，比擬，變換，調(diào)節(jié)，最后就能掌握一定的程序模式，最終形成智慧技能。掌握一定的程序模式，能鼓勵(lì)學(xué)生在信息加工的過程中，自我調(diào)節(jié)，自我控制，自我反響，能激發(fā)學(xué)生自我進(jìn)取，自我開拓，能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，同時(shí)，也能節(jié)省大量時(shí)間，提高學(xué)習(xí)效率。變式練習(xí)的策略所謂變式練習(xí)，就是引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)知事物的屬性的過程中，不斷變更所提供材料或事例的呈現(xiàn)形式，使本質(zhì)屬性保持穩(wěn)定，而非本質(zhì)屬性不斷變化，更廣義的講，變式練習(xí)可以認(rèn)為對(duì)一切常規(guī)方式的改變。變式練習(xí)是研究和解決化學(xué)問題的重要策略，是創(chuàng)造性解決問題的關(guān)鍵。有不少學(xué)生對(duì)一些根本概念、規(guī)那么、原理掌握的很好，但遇到一些復(fù)雜的，隱含的題設(shè)情景和化學(xué)問題，往往束手無措，不能迅速創(chuàng)造性的解決問題，這就是缺乏變式練習(xí)的結(jié)果。而通過變式練習(xí)，就能促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的遷移，創(chuàng)造性的解決問題。例如，在有機(jī)化學(xué)中，烴及其含氧衍生物的燃燒的計(jì)算，是有機(jī)化學(xué)中非常重要的一局部，而且，燃燒是有規(guī)律可循的。(I)完全燃燒相同物質(zhì)的量的CH3CH3，CH2=CH2，CHCH，消耗O2的量由多到少的順序的是〔〕學(xué)生對(duì)烴燃燒的通式很熟悉，CxHy+(x+y/4)O2xCO2+y/2H2O,很容易得出，耗氧量決定于通式(x+y/4)的值,值越大，耗氧越多。得出結(jié)論：CH3CH3CH2=CH2CHCH在(I)的練習(xí)根底上,再提出問題(II)(II)完全燃燒相同物質(zhì)的量的CH3CH2OH，CH3CH2COOH，CH3CHO，消耗O2的量由多到少的順序是〔〕這是烴含氧衍生物的燃燒，學(xué)生由烴含氧衍生物燃燒的通式CxHyOz+(x+y/4z/2)O2xCO2+y/2H2O很容易得出，耗氧量決定于通式(x+y/4z/2)的值，值越大，耗氧越多。得出結(jié)論：CH3CH2OHCH3CH2COOHCH3CHO接著，在(I)、(II)根底上,再提出問題(III)(III)完全燃燒等質(zhì)量CH3CH3，CH2=CH2，CHCH，CH3CH2CCH，消耗O2的量由多到少的順序是〔〕此時(shí)問題的情景發(fā)生了新的變化，學(xué)生無法按照原先的操作步驟直接判斷，問題似乎變得復(fù)雜起來，可通過練習(xí)發(fā)現(xiàn)，耗氧量決定于分子中氫原子的質(zhì)量百分含量，即y/x的值，值越大，耗氧越多。得出結(jié)論：CH3CH3CH2=CH2CH3CH2CCHCHCH再繼續(xù)提出問題(IV)(IV)完全燃燒等質(zhì)量的HCHO，CH3COOH，C6H12O6(葡萄糖)，消耗氧氣的量由多到少的順序是()此時(shí)問題的情景與(I)、(II)的問題情景完全不同，與(III)的問題情景比擬相似，促使學(xué)生習(xí)得知識(shí)既發(fā)生橫向遷移，又發(fā)生縱向遷移。通過練習(xí)發(fā)現(xiàn)，三者的耗氧量完全相同,再仔細(xì)觀察，得出等質(zhì)量的具有相同最簡式的烴及其含氧衍生物完全燃燒，耗氧量相等。通過上述變式練習(xí)，學(xué)生對(duì)烴及其含氧衍生物完全燃燒耗氧量的規(guī)律，就能得到比擬深刻、本質(zhì)上的認(rèn)識(shí),同時(shí)，使得學(xué)生在不同的問題情境中獲得了解決實(shí)際問題的智慧技能。因此，在教學(xué)中，學(xué)生不必埋入題海之中苦練,而是通過變式練習(xí)，使知識(shí)發(fā)生遷移，最終到達(dá)創(chuàng)造性的解決問題的技能.。獲得策略性知識(shí)的策略策略性知識(shí)也是一種程序性知識(shí)，但它是處理內(nèi)部世界的能力。策略性知識(shí)有助于學(xué)習(xí)者學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、記憶和思維，是開展人的智力的核心局部。但策略性知識(shí)的對(duì)內(nèi)組織性質(zhì)意味著教學(xué)條件只能對(duì)它們的獲得和改良起間接的作用。因此在教學(xué)中，策略性知識(shí)的開展和應(yīng)用只能遵循創(chuàng)設(shè)“有利條件〞來進(jìn)行，而不能規(guī)定“充分條件〞來實(shí)現(xiàn)。換言之，要學(xué)會(huì)思維，必須給學(xué)生以思維的時(shí)機(jī)。(1)問題解決的策略問題解決(problemsolving)也稱解決問題，是當(dāng)個(gè)人在面對(duì)問題情境而沒有現(xiàn)成的方法可以利用時(shí)，指向于將情境轉(zhuǎn)化為目標(biāo)情境的認(rèn)知過程。根據(jù)個(gè)人的問題空間的起始狀態(tài)，目標(biāo)狀態(tài)和從起始狀態(tài)到達(dá)目標(biāo)狀態(tài)的途徑的知識(shí)差異，可以把問題空間分成如下圖4種類型：圖4幾種類型的問題空間目標(biāo)目標(biāo)目標(biāo)目標(biāo)1?目標(biāo)2?目標(biāo)3?????起點(diǎn)起點(diǎn)起點(diǎn)起點(diǎn)abcd〔見皮連生著?智育心理學(xué)?202頁〕a、表示問題空間起始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)明確，而且到達(dá)目標(biāo)狀態(tài)的兩條途徑都是相同的。b、表示問題空間起始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)明確，但有兩條不同效率的到達(dá)目標(biāo)的途徑。c、表示問題空間起始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)明確，但不知如何到達(dá)目標(biāo)。d、表示問題空間只有起始狀態(tài)明確，目標(biāo)和到達(dá)目標(biāo)的途徑或方法都不明確?，F(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)把問題解決過程分解為問題的表征，設(shè)計(jì)解題方案，執(zhí)行方案和監(jiān)控4種過程。例如，信息加工題：下面是苯和一組稠環(huán)芳香烴的結(jié)構(gòu)式，試求這組化合物分子式通式。苯萘蒽并四苯并五苯并ｍ苯看到問題，第一步表征問題，即審題，把問題轉(zhuǎn)化為內(nèi)在的心理表示。該問題的起始狀態(tài)明確，即苯的分子式和這組化合物的結(jié)構(gòu)式都知道，目標(biāo)狀態(tài)也明確，即求這組化合物的分子式通式，而到達(dá)目標(biāo)的途徑不明確。這就是上述所說的c類問題。第二步，設(shè)計(jì)解題方案。由于化合物分子式通式無法直接求出，因此，要重新描述問題，將目標(biāo)分解成學(xué)生熟悉的子層級(jí)目標(biāo)，即先求解各化合物的分子式，再由子目標(biāo)的結(jié)果求出通式。第三步，執(zhí)行方案。由化合物結(jié)構(gòu)式變化有一定規(guī)律，可推測其化學(xué)式的變化也一定有規(guī)律，于是激活認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有知識(shí)。飽和烴變?yōu)椴伙柡蜔N，每增加一個(gè)C=C，氫原子減少2，飽和烴變?yōu)榄h(huán)烷烴，每增加一個(gè)環(huán)，氫原子減少2，于是推測出一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式：CnH2n+2(雙鍵數(shù)+環(huán)數(shù))2，接著嘗試寫化學(xué)式，苯：C6H6；萘：C10H8；蒽：C14H10；寫到此觀察發(fā)現(xiàn)，每增加一個(gè)環(huán)，碳原子增加4個(gè)，氫原子那么增加2，前后碳原子數(shù)成等差數(shù)列，公差為4，氫原子數(shù)也成等差數(shù)列，公差為2。于是很容易寫出其余的化學(xué)式，并四苯：C18H12；并五苯：C22H14；至此子目標(biāo)已經(jīng)解決，接著執(zhí)行總目標(biāo)。又再一次激活原有知識(shí)同系物的概念，并由烷烴CH4，C2H6，C3H8,….發(fā)現(xiàn)，改變量為CH2，常數(shù)項(xiàng)為CH4，對(duì)烷烴的通式由CnH2n+2擴(kuò)展到(CH4)(CH2)n，于是進(jìn)行知識(shí)遷移，這類化合物的改變量為C4H2，常數(shù)項(xiàng)為C6H6C4H2，即C2H4，所以推測得通式為C2H4(C4H2)m,整理得C2+4mH4+2m。第四步，監(jiān)控。對(duì)答案反思，再次表征問題，分析一系列的操作步驟是否適合解題方案，如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，必須重新表征問題和設(shè)計(jì)解題方案，直至問題解決?？梢姡谟袡C(jī)合成，推導(dǎo)，綜合計(jì)算及信息加工等問題解決過程中，涉及到以命題網(wǎng)絡(luò)表征的陳述性知識(shí)和以產(chǎn)生式表征的程序性知識(shí)以及作為特殊的程序性知識(shí)的認(rèn)知策略。因此，解決問題是知識(shí)的綜合應(yīng)用。學(xué)生對(duì)這類問題可以先限定一個(gè)子目標(biāo)，然后找到這個(gè)目標(biāo)的解答，然后再限定第二個(gè)子目標(biāo)，再找到對(duì)這個(gè)子目標(biāo)的解答，這樣一步步接近于總目標(biāo)。教師在教學(xué)過程中應(yīng)有意識(shí)培養(yǎng)學(xué)生的思維方式，促進(jìn)知識(shí)發(fā)生遷移，促進(jìn)學(xué)生解決問題能力的形成。尤其，對(duì)于d類問題，如學(xué)生在學(xué)習(xí)中提出一個(gè)新概念，證實(shí)一個(gè)假設(shè)，提出一個(gè)解決問題的模式，設(shè)計(jì)一種新實(shí)驗(yàn)，這種解決問題的活動(dòng)被稱為創(chuàng)造，所以可以把創(chuàng)造看成解決問題的最高形式。教師在平時(shí)更應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生這種能力，使學(xué)生終身受益。(2)元認(rèn)知策略元認(rèn)知(metacognition),又稱反省認(rèn)知，即認(rèn)知的認(rèn)知，是弗拉維爾(J.H.Flavel) 提出的，它是策略性知識(shí)的核心，包括元認(rèn)知知識(shí)，元認(rèn)知體驗(yàn)和元認(rèn)知監(jiān)控。學(xué)習(xí)是一項(xiàng)積極的主動(dòng)的過程，在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生應(yīng)及時(shí)反響自己的學(xué)習(xí)過程，對(duì)具體問題采取了什么方法，為什么采取這種方法，還有沒有更優(yōu)化的方法，如果存在問題，那么該方法錯(cuò)在哪里，怎樣重新表征這個(gè)問題，怎樣轉(zhuǎn)化思維去尋求新的解決問題的策略，這就是元認(rèn)知，是一種對(duì)人自身的感知、注意、記憶、想象、思維、理解等認(rèn)知過程進(jìn)行積極的自我監(jiān)視、自我反思、自我解悟、自我調(diào)控的策略。例如，求解具體問題：10ml某氣態(tài)烴，在50mlO2里燃燒，得到液態(tài)水和體積為35ml的混合氣體(所有氣體都在同溫同壓下測定)，那么該氣態(tài)烴可能是什么？遇到這個(gè)問題，學(xué)生就會(huì)激活認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有知識(shí)，利用陳述性知識(shí)和智慧技能進(jìn)行解答設(shè)氣態(tài)烴分子式為CxHy(x4)，那么有CxHy+(x+y/4)O2xCO2+y/2H2O(液)V1x+y/4x1+y/4105010+5035=251、假設(shè)氧氣過量，那么110=(1+y/4)25，得y=6，該氣態(tài)烴可能為C2H6，C3H6，C4H6。2、假設(shè)烴過量，那么(x+y/4)50=(1+y/4)25