促进理解的化学教学策略

促进理解的化学教学策略第一页，共九十九页，2022年，8月28日什么是“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。”“关于理解的实质，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。”

第二页，共九十九页，2022年，8月28日《教育心理学》中对理解的解释：“理解就是个体逐步认识事物的种种联系、关系直至认识其本质、规律的一种思维活动。”美国密执安州立大学的史密斯（EdwardL.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。根据布卢姆教育目标分类学，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：“懂的‘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。”

第三页，共九十九页，2022年，8月28日美国密执安州立大学的史密斯（）对科学学习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。第四页，共九十九页，2022年，8月28日机械性理解和有意义理解Talsma以一个简单的图示形象地说明了机械性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，但是与其它知识整合得很好，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）第五页，共九十九页，2022年，8月28日知识知识知识知识知知识知知识知识知识知识知识知识知识知识知识知识知识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A积累的知识少，没有综合：机械的理解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第六页，共九十九页，2022年，8月28日学生能做到哪些，才算是理解①能用自己的语言复述；②举出例子；③在不同的外表与情况下识别；④把握其与其他事物或观点间的联系；⑤以各种不同方式加以利用；⑥预见部分后果（推论）；⑦说出其对立面。这七个方面仅仅是一个开始，但可以帮助我们在工作中发现学生是真正理解还是表面上似乎理解。如果教师在教学过程中能有意识地将学生往这些方面引导，那么无疑将促进学生更好地发展。第七页，共九十九页，2022年，8月28日什么不是理解

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第八页，共九十九页，2022年，8月28日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；能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第九页，共九十九页，2022年，8月28日知识联系的意义记忆下列数字：当新知识与学生头脑中已有知识经验建立其实质性联系时，新知识就容易被记忆和理解。知识间的联系越多，越容易记忆，越能灵活地提取运用。第十页，共九十九页，2022年，8月28日化学学习的三重表征第十一页，共九十九页，2022年，8月28日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，且在适当的情境中正确地加以应用，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。

第十二页，共九十九页，2022年，8月28日理解的特征

理解的基础是：已有知识经验；理解的过程是：积极的思维活动过程；理解的结果是：个体认知结构的丰富和发展；理解的实质是：认识事物的联系及其本质。第十三页，共九十九页，2022年，8月28日第一节

从学生已有的知识经验出发

一、学生已有知识经验的分类二、如何探查学生的已有知识经验三、从学生的已有知识经验出发设计教学

第十四页，共九十九页，2022年，8月28日学生已有知识经验的重要性

如果我不得不把教育心理学的所有内容简约成一条原理的话，我会说：影响学习的最重要因素是学生已知的内容。弄清了这一点后，据此进行相应的教学。

——奥苏贝尔《教育心理学：一种认知观》第十五页，共九十九页，2022年，8月28日已有的知识经验正确、清晰的知识错误、模糊的知识类型来源课内课外作用妨碍新知识的理解促进新知识的理解第十六页，共九十九页，2022年，8月28日新旧知识经验的相互作用新的认知结构同化顺应已有知识与新知识相一致已有知识与新知识相矛盾量的变化质的改变学生已有的认知结构教材的知识结构第十七页，共九十九页，2022年，8月28日学生已有的知识经验如何探查学生已有的知识经验如何分析学生已有的知识经验为什么要重视学生的已有知识经验如何从学生的已有知识经验设计教学第十八页，共九十九页，2022年，8月28日

一、已有知识经验的重要性现代心理学认为，“学习不应该被看成是对于教师授予知识的被动接受，而是学习者以自身已有的知识经验为基础主动的建构活动”。学生并不是空着大脑走进化学课堂的，在学习新的化学知识之前，学生已经具备了与所要学习的新知识相关的一些经验和看法。学生头脑中的这些已有的知识经验不仅引导着学生对化学知识的解释，还影响着学生对教师和教材提供的信息的理解。可以说，学生已有的知识经验在很大程度上引导和决定着对化学新知识的学习。第十九页，共九十九页，2022年，8月28日学生已有知识经验学生头脑是空白的教师灌输建构第二十页，共九十九页，2022年，8月28日学生已有知识与学习ST学生学生ST教师ST学生SC学生ST教师SC学生ST教师SCST学生第二十一页，共九十九页，2022年，8月28日

假如让我把全部教育心理学仅仅归纳为一条原理的话，我将一言以蔽之：影响学习的惟一最重要的因素就是学生已经知道了什么，教师要探明这一点，并应据此进行教学。

———奥苏贝尔第二十二页，共九十九页，2022年，8月28日按照学生已有知识经验的作用即对新知识学习的影响来分类，可以将其分为以下两类：

①有利于新知识学习的知识经验

②不利于新知识学习的知识经验二、学生已有知识经验的分类第二十三页，共九十九页，2022年，8月28日①有利于新知识学习的知识经验这类知识经验是正确的，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。从新旧知识的关系来看，有利于新知识学习的知识经验与新知识可构成以下三种关系：★已有知识经验是上位的，新知识是原有知识的下位知识★已有知识经验是下位的，新知识是原有知识的上位知识★已有知识经验与新知识是并列的第二十四页，共九十九页，2022年，8月28日★已有知识经验为上位的，新知识是原有知识的下位知识学生已有的知识经验在包容程度和概括水平上高于新学习的知识，新知识与已有知识经验构成下位关系，这时新知识的学习称为下位学习。下位学习是一种注重演绎方法的学习。烷烃烃芳香烃烯烃炔烃原有的上位概念新学习的下位概念第二十五页，共九十九页，2022年，8月28日★已有知识经验是下位的，新知识是原有知识的上位知识新知识在包容与概括程度上高于学生已有的知识经验时，新知识与已有知识经验构成上位关系，这时新知识的学习称为上位学习。上位学习是一种注重归纳方法的学习。ＣＨ4烷烃ＣＨ2ＣＨ3ＣＨ3ＣＨ2ＣＨ3ＣＨ3ＣＨＣＨ3ＣＨ3第二十六页，共九十九页，2022年，8月28日★已有知识经验与新知识是并列的有时新知识与学生已有知识经验既不能产生上位关系也不能产生下位关系，但是新知识可能与学生已有的知识经验有某种吻合关系或者类比关系，这时新知识的学习为并列结合学习。酸性氧化物碱性氧化物原有的知识新学习的知识第二十七页，共九十九页，2022年，8月28日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。它们的存在会影响学生对新知识、新概念的正确理解，从而造成学生学习上的困难。

第二十八页，共九十九页，2022年，8月28日

学生在正式学习科学知识之前，往往通过日常生活中的观察或实践，获得了一些经验性的知识，这些经验性的知识被称为个人概念、生活概念或前科学概念。第二十九页，共九十九页，2022年，8月28日

Griffths和Preston（加拿大）调查了12年级的学生对分子、原子概念的理解，他们在研究中共发现了52种生活概念，几乎半数学生都认同下列5种生活概念：①分子比它实际的大小大许多；②同种物质的分子大小可能不同；③同种物质的分子在不同状态下的大小是可以改变的；④同种物质的分子在不同状态下的质量是不同的；⑤原子是有生命的。研究资料第三十页，共九十九页，2022年，8月28日一项“初中生生活概念的探查”问卷调查结果：关于溶解度这个概念：

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。研究资料第三十一页，共九十九页，2022年，8月28日请你画出加热时分子运动的示意图你来完成加热前加热后第三十二页，共九十九页，2022年，8月28日

学生对分子、原于概念的理解：通过下面的两个图可以看出，有些学生认为加热时分子会膨胀，这也是普遍存在的一个生活概念。第三十三页，共九十九页，2022年，8月28日

三、探查学生的已有知识经验的方法

1.诊断性测验

2.布置作业

3.课堂提问

4.深层会谈—诱导法

5.设置认知冲突法第三十四页，共九十九页，2022年，8月28日1．诊断性测验诊断性测验也称为摸底考试或准备性考试，是指在新学年新学期开始，或者一个知识单元或教学模块的教学之前进行的测验，其目的在于摸清学生对即将学习的化学新内容具有的预备知识和认知能力状况。诊断性测验不是按照教学目标面面俱到，而是在日常观察的基础上，经精心筛选、设计的有针对性的测试。题目应以教学重点、难点、疑点为核心，以知识的“反例”、“特例”和平时练习及测验中学生的典型“错例”为素材编制而成的。第三十五页，共九十九页，2022年，8月28日2．布置作业教师在新授课之前布置相应的作业，让学生在已有知识经验的基础上完成，然后通过批改、检查作业，可以清楚地了解到学生相关的知识经验的情况，实现对整个教学过程的调控。化学作业的一般形式有：回答问题、书写化学方程式、进行化学计算、做学习小结、画概念图、绘制实验装置图、阅读参考材料、社会调查项目，等等。教师在布置作业时应该注意有针对性地去选择设计题目，使之收到触类旁通、以点带面的效果。作业题目的难度要控制在“最近发展区”内。作业的数量也要适当，不能太多，要做到“少而精”。第三十六页，共九十九页，2022年，8月28日3．课堂提问课堂提问是教师在课堂教学中有计划地提出问题、引导学生思维、实现教学反馈的一种重要方法，它具有激发学生兴趣、促进学生思维、反馈教学信息和检验教学效果等功能。教师通过课堂提问来探查学生的已有知识经验，所提出的问题一般是呈现性问题而非创造性问题，它往往具有固定的答案和常规的几种求解思路。教师设计的问题时应该根据教科书和学生的生活实际，选择那些能建立广泛联系、迁移性强、活化率高的知识点，从而引导学生思维和学习的方向。同时还要特别重视教学中的重点、难点以及容易遗忘、容易混淆的知识点，这往往是学生认知结构中的模糊点和缺陷点，在新授课教学之前务必要将其探明。第三十七页，共九十九页，2022年，8月28日4．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“演示－观察－解释”法、“思维过程展示”法、概念图绘制等技术与学生进行会谈，所有这类研究都记录学生的详细回答，并鼓励学生对之做出详尽的解释。最大的优点：详尽、深刻地揭示出学生已有知识经验的状况；最大的缺点：需要花费大量的时间。

第三十八页，共九十九页，2022年，8月28日该方法要求采用下列三种转换方式对学生的回答做出诊断性的分析：（1）指出学生严重的知识空白点，或把学生的回答进行分类，并弄清各类回答的具体数量和原因模式。（2）根据学生的回答，推测学生头脑中对教学具有干扰作用的错误观念，即具有内在一致性的各种“选择性观念或结构”。（3）根据会谈结果编制学生的认知结构概念图。

第三十九页，共九十九页，2022年，8月28日5．设置认知冲突法

认知冲突就是学生已有的知识和经验与新知识或新问题之间的矛盾与冲突。当新知识与学生的已有知识经验不相符合，学生原有的认知结构一时不能同化、接纳新知识时,学生便在心理上产生一种强烈的矛盾和冲突即认知冲突。认知冲突的设置可以激发学生的认知内驱力，发展学生的思维能力。第四十页，共九十九页，2022年，8月28日探究学生的已有知识经验有双重目的

对教师而言，完成了探查学生已有知识经验的任务；对学生而言，激活了与新知识相关的已有知识经验，让学生做好知识上的准备。

第四十一页，共九十九页，2022年，8月28日探测要素探测内容相应题号温度温度是否影响化学反应的快慢温度如何改变化学反应的快慢1浓度纯液体水是混合物还是纯净物水的浓度是否受体积（质量）的影响能否正确计算水的物质的量浓度2溶液只改变体积（质量）是否改变溶液的物质的量浓度两种不同物质的量浓度的溶液混合后如何改变彼此的浓度3固体固体的浓度是否确定不变计算每立方米铁所包含的铁的物质的量4、11气体影响容器中气体密度的因素影响气体物质的量浓度的因素计算组分气体的物质的量浓度5、6、8固体的表面积固体的表面积对反应快慢的影响4压强恒容容器中气体的压强与气体的物质的量之间的关系5反应速率变化趋势化学反应过程中反应速率可能的变化趋势9参与反应的各物质之间的关系计算某确定反应中各物质的物质的量的改变发现参与反应的各物质的物质的量满足反应方程式的系数比7对化学反应方程式的认识能否意识到在不同的化学反应中反应前后物质的量之和可能改变也可能不变7催化剂阐述催化剂在化学反应中的作用10表1化学反应速率教学前测试问卷双向细目表第四十二页，共九十九页，2022年，8月28日探测要素探测结果学生的已备知识学生的模糊认识学生的错误认识温度在具体的反应中，87.8%（79人）的学生知道温度影响化学反应快慢，并且知道升高温度能够加快反应的进行。但大部分学生不能确定温度对反应的影响是否存在于一切化学反应之中，是否升高温度带来一切化学反应的加快。B40%的学生明确提出化学中的特例太多，温度对反应的影响也不能推及一切化学反应，升高温度也不能带来一切化学反应的加快。B浓度纯液体33.3%的学生认为烧杯中的100mL水为混合物；28.9%的学生认为改变水的体积带来其浓度的改变；81.0%学生不能正确计算水的物质的量浓度。B溶液66.7%学生正确认识溶液的浓度与体积、质量之间的关系，并能辨别两种不同浓度液体混合带来的彼此浓度改变。固体76.6%学生认为固体浓度确定不变，并且与质量无关。65.6%的学生不能正确计算每立方米铁所包含的铁的物质的量。B气体97.8%的学生正确计算某体积容器中各气体的物质的量浓度。60.0%的学生认为只改变温度带来气体密度的改变；40%的学生认为惰性气体的加入改变恒容容器内压强的同时也改变组分气体的物质的量浓度。C表2化学反应速率教学前测试结果统计分析表（上）A——与事实性知识冲突的不当认识B——缺乏原理性知识导致的不当认识C——狭隘的思维方式（或价值取向）带来的不当认识第四十三页，共九十九页，2022年，8月28日探测要素探测结果学生的已备知识学生的模糊认识学生的错误认识固体的表面积90%学生知道不同状态（块状、粉末状）固体由于表面积不同带来反应快慢不同。压强86.7%的学生正确认识到向恒容容器中充入惰性气体使容器内压强增大。但学生没有明确意识到向恒容容器中充入惰性气体使容器内压强增大是由于气体的总物质的量的增加所引起。C受物理学习的影响，部分（8.8%）学生认为恒容容器内气体的压强就是大气压，所以恒定不变。A反应速率变化趋势86.7%的学生对化学反应过程中的快慢持有开放性的观点，意识到受各种因素影响反应快慢会出现多种变化趋势。但学生的观点不够清晰，并没有意识到从主要影响因素来判断某时间段内的反应快慢及其变化。C13.3%的学生认为化学反应一定以匀速或匀减速进行。A参与反应的各物质之间的关系100%的学生能正确计算简单反应中的各物质的物质的量；90%的学生能发现各物质按方程式中的系数比参与反应。对化学反应方程式的认识85.6%的学生认为化学反应前后物质的量不变，其中14.4%的学生更直接给出“物质的量守恒”的观点。A催化剂100%的学生认识到催化剂在化学反应前后质量不改变。83.3%的学生只认识到催化剂加快化学反应。A67.7%的学生提出催化剂不参与化学反应过程。A表2化学反应速率教学前测试结果统计分析表（下）第四十四页，共九十九页，2022年，8月28日教学起点教学方法与教学原理教学目标具体的化学反应中温度影响化学反应快慢，以及升高温度能够加快反应的进行。B从温度对具体反应的影响推及温度对一切化学反应的影响，对于学生而言这是一种上位学习。教学中采用粗线条处理活化能理论，从微观角度引导学生理解温度对一切化学反应速率的影响。理解升高温度带来一切化学反应速率的提高。了解一般每升高10℃反应速率增大到原来的2～4倍。水为混合物；改变水的体积带来水的浓度的改变。B复习混合物、纯净物概念，明确纯净物的浓度与质量、体积无关；水为纯净物，水的物质的量浓度与体积、质量无关。从纯净物到水的认识对于学生而言是对知识的迁移和运用。教学中以计算水的物质的量浓度巩固、强化学生对纯液体的认识；课后思考并计算每立方米铁中所包含的铁的物质的量。改变纯液体（或固体）质量和体积均不改变化学反应速率。惰性气体的加入改变原有气体的物质的量浓度。C惰性气体的加入对恒容容器内气体的压强和密度的影响需要学生建立起对混合气体的整体性认识；惰性气体的加入对组分气体浓度的影响需要学生从组分气体的独立性角度思考问题。前一认识学生初步达成，后一认识尚处于混沌状态。教学中从微观的角度帮助学生建立起对混合气体的以上两方面认识。从微观角度帮助学生初步建立起对混合气体的整体性认识与对组分气体的独立性认识。各种因素影响化学反应速率。C学生观察、记录5%的过氧化氢在三氯化铁溶液（2滴）催化剂条件下的气体产生速率以及溶液温度变化，讨论此反应中不同阶段影响反应速率的主要因素。学习从矛盾的主要方面理解化学反应速率的改变催化剂是否参与化学反应过程。A

观察反应过程中溶液颜色的变化思考催化剂是否参与化学反应过程，如何影响化学反应速率。通过实验现象认识催化剂参与化学反应过程，推测其改变化学反应历程带来反应速率的改变。具体的化学反应中温度影响化学反应快慢，以及升高温度能够加快反应的进行。B从温度对具体反应的影响推及温度对一切化学反应的影响，对于学生而言这是一种上位学习。教学中采用粗线条处理活化能理论，从微观角度引导学生理解温度对一切化学反应速率的影响。理解升高温度带来一切化学反应速率的提高。了解一般每升高10℃反应速率增大到原来的2～4倍。各种因素影响化学反应速率。C学生观察、记录5%的过氧化氢在三氯化铁溶液（2滴）催化剂条件下的气体产生速率以及溶液温度变化，讨论此反应中不同阶段影响反应速率的主要因素。学习从矛盾的主要方面理解化学反应速率的改变针对重难点的教学设计第四十五页，共九十九页，2022年，8月28日四、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。

第四十六页，共九十九页，2022年，8月28日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。

第四十七页，共九十九页，2022年，8月28日教材单元“先行组织者”的形式学习前的引导性材料学习过程中的信息提示一段有关生活的背景材料一副反映化学现象的插图一个具有启发意义的化学问题一则生动的化学实验目的是在后继学习的内容之间建立“桥梁”，使学生的学习过程“平易化”。第四十八页，共九十九页，2022年，8月28日（1）陈述性组织者

当学生遇到新的学习任务时,倘若其原有认知结构中缺乏同化新知识的适当的上位观念,便可以设计一个概括与包容水平高于要学习的新材料的组织者，这就是陈述性组织者。学生先学习陈述性组织者，以获得一个可以同化新知识的认知框架。例如：在学习“化学平衡”时，教科书就首先呈现了一段叙述性材料。P138-139第四十九页，共九十九页，2022年，8月28日（2）比较性组织者

当学生遇到新的学习任务时，倘若其认知结构中已经具备了同化新知识的适当观念，但该观念不清晰、不牢固，学生难以应用，或者学生对新旧知识之间的关系辨别不清，这时便可以设计一个指出新旧知识异同的组织者，即比较性组织者。学生先学习比较性组织者，以用于新、旧概念的整合或辨别。例如:在学习碱性氧化物时，以酸性氧化物作为比较性组织者。第五十页，共九十九页，2022年，8月28日教师运用先行组织者策略进行教学的步骤

①在学习新知识之前，教师首先从学生已有的知识经验出发，结合新材料和学生实际设计适当的先行组织者作为引导材料。②向学生讲清引导材料，将新知识的上位概念纳入学生的认知结构中。③按一般到特殊的顺序有层次地呈现教材，传授新知识。④巩固新知识，强化认知结构。

第五十一页，共九十九页，2022年，8月28日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。第五十二页，共九十九页，2022年，8月28日不同时期学习者头脑中的概念模型生活概念科学概念生活概念科学概念

学习前

学习中

学习后第五十三页，共九十九页，2022年，8月28日灌输式教学，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。第五十四页，共九十九页，2022年，8月28日波斯纳（Posner）的“概念转变模型”

个体原有的概念要发生转变需要满足四个条件：（1）对原有概念的不满意。（2）新概念的可理解性。（3）新概念的合理性。（4）新概念的有效性。因此，学生必须明了他们个人的理论与证据是不适当的、不完整的，而科学的解释可以作为一个更具说服力且更合理的取代物，这时概念的转变才能发生。第五十五页，共九十九页，2022年，8月28日实现概念转变的教学克拉伊契克（JosephS.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。第五十六页，共九十九页，2022年，8月28日概念转变教学过程图学生比较新、旧概念学生描述他们自己的理解和认识学生运用新的理解和认识学生重新建构理解和认识利用反例使学生面对冲突情境学生建构新的理解学生在不同概念之间建构新理解学生和教师交流、阐明自己的理解

第五十七页，共九十九页，2022年，8月28日概念转变的3步教学模式

1982年，密歇根大学的纳斯鲍姆（Nussbaum）和诺瓦克（Novick）提出了概念转变的3步教学模式。（1）揭示和弄清学生已有的前科学概念。（2）引进与前科学概念相冲突的新概念。（3）鼓励学生对新观念进行评论，并形成对有关问题的新的观念图式。第五十八页，共九十九页，2022年，8月28日注意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。

第五十九页，共九十九页，2022年，8月28日第二节设计具有思考价值的问题

问题是思维的源泉，更是思维的动力。高中化学新课程提倡开展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。其实学习过程就是学生不断发现问题、分析问题和解决问题的过程。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具有思考价值的问题，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。第六十页，共九十九页，2022年，8月28日一、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。将思维方向和思维力度综合起来即为思维容量，它可以作为衡量问题对学生思维活动的引发和维持程度的指标。第六十一页，共九十九页，2022年，8月28日低水平的问题侧重于学生对知识的记忆、再认和简单应用，高水平的问题则需要学生对知识进行一定程度的加工。低水平的问题是学生学习的基础，高水平的问题则有利于转变学生死记硬背的学习方式，促进学生对知识的深层理解，培养学生的思维能力和创造力。在教学中，教师要根据具体的教学内容，尽可能设计不同层次的问题，以满足不同层次学生的需求；也需要在一定范围内多设计一些高层次的问题，以引导学生对问题的深入思考，发展学生高水平的思维能力。第六十二页，共九十九页，2022年，8月28日二、有思考价值的问题的特征与设计

1．具有较大的思维容量2．具有适宜的难度3．具有合适的梯度

第六十三页，共九十九页，2022年，8月28日1．具有较大的思维容量具有思考价值的问题必须有较大的思维容量。从思维方向的角度来考虑，它应该具备一定的开放性；从思维力度的角度来考虑，它应该是思考性问题；从问题的类型上看，它必须是高思维水平的统整性问题或创造性问题。

例如，在学习“铝的制法”时，可设计以下问题：以铝为原料制取Al(OH)3，你能想出几种办法?写出化学方程式。从反应物种类、操作要求及节约原料角度考虑，哪种方法更佳?

第六十四页，共九十九页，2022年，8月28日2．具有适宜的难度

具有思考价值的问题应该是难易适度的。难易适度的问题应该落在学生的“最近发展区”内。具体说：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。——这些问题难度适宜。

第六十五页，共九十九页，2022年，8月28日3．具有合适的梯度

在教学中，对于那些具有一定深度和难度的内容，学生往往一时难以理解、领悟，教师可以采用化整为零、化难为易的办法，把一些太大或太难的问题设计成一组有层次、有梯度的问题——问题组，考虑好问题的衔接和过渡，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。问题组可以使开放型的问题具备一定的方向性，使学生可以发散思维但不致于漫无目的地胡思乱想；问题组具有启发性，可以启发学生从不同的层次、不同的切入点来思考一个问题；问题组具有引导性，可以引导学生进行深入的思考，从而深刻理解有关知识，形成系统的知识结构。第六十六页，共九十九页，2022年，8月28日在设计问题组时要注意各问题之间的衔接和过渡，既要避免梯度太大，也要避免将问题设计得太细、太具体，导致系统的内容分解的支离、破碎，这既不利于培养学生思维的深刻性和独立性，也不利于学生形成相对完整的认识思路和掌握知识的整体结构。既要给学生指出思维的方向，引导学生深入思考，又不能将学生的思维限制过死，要鼓励学生充分发表自己的看法。对教师要求：认真分析教材，根据学生的认知特点，设计出科学的、有层次的问题组，并且及时引导学生把问题讨论的结果进行有机整合，形成系统的认知结构。第六十七页，共九十九页，2022年，8月28日三、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。所谓问题情境是指个人自己觉察到的一种“有目的但不知如何达到”的心理困境。它一般由三个部分组成：一是新的未知的东西，这是核心成分，反映的是思维对象和内容；二是学生对产生的未知东西的需要，反映的是思维的动机；三是学生的可能性，它既包括学生的创造能力，又包括学生已达到的知识水平。第六十八页，共九十九页，2022年，8月28日1．通过实验创设问题情境

化学是一门以实验为基础的学科，化学实验中各种生动鲜明的化学现象，能激起学生强烈的兴趣和求知欲，促使学生积极主动地思考；而且实验能促进学生多种感官的同时参与，提高学生大脑皮层的兴奋性，促进暂时联系的形成，有利于学生建构新旧知识之间的联系。

第六十九页，共九十九页，2022年，8月28日

如在学习钠的氧化物一节中，可进行如下的实验操作。分别取两支试管编号为试管一.试管二，向试管一中加入适量的氧化钠，向试管二中加入适量的过氧化钠。再向试管一中注入无色的酚酞试液，酚酞变红。学生认识到有碱性的氢氧化钠生成。同样将酚酞试液注入试管二中，看到酚酞变红随后又褪色。这个不同的现象将引发学生的思考：变红证明也有碱性物质生成是氢氧化钠，那是什么物质导致褪色现象？在由教师讲解过氧化钠的强氧化性能够漂白，由学生解释褪色的原因。第七十页，共九十九页，2022年，8月28日2．通过文字材料创设问题情境

教师也可以通过生动的文字材料呈现问题，即把与问题相关的一些信息，如化学史实、日常生活中的自然现象、化学科学与技术发展及应用的重大成就、化学对社会发展影响的事件等，以文字材料的形式呈现给学生，使学生在阅读这些信息的同时，激发起探究的兴趣和动机，在文字材料中的信息的冲击下，积极主动地对问题进行探索。第七十一页，共九十九页，2022年，8月28日

在学习有机物时，可以先给学生讲述德国化学家维勒、柯尔柏对传统“生命力”学说产生质疑，并通过不断的探索用我，用无机物先后合成了有机物尿素、醋酸。在无机与有机学科之间建立了联系。让学生由对无机的学习过渡到有机的学习。第七十二页，共九十九页，2022年，8月28日3．通过课堂讨论创设问题情境讨论对于激发学生的思维活动是一种最有效的方法。在教学中利用学生对某一问题的不同看法所引起的矛盾冲突，引导学生进行讨论，从而创设问题情境。由于在讨论过程中学生希望被认可的愿望非常强烈，教师在鼓励学生充分发表意见的同时，要适时引导他们冷静分析，从不同的侧面去认识问题。

第七十三页，共九十九页，2022年，8月28日4．利用多媒体创设问题情境多媒体技术在化学教学中的应用，不仅可以增大信息传输的容量，提高信息的可信度，而且还能提供丰富多彩的视听景象，提高学生的学习兴趣。因此，借助多媒体技术来呈现问题，可以使抽象枯燥的问题变得具体、鲜活，激发学生思维的积极性，还可以减轻学生的思维负担，提高问题解决的效率。

第七十四页，共九十九页，2022年，8月28日

如学习甲烷一节时，可引用煤矿因瓦斯爆炸而造成坍塌的几则新闻资料，引出瓦斯是煤炭开采过程中伴生的气体，它的主要成分是甲烷，由于甲烷的可燃性，在其与氧气混合达到一定浓度时，遇明火就会发生爆炸。第七十五页，共九十九页，2022年，8月28日四、引导学生自主发现和提出问题

“教师问，学生答”，学生仍处于被动学习的状态，化学新课程改革倡导自主探究的学习方式，教师应该对课堂提问有新的认识和理解。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”。在新课程的教学活动中，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。第七十六页，共九十九页，2022年，8月28日信息：学生问题意识的缺乏

问题意识是指学生在认知活动中意识到一些难以解决的、产生疑虑的实际问题或理论问题时产生的一种怀疑、困惑、探究的心理状态。传统的课堂教学中，学生问题意识比较薄弱。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%）。

第七十七页，共九十九页，2022年，8月28日促进学生自主提问的实施框架图教师设置问题情境引发学生认知冲突发展学生思维民主宽松的环境教师提供方法指导学生提出问题（原动力）（前提）（脚手架）第七十八页，共九十九页，2022年，8月28日1．引发学生的认知冲突

当学生已有的知识经验不能解释所面临的情境或问题时，学生的头脑中就会产生认知冲突。教师在教学中设置问题情境，有助于引发学生的认知冲突，给学生造成一种心理上的困境，驱使学生积极主动地进行知识的回忆和建构，在探索新知识的问题解决过程中培养学生的问题意识。学生在不断地分析问题、解决问题的过程中，逐渐地将知识内化，形成自己的“见识”和“观点”，并且思维能力逐渐得到提高，这有助于学生发现和提出高水平的问题。第七十九页，共九十九页，2022年，8月28日2．营造民主宽松的教学环境

人本主义心理学认为，心理自由和心理安全是学生进行创造性活动的基本前提。只有学生处在一种心理安全和心理自由的氛围中，他才不会害怕表现自己，他才能积极地思索问题、有效地发现问题和大胆地提出问题。在课堂上不愿提问的学生，大多是怕说错了话挨老师批评，或者担心受到同学的讥讽，心理上缺乏安全感。所以，培养学生的问题意识，教师应该相信和尊重学生，给学生营造一种民主、开放、自由、宽松的教学氛围，要留给学生自主探究、独立思考的时间和空间，允许学生犯错误，使学生相信自己有提出问题的能力，敢于大胆质疑、发表意见、挑战权威。第八十页，共九十九页，2022年，8月28日3．提供质疑的方法指导

在课堂上学生提不出问题可能是学生不会问问题，不知道问什么。所以教师要给学生提供质疑的方法指导，这是落实学生问题意识培养的实质性环节。在化学教学中，教师可以教给学生对基本概念、原理的涵义、由来、应用进行提问，对思维方法、解决问题的思路进行提问，对现实生活中的问题从化学角度进行提问，对新旧知识的结合点进行提问，对实验提问等，使学生知道从何处着手，从什么角度进行提问。教师需要通过实例进行具体指导，在课堂教学就一个具体的现象进行发问方法的分析，使学生知道这个问题是怎么来的。教师还要引导学生对一个现象从多个角度进行质疑，多问几个“为什么”，使学生掌握质疑的技巧。第八十一页，共九十九页，2022年，8月28日第三节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。使学生理解科学知识的最终目的就是要构建学生良好的认知结构，从而为学生运用科学知识分析和解决实际问题打下坚实的基础。

第八十二页，共九十九页，2022年，8月28日一、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。

第八十三页，共九十九页，2022年，8月28日化学认知结构化学认知结构是学生头脑中的化学知识按照自己理解的深度和广度而组成的一个具有内部联系的整体结构。它是一种具有主观能动性、开放的、立体网状的知识结构,其中既包含处于低层次的诸如概念、事实性命题等一般的知识，又包含处于较高层次的诸如解决化学问题的方法等知识，还包含处于最高层次的诸如化学方法论、思维论等方面的内容。简单来讲，化学认知结构就是学生头脑中所获得的一种经过改造了的化学知识结构，它是化学知识结构与学生的心理结构相互作用的产物，可表示为：化学认知结构=化学知识结构+人的主观能动性“+”表示内化，即化学知识结构通过主体的作用内化为化学认知结构。思维是内化的核心。第八十四页，共九十九页，2022年，8月28日“知识结构”≠“认知结构”阅读教材有关内容，试陈述知识结构与认知结构的关系。第八十五页，共九十九页，2022年，8月28日2．认知结构的特征

（1）整体性（2）层次性（3）开放性第八十六页，共九十九页，2022年，8月28日（1）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，即关于世界的事实性知识，用于回答“是什么”的问题；又有程序性知识，即在特定条件下可以使用的一系列操作步骤和算法，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。第八十七页，共九十九页，2022年，8月28日（2）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。第八十八页，共九十九页，2022年，8月28日（3）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图式，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。第八十九页，共九十九页，2022年，8月28日二、影响认知结构构建的因素

1．知识的类型2．知识的表征3．知识的组织

第九十页，共九十九页，2022年，8月28日1．知识的类型认知心理学认为，学生已有的知识经验是学习的必要条件。知识类型从广义上可分为三类：陈述性知识、程序性知识和策略性知识。陈述性知识是指关于自然和社会的事实性知识；程序性知识指在一定条件下可以使用的一系列操作步骤或算法（合理解决问题的一种操作程序或指令系统），其核心成分是概念和规则的运用；策略性知识系指关于如何学习和思维的知识。各类知识的特征不同，在构建认知结构时内化的层次和力度也不相同。策略性知识往往具有较高的概括化程度，指导和影响着学习者对于陈述性知识、程序性知识的获得与掌握。学习困难的学生，往往是通过记忆获得了大量的陈