化学陈述性知识加工阶段与教学条件，本文主要内容关键词为：性知识论文,阶段论文,条件论文,化学论文,加工论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
化学陈述性知识是指反映物质及其变化的本质属性和内在规律的有关化学概念、事实和原理的知识。心理学研究表明，陈述性知识的内部加工分为激活启动、获得加工、巩固迁移三个阶段，每一个阶段都为后续学习提供了基础。激活启动阶段是激活启动原有心理图式，引起注意并对信息特征与差异进行选择性知觉的阶段；获得加工阶段是进行抽象编码、新旧知识区分、重新整合、建构的阶段；巩固迁移阶段是控制学习过程，对行为结果的预期有着明确方向并且将新的知识运用于不同情境的阶段。教学条件是指影响学习的一整套教学因素，起着将学习的信息与学习者早先习得的结构相关联，有效提取线索和组织图式的作用。
一、知识激活启动阶段与教学条件
奥苏贝尔（D.P.Ausubel）认为，学习者头脑中已有的认知结构可通过先给学习者呈现一个先行组织者而加以激活，其用意旨在为呈现材料的学习提供一个观念框架。如果设计适当，先行组织者有助于事实形式的言语信息的保持，也有助于智慧技能的保持与迁移。[1]因此，在学习的激活启动阶段，符合学习认知规律的教学情境与教学情境的人文性加工等教学条件能够引发学生认知冲突，给记忆搜索和提取提供线索，建立新知识与已有认知结构之间的联系，让学生明确学习的责任与意义，激发学生学习动机。
（一）设计符合学习认知规律的教学情境
情境认知理论认为，知识的实现表现在人与社会或物理情境的交互状态中，分布于个体、媒介、环境、文化、社会和时间之中。学习不仅仅是一个个体意义建构的心理过程，更是一个社会性的、实践性的、以差异资源为中介的参与过程。知识学习应植根于情境脉络之中，这不仅是从动机、情感、兴趣等角度考虑，而是知识本性所决定的。[2]认知心理学研究发现，对信息的提取受编码情境的影响。如果学习者在对信息进行编码时使用了情境线索，那么在测验时这些线索会促进信息有效提取。这一规律被塔尔文（E.Tulving）和汤姆森（D.M.Thomson）称为编码特定性原则。[3]人本主义学习理论也注意到在真实的情境中，学习者可以全身心地投入到学习中去，通过感受、行动，其智性活动和感知、情感活动交织在一起，因为这种学习对个人来说是有生存和发展意义的，所以效率高，不容易被遗忘。[4]
设计符合学习认知规律的教学情境给知识编码、搜索提供了重要的外部教学条件。一是能够引起学生原有认知的不平衡，引发学生注意、好奇、质疑、矛盾、愤悱等急于解决问题的心理状态。二是能够将新知识与学生已有的生活经验建立联系，架构起新知识与学生原有知识之间的桥梁，帮助学生进行选择性知觉。三是能够给记忆搜索和提取提供线索，为学生提供一个知识编码的框架，便于知识的记忆、提取与预测。一般情况下化学情境设计有以下三种。
一是认知差异情境。化学史上许多化学物质和定律都是从新异的实验现象中被发现的。对于学生来说，这些没有见过或与已有的生活经验不同的化学现象会引起学生强烈的好奇心。
二是认知对立情境。在新问题面前，学生通常习惯根据已有的知识经验去进行推断，而当推断的结果被验证与事实相矛盾时，就会激发其探究知识的欲望，积极主动地调整错误概念，接受新概念，形成科学的认知结构。
三是认知协调情境。皮亚杰（J.Piaget）认为，人的认知要经过顺应、同化、平衡三个阶段。当新的知识融入学生原有的知识结构时，个体总会使自己原有的知识与新的知识保持一致性和一贯性，原有的知识结构自动进行重新调整，不断对新的知识进行同化与建构，最终使之趋于协调平衡。
（二）教学情境的人文性加工
教学情境的人文性加工就是以更加人性化的角度从教学情境的思想性、价值性、艺术性方面进行加工。一是使学生在运用知识时理解其意义价值，激发学习动机，提高学习效能。二是使学生了解知识使用的场合和条件，便于后续阶段知识的组织与提取，促进对知识的有效记忆。三是使学生带着不同的先前经验与教师创设的文化情境进行互动，逐渐积累解决实际问题的能力并感悟社会文化，提升社会责任感，培育社会素质。
教学情境的人文性加工可以通过新闻事件、科学史实、实验演示、生活现象、文化历史故事等对教学情境进行化学的人文性反思，或通过拟人、比喻、谜语、音乐、漫画、诗歌等手段对教学情境进行艺术化加工，从而激发学生的学习动机，发挥学生的想象力与创造力，促进学生对化学事实的社会理解与现实反思。教学情境的人文性加工要科学、贴切、新颖、信息量合适、艺术化水平高，要建立在科学的基础之上，还要有一定的人文教育价值。如果描述过于繁杂，含有许多虚构成分，那么就会起到异化概念或者误导概念的作用，不利于学生在初步掌握概念时更好地辨析概念。
二、知识获得加工阶段与教学条件
化学陈述性知识的获得加工阶段主要有以下三个方面的任务。一是从表面意义强调关键术语的罗列和用科学事实对知识进行学科的理解与界定。二是从深层意义上对陈述性知识进行抽象分析，让学生进一步深入理解、重新定义和构建联系。三是从价值意义上让学生了解所学陈述性知识的价值。精致性编码、例——规——例分层加工、情感注入与动作镶嵌、多感官协同学习等教学条件能够有效促进上述任务的完成。
（一）精致性编码，促进知识结构化、条件化
心理学研究表明，信息加工水平越深，获得的记忆水平越高。为防止信息从工作记忆中丧失，需要两个过程：复述与编码。为使信息在长时记忆中达到相对持久的状态，在过度学习基础上的简单重复对于简单信息也许是可行的，但是对于更复杂更有意义的信息，重复不能保证它们被充分加工进入长时记忆，而精致性编码却能做到这一点。梅耶（R.E.Mayer）认为，学习的心理模型分为两个阶段，第一阶段构建成分模型，第二阶段构建因果模型。[5]所以化学陈述性知识的精致性编码，一是让学生对符号、概念、命题等言语信息新知识与原有知识网络中的有关知识联系并形成较为系统的知识结构；二是建立知识之间条件化的因果链条，提供知识搜索和提取的线索。
知识的结构化是将知识按照一定的线索进行归类、整理，构建新知识之间以及新知识与学习者原有知识之间系统、深入的联系，并通过这种知识的联系，使学生信息组织方式得到改善，促进陈述性知识进入长时记忆，使知识提取变得更为容易。例如，教师在学习过程中可以有意识地组织学生对知识进行系统的梳理、分类，通过思维图、层次图、类比图、概念图等编码手段促进学生知识的结构化。知识的条件化是将知识与应用知识的条件相结合，增强知识网络之间信息传递的灵敏度，加快知识的提取速度，促进知识的泛化和迁移。例如，教师在教学中讲事实性知识时可以将物质的性质与用途结合讲授，让学生理解“物质的结构决定了其相关的化学性质，从而决定了其用途”的因果关系。
（二）例——规——例分层加工，促进概念的分化、抽象与泛化
布鲁克斯（L.Brooks）认为，学习者是通过具体的例证获得概念表征的，并依赖于其后所遇到的更多具体例证和情境引起贮存概念的表征向着典型性方面不断发生变化。[1]概念获得有三种加工水平，第一种是分化水平，即运用“例”的作用激活与联系，让学习者从其他概念中区别新的概念并通过例的变式练习从不同的情境或不同的视角来认识新概念，排除无关特征的干扰；第二种水平是抽象水平，学习者在原有知识的基础上通过比较、自我解释等主动的认知加工将知识从各种原型中抽象出来，发现本质特征与关系，形成“规”；第三种水平是泛化水平，通过复合情境的“再例”将知识进行巩固与迁移，获得熟练解决问题的技能。如果学习者能够成功识别这些新例证并将第二种水平抽象出来的“规”应用于新的例证中，那么就可认为新的概念已经习得。
在概念的获得过程中，例子的挑选与次序对于认知过程十分重要。教师应该仔细挑选概念的第一个正例。这个例子应该能够清楚地展现概念所有的必要特征（有时又被称为关键特征），它的干扰性或无关性很少，并且为学习者所熟悉。在随后的教学中，教师应该使用一些困难的例子来帮助学习者提炼自己的概括与判别，让学习者加工更多的、越来越复杂的正例和反例。概念的正例与反例要尽可能宽泛地分散在各种不同的情境之中，以促进学习者的概括力和迁移力。例子的复杂性可以促进学习者更好地描述概念的关键特征和无关特征。
（三）情感注入与动作镶嵌，转化陈述性记忆为程序性记忆
情感与认知是不可分割的，情感能够促进信息的存储与回忆。心理学研究表明，当我们对知识进行深度加工时，情感信息就会选择性地影响注意、学习和记忆，心理学将此定义为情感注入。[6]基于脑的教育研究认为，脑在生理程序上首先注意那些具有强烈情绪内容的信息，带有情感内容的记忆能够被优先加工。有教师在教学中将化合价口诀用歌曲唱出来，或将五个基本的化学反应编成一个顺口溜，这些都是将教学内容注入情感信息，促进了知识的巩固和有效记忆。
动作镶嵌即将陈述性知识的教学与动作技能和大量“真实性活动”结合在一起，促进对知识最佳的理解与记忆。动作记忆属于非陈述性记忆，具有内隐性，信息被加工后存入小脑，以产生式的形式存储，提取非常迅速，常常自动进行。例如，将浓硫酸稀释的教学改为学生先计算如何稀释再进行实验演示操作的方法，这样将智力技能与动作技能结合讲授更能激发学生的认知冲突，培养一种综合系统的思维方法。
（四）多感官协同学习，激活多种记忆通路
陈述性知识以命题的形式存储于命题网络之中，某一特定项目与其他信息联系越多，其保持效果越好，提取时也会因为有多个提取通道而反应迅速。脑科学研究认为，人的认知功能是分化的，学习者可能具有所偏好的加工通道以及在各种通道上的不同潜能。大脑有五种记忆通路：语义的、情境的、程序的、自动化的和情绪的。外界各种信息通过感官传到大脑皮层的通路不一样，如果多种感官协调活动，大脑皮层的多条神经通路也会各自发挥作用。这样，即使某一通路的记忆痕迹消失了，其他神经通路的记忆痕迹仍然存在，仍可以保持记忆的牢固性。由此可见，在学习中同时动脑、动手、动眼、动口、动笔的多感官表征协同学习模式能满足不同认知偏好的学生对学习方式的不同需求，使每个记忆通路都能够发挥作用，彼此激活，收到最佳的教学效果。
三、知识巩固迁移阶段与教学条件
在知识的巩固迁移阶段，让学生在最初的学习中进行超越一定阈值的主动的练习、精细性复述、在多元情境中充分复习并抽象地表征知识等教学条件能够进一步巩固、修改和完善学生形成的知识图式，纠正理解中的错误，促进知识的长久保持。
（一）复合情境练习、变式练习和间隔练习
练习有价值引导、复习巩固、训练思维、迁移的功能。研究发现，有效的练习反馈有即时性、具体性、提供矫正性信息、伴有积极的情绪等特点。按照练习的情境维度、形式维度和时间维度，陈述性知识的练习条件可分为复合情境练习、变式练习和间隔练习。
研究表明，当知识的学习在单一而非复合情境中传授时，情境间的迁移就相当困难；当学习者用学习材料情境中的细节来详细解释新材料时，知识尤其容易受情境制约；当知识在复合情境中传授，更有可能抽象出概念的特征，形成弹性的知识表征。[7]加涅（R.M.Gagne）认为，学习的刺激情境应代表所学习概念的实际范围，否则获得的概念在某些意义上将会是不完全的。学习是由外部线索激活的，能够提供的外部线索越多，激活的效果就越好。复习过程中审慎地引入各种背景性线索，可以增强所学内容的可迁移性。[1]这说明，我们要确保有足够的情境变化来获得对知识的正确理解，复合情境练习就是让学生通过在新的情境中使用学习过的知识，增加记忆提取的不同背景线索，更好地辨别、概括出陈述性知识的关键特征，增加有效练习的概率。
变式练习就是不断变更概念中的非本质情境，变化问题中的条件或结论，转换问题的形式或内容，配置实际应用的各种环境，而概念或问题的本质不变，使得学生从中获得再认识并提高识别、应变、概括等能力。通过变式练习会导致陈述性知识转化为以产生式系统表征的程序性知识，便于陈述性知识的快速提取。
从练习的时间上，我们将练习分为集中练习与间隔练习。前者是集中一段时间对学习过的知识进行重复，后者是在不同的时间对学习过的知识进行重复。心理学研究发现，间隔练习效果优于集中练习，即通过对知识隔天的回忆与复习，个体对知识的编码内容与策略发生了一定的变化，对信息图式进行了强化与精细化，使所学知识与已有的知识体系联系更加紧密，从而更容易记忆。因此，学生在学习时应尽可能采用间隔练习的形式。
（二）运用方法论知识进行精细性复述
为了将信息转移至长时记忆，个体必须采用精细性复述。通过它，个体以某种方式对识记项目进行精细加工，使信息更有意义地融入已经掌握的知识体系中，或者使之与其他信息之间的意义联系更加紧密，从而更容易记忆。相反，如果个体采用维持性复述，即只是简单机械地复述待记项目，那么只能把信息暂时保存在短时记忆中，而不能使之转变成为长时记忆。如果没有任何形式的精细加工，那么信息不能得到组织与转移。[8]“方法论知识”是精细性复述和编码的工具，是掌握知识、技能的学习方法本身的知识形态，即使“事实性知识”不断变化，“方法论知识”却是稳定的。化学常用的方法论知识有分析与综合、比较与分类、抽象与概括、归纳与演绎、系统化与具体化、模型化、假说及其检验等。这些科学思维方法的掌握是学生化学学习的基本能力，是可以迁移于不同学科、解决不同问题的能力，是学生终身学习的基础。
（三）情境化与去情境化交替复习
学习迁移的关键是在具体例子和一般原理之间找到平衡。对于自动化的低路迁移而言，学习的情境和迁移的情境要尽可能一致，这会促进学习的迁移，反映出情境在迁移中的积极作用。而对于非自动的高路迁移而言，有意识地将知识与技能从一种情境抽象出来以便用于另一种情境是学习的关键条件。发生了低路迁移的知识能够在今后类似的情境中被自动激活，发生了高路迁移的知识能够将知识运用于不同的新情境，具备更强的解决问题的能力。
在学习巩固、迁移阶段利用情境化和去情境化交替复习能够促进知识学习的自动化与迁移，使学习者在以后成功地搜索并快速地提取信息。要达到这一目的，教师不仅要有意识地设计问题应用情境，还要给学生提供机会使其自己生成综合性的问题情境。