吳文蕾

（上海市第二中學(xué)，上海200031）

“化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化規(guī)律的科學(xué)”。［1］作為學(xué)習(xí)化學(xué)、研究化學(xué)的重要途徑，化學(xué)實(shí)驗(yàn)與化學(xué)密不可分。著名化學(xué)家戴安邦先生曾說(shuō)過(guò)：“化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施全面化學(xué)教育的一種最有效的形式?！备咧谢瘜W(xué)基礎(chǔ)型課程教材中涉及相當(dāng)數(shù)量的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)化學(xué)基本概念和掌握化學(xué)基本理論的根本手段 ，亦是化學(xué)知識(shí)的重要組成。學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)型課程化學(xué)尤其是物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的成效，對(duì)學(xué)生掌握高中化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、拓展知識(shí)乃至其他學(xué)科知識(shí)均有著重要的作用。要提高受教育者的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，在化學(xué)基礎(chǔ)型課程的物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不僅應(yīng)讓學(xué)生有效獲得有關(guān)“是什么”的陳述性知識(shí)和“做什么”的程序性知識(shí)，還應(yīng)重視引導(dǎo)學(xué)生獲得和應(yīng)用“何時(shí)做、怎樣做”的策略性知識(shí)，使學(xué)生學(xué)會(huì)自主優(yōu)化實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，掌握解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的方法和途徑。

一、研究背景

2004年上海市教育委員會(huì)頒發(fā)了《上海市中學(xué)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（試行稿）》，進(jìn)行了課程及教材方面的新嘗試。在我國(guó)新一輪化學(xué)課程改革向縱深方向發(fā)展的今天，研究高中化學(xué)基礎(chǔ)型課程的物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)及其中的策略性知識(shí)仍具有重要的時(shí)代意義。

從社會(huì)實(shí)際來(lái)看，日新月異、高速發(fā)展的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)影響到每一個(gè)社會(huì)個(gè)體，然而伴隨著信息快捷而來(lái)的、令人印象深刻的卻是化工生產(chǎn)、化工運(yùn)輸過(guò)程中各種各樣的事故、污染報(bào)道。要改善學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科的認(rèn)知、消除人們對(duì)化學(xué)的誤解，與社會(huì)生產(chǎn)生活密切相關(guān)而又相對(duì)形象直觀的化學(xué)實(shí)驗(yàn)無(wú)疑是很好的切入口，而綜合了元素知識(shí)及化學(xué)原理的、最具有“綜合”意義的化學(xué)物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)可以發(fā)揮出更大作用。筆者以上海市2007版高級(jí)中學(xué)化學(xué)課本的基礎(chǔ)型課程物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)策略性知識(shí)為研究對(duì)象，試圖更好地把握高中化學(xué)基礎(chǔ)型課程物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中的策略性知識(shí)脈絡(luò)，進(jìn)行策略性知識(shí)研究。

二、研究意義

《上海市中學(xué)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（試行稿）》中指出，高一、高二年級(jí)學(xué)生要“能正確認(rèn)識(shí)化學(xué)與生活、化學(xué)與生產(chǎn)、化學(xué)與自然及化學(xué)與社會(huì)發(fā)展的關(guān)系，具有保護(hù)環(huán)境和合理使用自然資料的意識(shí)，具有社會(huì)責(zé)任感和奉獻(xiàn)精神，樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展的思想，形成人和自然和諧發(fā)展的觀念，初步樹(shù)立正確的科學(xué)價(jià)值觀。”［2］（P67）

實(shí)驗(yàn)中的策略性知識(shí)能為學(xué)生將來(lái)適應(yīng)社會(huì)、應(yīng)對(duì)環(huán)境變化打下能力基礎(chǔ)。如果學(xué)生通過(guò)一定的信息加工及程序鞏固使策略性知識(shí)達(dá)到系統(tǒng)化、自動(dòng)化的程度，策略性知識(shí)就可以呈現(xiàn)在記憶空間中，并可對(duì)顯性的思維活動(dòng)進(jìn)行明顯的調(diào)節(jié)、監(jiān)視和引導(dǎo)，學(xué)生解決問(wèn)題的能力可以隨之提高?？梢哉f(shuō)，一個(gè)人獨(dú)立自主地思考問(wèn)題能力的強(qiáng)弱，解決各種問(wèn)題能力的優(yōu)劣體現(xiàn)，與一個(gè)人所形成的策略性知識(shí)體系的良好程度緊密相連。因而，策略性知識(shí)的教學(xué)對(duì)課堂教學(xué)由“知識(shí)立意”轉(zhuǎn)變成“智能立意”，對(duì)學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)自主程度有著重要意義。

三、策略性知識(shí)概念

洛林·W.安德森等認(rèn)為，策略性知識(shí)是關(guān)于學(xué)習(xí)、思維和解決問(wèn)題的一般性策略的知識(shí)。他們將知識(shí)分為4大類別：事實(shí)性知識(shí)、概念性知識(shí)、程序性知識(shí)，元認(rèn)知知識(shí)，并根據(jù)策略性知識(shí)適用多種學(xué)科的認(rèn)知和基于自我知識(shí)的特點(diǎn)，將其歸入了 元 認(rèn) 知 知 識(shí) 主 類 別。［3］（P34～43）策 略 性 知識(shí)兼具程序性知識(shí)和元認(rèn)知知識(shí)特點(diǎn)，是兼顧內(nèi)外的認(rèn)知策略，是關(guān)于如何學(xué)習(xí)、如何組織學(xué)習(xí)、如何解決學(xué)習(xí)及自身學(xué)習(xí)問(wèn)題的知識(shí)，是關(guān)于如何使用事實(shí)性知識(shí)、概念性知識(shí)和程序性知識(shí)去學(xué)習(xí)、記憶、解決問(wèn)題及進(jìn)行計(jì)劃、監(jiān)控和調(diào)節(jié)認(rèn)知的一般 方 法 和 技 巧 的 知 識(shí)。［3］（P34～43）以 實(shí) 驗(yàn) 室制乙烯的實(shí)驗(yàn)為例，濃硫酸、乙醇等實(shí)驗(yàn)藥品和圓底燒瓶、導(dǎo)管等實(shí)驗(yàn)儀器是事實(shí)性知識(shí)，通過(guò)消除反應(yīng)制備乙烯的實(shí)驗(yàn)原理是概念性知識(shí)，順序性的實(shí)驗(yàn)步驟是程序性知識(shí)，而如何確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康募霸O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，如何優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案、選擇儀器及組建裝置，更有效地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是策略性知識(shí)。策略性知識(shí)以陳述性知識(shí)、程序性知識(shí)為基礎(chǔ)，其思維綜合性高于其他知識(shí)。

策略性知識(shí)在各學(xué)科教學(xué)中廣泛存在，結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)基礎(chǔ)型課程中的重要性，筆者試圖通過(guò)對(duì)物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中的策略性知識(shí)進(jìn)行初步研究，使更多的學(xué)習(xí)者及教育者關(guān)注策略性知識(shí)、學(xué)習(xí)策略性知識(shí)、應(yīng)用策略性知識(shí)，提高課堂教學(xué)的有效性，使學(xué)生的認(rèn)知、思辨能力得到鍛煉，使社會(huì)的未來(lái)建設(shè)者能更好地適應(yīng)終身學(xué)習(xí)的要求，適應(yīng)社會(huì)生活和社會(huì)發(fā)展的需要。

四、物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中的策略性知識(shí)初探

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中存在多種策略性知識(shí)，有的策略性知識(shí)廣泛存在于各類實(shí)驗(yàn)中，如產(chǎn)生式是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的策略性知識(shí)。產(chǎn)生式是指“如果—那么”形式表示的規(guī)則，即“條件—活動(dòng)”（condition—action）策略。例如在物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中，要證明醋酸是弱電解質(zhì)，如果提供同濃度的鹽酸、醋酸溶液，則可以用pH計(jì)測(cè)溶液的pH值，證明醋酸部分電離；如果有醋酸鈉固體，就可以將醋酸鈉固體溶于水，測(cè)溶液的pH值，溶液呈堿性，證明醋酸是弱電解質(zhì)。在物質(zhì)分離實(shí)驗(yàn)中，如果用CCl4萃取出水溶液中的I2，就能用分液漏斗進(jìn)行分離。在物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)中，如果制備得到的氣體中混有雜質(zhì)氣體，那么可以選擇相應(yīng)的洗氣除雜方式。在物質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中，如果溶液中可能有SO42－，則可選用稀鹽酸和氯化鋇檢驗(yàn)SO42－。在定量實(shí)驗(yàn)中，如果酸溶液濃度待定，就可以用中和滴定法測(cè)定未知溶液濃度。

物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中涉及的策略性知識(shí)，可能是一個(gè)、兩個(gè)，也可能是多種策略性知識(shí)。筆者在參考百度百科中相關(guān)思維及算法概念論述的基礎(chǔ)上，結(jié)合高中化學(xué)基礎(chǔ)型課程實(shí)驗(yàn)的實(shí)際進(jìn)行分類研究，以下是物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)但不唯一的策略性知識(shí)的分類分析。

物質(zhì)的性質(zhì)包括外觀形態(tài)等方面的物理性質(zhì)以及反應(yīng)性質(zhì)等方面的化學(xué)性質(zhì)等，是物質(zhì)在物理及化學(xué)變化中客觀呈現(xiàn)的屬性。它是對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性的依據(jù)，也是區(qū)分物質(zhì)的重要依據(jù)。根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)可以探知化學(xué)物質(zhì)的特性，可以推測(cè)、鑒別、鑒定未知物質(zhì)，也可以加深理解和便于掌握相關(guān)化學(xué)理論知識(shí)，因而學(xué)習(xí)和研究物質(zhì)的性質(zhì)及其變化規(guī)律是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容之一。

1.概念組織是物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中的策略性知識(shí)

在物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)中，面對(duì)種類繁多的實(shí)驗(yàn)、情形各異的現(xiàn)象、形式多樣的反應(yīng)，學(xué)生往往需要很多時(shí)間進(jìn)行認(rèn)知、著手實(shí)驗(yàn)，而應(yīng)用概念圖示策略可將概念通過(guò)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖組織起來(lái)。在以往的教學(xué)中，教師往往通過(guò)枚舉法逐一列出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)，如氯氣性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中氯氣與鐵反應(yīng)、氯氣與銅反應(yīng)、氯氣與水反應(yīng)等，而學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)也往往通過(guò)記錄的筆記沿用這樣的方法。如果采用概念圖示進(jìn)行組織，可把氯氣性質(zhì)置于知識(shí)樹(shù)的頂端，實(shí)驗(yàn)原理放在主干，具體現(xiàn)象放在末梢，注意事項(xiàng)可以放在旁支。如此這般與大腦思考路徑相類似的組織形式使相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容簡(jiǎn)單明了，便于比較同類知識(shí)，亦便于需要時(shí)提取相關(guān)信息。在研究化學(xué)原理的化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的實(shí)驗(yàn)中，用類似的知識(shí)框架分析影響化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的因素也能起到相應(yīng)的效果。

2.有目標(biāo)的領(lǐng)會(huì)是物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中的策略性知識(shí)

有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)大多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在對(duì)物質(zhì)性質(zhì)有一定的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，或是為了驗(yàn)證相關(guān)的認(rèn)知正確與否而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在教學(xué)中，教師往往采用敘述形式陳述或講解實(shí)驗(yàn)知識(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)更多的是隨波逐流地接受，比較被動(dòng)。而在明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的情況下，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更易被激發(fā)，注意力更為集中。且學(xué)生有目標(biāo)地領(lǐng)悟、體會(huì)物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)更有指向性，已知知識(shí)與新知識(shí)的碰撞更趨明顯，相應(yīng)知識(shí)在大腦中產(chǎn)生的痕跡亦更深。在今后的學(xué)習(xí)或復(fù)習(xí)中，根據(jù)目標(biāo)詞匯提取隸屬于該目標(biāo)的信息相較于從泛化的知識(shí)中搜尋也更為容易。例如，學(xué)習(xí)SO2的化學(xué)性質(zhì)時(shí)，學(xué)生通過(guò)“SO2能使品紅溶液褪色”的實(shí)驗(yàn)獲得具有SO2具有漂白性的知識(shí)。利用目標(biāo)領(lǐng)會(huì)策略，則在做“SO2和溴水反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)前便可明確實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)，即驗(yàn)證SO2能否使溴水褪色，并可通過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)判斷SO2使溴水褪色是否是漂白性的體現(xiàn)。經(jīng)歷這樣一些實(shí)驗(yàn)，對(duì)SO2相關(guān)的化學(xué)性質(zhì)會(huì)有更深的領(lǐng)悟和體會(huì)。

3.思維發(fā)散是物質(zhì)性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)中的策略性知識(shí)

實(shí)行新課程以來(lái)，基礎(chǔ)性課程教材物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中增加了探究性實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，學(xué)生以實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑橹行?，利用已有知識(shí)及所給信息思維發(fā)散，從不同的假設(shè)出發(fā)，由不同的方向和角度，尋求相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案并加以實(shí)施。以探究實(shí)驗(yàn)“比較氯、溴、碘的化學(xué)活潑性”為例，實(shí)驗(yàn)以氯、溴、碘的化學(xué)活潑性為研究目標(biāo)，學(xué)生從初中所學(xué)的置換反應(yīng)出發(fā)，確定實(shí)驗(yàn)原理為通過(guò)一種元素的單質(zhì)能否把另一種元素從它的化合物中置換出來(lái)推斷物質(zhì)的活潑性。這樣，根據(jù)實(shí)驗(yàn)提供的試劑，新制氯水、氯化鈉溶液、溴水、溴化鈉溶液、碘水、碘化鉀溶液和四氯化碳，學(xué)生可以設(shè)計(jì)出多個(gè)實(shí)驗(yàn)方法，確定氯、溴、碘的化學(xué)活潑性，例如：假設(shè)氯活潑性大于溴，在溴化鈉溶液中加新制氯水，再加四氯化碳，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象確定氯可以置換出溴，氯比溴活潑；假設(shè)氯活潑性大于碘，在碘化鉀溶液中加新制氯水，再加四氯化碳，確定氯可以置換出碘，氯比碘活潑；假設(shè)溴活潑性大于碘，在碘化鉀溶液中加溴水，再加四氯化碳，確定溴能置換碘，溴比碘活潑；假設(shè)溴活潑性大于氯，在氯化鈉溶液中加溴水，然后加四氯化碳，確定溴不能置換氯，氯比溴活潑；假設(shè)碘活潑性大于氯，在氯化鈉溶液中加碘水，再加四氯化碳，確定碘不能置換氯，氯比碘活潑等等，通過(guò)多維探究得出氯的活潑性大于溴，溴的活潑性大于碘。學(xué)生從一個(gè)目標(biāo)出發(fā)，從不同角度出發(fā)，提出了多種設(shè)想，探求多種解決方案。

五、研究啟示

1.策略性知識(shí)需要顯性化、多元化

在物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中包含多種策略性知識(shí)，不同類型實(shí)驗(yàn)中的策略性知識(shí)不盡相同，有共同具有的策略性知識(shí)，也有特有的策略性知識(shí)。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，多種策略性知識(shí)的傳授與運(yùn)用，可以增加教學(xué)主體之間多元互動(dòng)，突顯教師的主導(dǎo)作用，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。其中的策略性知識(shí)在教學(xué)過(guò)程中并不總是單獨(dú)出現(xiàn)，往往互為補(bǔ)充，穿插于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中。教學(xué)中應(yīng)用得當(dāng)?shù)臅r(shí)候相互間能得到更大限度且有效的發(fā)揮，更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，有效地完成教學(xué)任務(wù)，有利于學(xué)生的智能以自己的方式得到發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)策略性知識(shí)需要引起更多的重視，在高中基礎(chǔ)型課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，隱含的策略性知識(shí)教學(xué)可以更顯性化。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中并不是沒(méi)有策略性知識(shí)的教學(xué)，而是沒(méi)有被足夠地重視，教學(xué)方式也比較單一。策略性知識(shí)的教和學(xué)多元化有機(jī)結(jié)合，靈活多樣的教學(xué)有利于學(xué)生體會(huì)策略性知識(shí)的價(jià)值，提高運(yùn)用策略性知識(shí)的能力，對(duì)學(xué)生的認(rèn)知水平產(chǎn)生相應(yīng)影響。學(xué)生可以在不斷的應(yīng)用和調(diào)整中明了策略性知識(shí)，提高對(duì)應(yīng)的知識(shí)水平，為自身的知識(shí)發(fā)展和終身學(xué)習(xí)能力發(fā)展打下基礎(chǔ)。

2.教學(xué)者面對(duì)的專業(yè)化要求更高

不同的教師對(duì)相同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容會(huì)有不同的處理及教學(xué)。這樣的不同在教授陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)時(shí)差異不大，因?yàn)橄鄳?yīng)的這兩類知識(shí)一般是確定性的，但在策略性知識(shí)的教學(xué)上會(huì)產(chǎn)生較大差異，每節(jié)課中包含的策略性知識(shí)或策略性知識(shí)的組合各有不同。有策略性知識(shí)教授意識(shí)的教學(xué)者會(huì)設(shè)計(jì)、組織更多的教學(xué)情境指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。通過(guò)不同類型實(shí)驗(yàn)情境的提出，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的興趣，增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)策略性知識(shí)的了解及掌握。因而，在進(jìn)行策略性知識(shí)教學(xué)時(shí)，教師不僅要從知識(shí)的掌握和能力提高的角度實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)和要求，還要注意策略性知識(shí)的教學(xué)要求。這就使得教師需要提煉并掌握實(shí)驗(yàn)策略性知識(shí)，設(shè)計(jì)合適的教學(xué)情境和教學(xué)方式進(jìn)行教學(xué)，還需要去發(fā)現(xiàn)學(xué)生的強(qiáng)項(xiàng)策略性知識(shí)，在教學(xué)實(shí)踐中能夠利用學(xué)生的強(qiáng)項(xiàng)策略性知識(shí)去彌補(bǔ)和發(fā)展學(xué)生的弱項(xiàng)策略性知識(shí)，以更好地促進(jìn)學(xué)生策略性知識(shí)水平的發(fā)展。策略性知識(shí)的教學(xué)要面對(duì)不同策略性知識(shí)水平的學(xué)生，要更靈活地應(yīng)對(duì)各種可能出現(xiàn)的教學(xué)狀況。這就意味著教師必須保持有意識(shí)地提升自己的專業(yè)知識(shí)水平，實(shí)現(xiàn)更高層次的專業(yè)化發(fā)展。

3.策略性知識(shí)需要更全面、更科學(xué)的評(píng)價(jià)

常規(guī)的知識(shí)測(cè)試可對(duì)事實(shí)、概念、操作性知識(shí)及其應(yīng)用進(jìn)行測(cè)評(píng)，而策略性知識(shí)綜合事實(shí)性知識(shí)和程序性知識(shí)特點(diǎn)，使得對(duì)學(xué)生的策略性知識(shí)學(xué)習(xí)需要更全面、更科學(xué)的評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)既要切合策略性知識(shí)教學(xué)實(shí)際、學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)際，還要能有效地促進(jìn)策略性知識(shí)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)生素質(zhì)教育所起的重要作用。

［1］ 百度百科：化學(xué)［EB/OL］.http：//baike.baidu.com/view/2507.html

［2］ 上海市教育委員會(huì).上海市中學(xué)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（試行稿）［S］.上海：上海科技教育出版社，2004.

［3］ 洛林·W.安德森，等.布盧姆教育目標(biāo)分類學(xué)修訂版（完整版）［M］.北京：外語(yǔ)教學(xué)與研究出版社，2009.