摘 要：信息加工學(xué)習(xí)理論指出，學(xué)習(xí)系統(tǒng)內(nèi)的各要素之間是相互聯(lián)系、相互作用的。本文以加涅的信息加工理論為基礎(chǔ)，結(jié)合序化、編碼、重組、同化及遷移的基本思路，探討在初中化學(xué)教學(xué)過程中有計(jì)劃、有意識地滲透及踐行信息加工學(xué)習(xí)理論的可行性教學(xué)策略，以此進(jìn)一步提升初中化學(xué)課堂的教學(xué)質(zhì)態(tài)，進(jìn)而建構(gòu)優(yōu)質(zhì)化學(xué)課堂。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué);信息加工;學(xué)習(xí)理論;優(yōu)質(zhì)課堂

中圖分類號：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-624X（2021）16-0046-02

引 言

信息加工理論是由美國心理學(xué)家加涅提出的，他指出，學(xué)習(xí)是學(xué)生對所學(xué)知識進(jìn)行內(nèi)部加工的過程，主張用信息加工的觀點(diǎn)來解釋學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，并在此基礎(chǔ)上提出了學(xué)習(xí)和記憶的信息加工模型。這對初中化學(xué)課程教學(xué)有一定的指導(dǎo)意義。

一、序化，梳理知識結(jié)構(gòu)

信息加工學(xué)習(xí)理論指出，學(xué)習(xí)系統(tǒng)內(nèi)的各要素之間是相互聯(lián)系、相互作用的。這也就是說，教師在教學(xué)化學(xué)知識時(shí)，要按照一定的邏輯順序來組織教學(xué)，通過有效的信息加工手段，對零碎的、龐雜的化學(xué)知識點(diǎn)進(jìn)行梳理和整合，建構(gòu)起系統(tǒng)的、有序的知識整體結(jié)構(gòu)[1]。

例如，在教學(xué)“質(zhì)量守恒定律”的化學(xué)知識時(shí)，教師可以從學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)，如鎂條燃燒生成氧化鎂，水電解生成氫氣、氧氣等，引導(dǎo)學(xué)生回顧這些化學(xué)實(shí)驗(yàn)和反應(yīng)過程，思考反應(yīng)物和生成物之間的質(zhì)量存在什么關(guān)系。學(xué)生對此各有各的說法，有說生成物的質(zhì)量大于反應(yīng)物的質(zhì)量的，也有說質(zhì)量沒有發(fā)生改變的。這時(shí)，學(xué)生的求知欲與探究欲望就被很好地激發(fā)出來。教師再適時(shí)引入拉瓦錫做過的將氧化汞分解成汞和氧氣的實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是氧化汞的質(zhì)量等于反應(yīng)后的汞和氧氣的質(zhì)量之和。這時(shí)，學(xué)生又提出了疑問：反應(yīng)前、后各物質(zhì)質(zhì)量之和相等到底是這個(gè)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的巧合呢，還是一個(gè)普遍規(guī)律呢？就這樣，在學(xué)生的思考和追問中，教師引出本節(jié)課的課題：質(zhì)量守恒定律，并通過磷和氧氣燃燒、CuSO4和Fe的反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生自主歸納總結(jié)出質(zhì)量守恒定律。這樣的課堂學(xué)生更容易接受。

序化可以體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一個(gè)是學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的心理順序，另一個(gè)是學(xué)科知識的內(nèi)在邏輯順序。這是教師在踐行信息加工學(xué)習(xí)理論的過程中必須遵循的序化原則。教師應(yīng)按照初中化學(xué)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)在邏輯，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律來組織教學(xué)、安排教學(xué)活動。這樣的化學(xué)課堂才是高效、生動，真正能夠推動學(xué)生身心發(fā)展的優(yōu)質(zhì)課堂。

二、編碼，實(shí)現(xiàn)有效增值

加涅把學(xué)生的學(xué)習(xí)階段分解為動機(jī)、領(lǐng)會、習(xí)得、保持、回憶、概括、作業(yè)及反饋八個(gè)過程。在習(xí)得階段中，學(xué)生需要對新獲得的刺激，也就是課堂上學(xué)到的新知識內(nèi)容進(jìn)行知覺編碼，將其存儲到記憶中，納入個(gè)人的知識體系。在這個(gè)過程中，教師所要做的就是通過采取有效的編碼與組織策略，幫助學(xué)生在習(xí)得階段實(shí)現(xiàn)信息的有效增值，促使信息盡快從短時(shí)記憶變?yōu)殚L時(shí)記憶[2]。

例如，“常見的酸和堿”這節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生能夠辨別和區(qū)分生活中常見的酸性物質(zhì)和堿性物質(zhì)。以酸的性質(zhì)來講，在教學(xué)時(shí)，教師可先帶領(lǐng)學(xué)生一起探究濃硫酸、濃鹽酸、稀硫酸、稀鹽酸等常見酸的具體的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)。學(xué)生通過觀察，認(rèn)識到鹽酸是無色的液體，有刺激性氣味，濃鹽酸具有揮發(fā)性;硫酸則是無色、黏稠的油狀液體，無味，濃硫酸具有很強(qiáng)的腐蝕性。接著，學(xué)生分別通過酸溶液與指示劑、某些金屬、金屬氧化物、某些鹽的實(shí)驗(yàn)探究，得出了常見的酸的一些化學(xué)性質(zhì)。那么在此基礎(chǔ)上，教師要引導(dǎo)學(xué)生通過分析、比較，歸納出酸普遍具有的化學(xué)性質(zhì)，如酸溶液能與指示劑起反應(yīng)，紫色石蕊試液遇酸變紅，無色酚酞試液遇酸不變色;酸能跟多種活潑金屬發(fā)生反應(yīng)，通常生成鹽和氫氣;酸能跟某些鹽反應(yīng)生成新酸和新鹽等。通過這樣的編碼方式，學(xué)生從宏觀上認(rèn)識了酸和堿的化學(xué)性質(zhì)，可以從常見酸擴(kuò)展和推斷任意酸的性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)信息的增值。

信息增值主要是指信息內(nèi)容的增值和活動效率的提高。從這兩個(gè)角度出發(fā)，教師要結(jié)合不同的化學(xué)教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生提供相應(yīng)的編碼方式及策略的參考。比如，常見組織信息的編碼策略可以按順序關(guān)系編碼、因果關(guān)系編碼及種屬關(guān)系編碼等。這都是幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)有效信息增值的可行方式，是教師應(yīng)在教學(xué)過程中關(guān)注的方向。

三、重組，引發(fā)認(rèn)知沖突

重組的方式可以理解為學(xué)生的知識體系與認(rèn)知結(jié)構(gòu)的重組與優(yōu)化。在新信息的刺激下，學(xué)生原有的知識體系與認(rèn)知結(jié)構(gòu)已經(jīng)不再完全適應(yīng)，需要通過科學(xué)有效的重組策略，如比較類比、拓展延伸等，在知識體系內(nèi)部進(jìn)行積極的調(diào)試與優(yōu)化，以幫助學(xué)生建構(gòu)更系統(tǒng)、合理的知識體系。

仍以“質(zhì)量守恒定律”為例，在課堂的鞏固提高環(huán)節(jié)，教師可以給學(xué)生提供一些與質(zhì)量守恒定律看似存在沖突的信息與情境，如學(xué)生在生活中熟悉的情境：一張紙燃燒后化為灰燼，為什么燃燒后的灰燼的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一張紙的質(zhì)量？為什么這時(shí)質(zhì)量守恒定律失效了呢？學(xué)生在聽到這個(gè)問題后，也感到非常疑惑，迫切地想要知道原因。這時(shí)，教師就要引導(dǎo)學(xué)生利用本節(jié)課學(xué)習(xí)的知識來解答這個(gè)問題。學(xué)生在這個(gè)問題的刺激下，重新審視和梳理這節(jié)課學(xué)到的知識內(nèi)容，并具體分析這道題。根據(jù)質(zhì)量守恒定律：紙的質(zhì)量+燃燒所需氧氣的質(zhì)量=灰燼的質(zhì)量+生成二氧化碳的質(zhì)量+水蒸氣的質(zhì)量。其中，生成二氧化碳的質(zhì)量+水蒸氣的質(zhì)量>燃燒時(shí)消耗的氧氣的質(zhì)量。因此，灰燼的質(zhì)量要小于紙的質(zhì)量，這樣，學(xué)生便進(jìn)一步加深了對質(zhì)量守恒定律的理解與認(rèn)識。

可以說，認(rèn)知沖突是學(xué)生實(shí)現(xiàn)信息加工、認(rèn)知發(fā)展的助推器。當(dāng)新信息的刺激與學(xué)生已經(jīng)習(xí)得的知識、經(jīng)驗(yàn)、技能等產(chǎn)生認(rèn)知沖突時(shí)，原有的低層次的平衡被打破，而學(xué)生會在這種無法同構(gòu)的矛盾與沖突下產(chǎn)生學(xué)習(xí)、探究的心理需求，積極地尋求更多新信息進(jìn)行深度學(xué)習(xí)和探究，以達(dá)成新的認(rèn)知平衡。

四、同化，搭建學(xué)習(xí)橋梁

同化可以理解為將外部的新信息刺激通過有效的內(nèi)部加工思維活動，整合到個(gè)人原有的知識結(jié)構(gòu)和認(rèn)知體系中，這是學(xué)生習(xí)得新知識、獲得新技能的一種基本方式。如何才能實(shí)現(xiàn)知識的同化呢？其中，必不可少的就是知識間關(guān)聯(lián)性的呈現(xiàn)。也就是說，教師要為學(xué)生搭建學(xué)習(xí)橋梁，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識的同化性遷移。

例如，在教學(xué)“燃燒及滅火”的化學(xué)知識時(shí)，本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生認(rèn)識燃燒的條件及滅火的方法。學(xué)生在之前已經(jīng)對燃燒的現(xiàn)象有了一定的了解，教師可以先讓學(xué)生回顧學(xué)過的燃燒實(shí)驗(yàn)，如鎂條的燃燒、鐵絲的燃燒等，寫出化學(xué)方程式，回憶燃燒時(shí)的現(xiàn)象，并從這些燃燒現(xiàn)象和方程式中思考燃燒的共同條件是什么？教師再帶領(lǐng)學(xué)生深入探究這些燃燒必須滿足的條件，總結(jié)燃燒的原理，讓新舊知識間良性地互動起來。

在加涅的信息加工學(xué)習(xí)理論中，學(xué)習(xí)的過程是學(xué)習(xí)者對來自環(huán)境刺激的信息進(jìn)行內(nèi)在的認(rèn)知加工的過程。那么，我們這里所說的同化，就是一種學(xué)生頭腦中的內(nèi)部活動，需要學(xué)生對新信息的刺激進(jìn)行內(nèi)在的加工，使其納入原有的知識經(jīng)驗(yàn)與認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，以此加深認(rèn)知。

五、遷移，注重求異發(fā)散

學(xué)生每一次對新信息的內(nèi)部加工過程都不是孤立的，而是建立在已有的知識經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的，而原有的知識經(jīng)驗(yàn)對獲得新知識、新技能的影響就是遷移作用的體現(xiàn)。作為教師，我們要利用有效的遷移策略來培養(yǎng)學(xué)生的求異發(fā)散思維，促進(jìn)學(xué)生的正遷移，幫助學(xué)生建構(gòu)良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

例如，在進(jìn)行“二氧化碳制取的研究”的教學(xué)時(shí)，由于學(xué)生之前已經(jīng)學(xué)習(xí)過制取氧氣的知識及實(shí)驗(yàn)，那么對于這節(jié)課，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生通過制取氣體的知識遷移，來自主探究、總結(jié)得出二氧化碳的制取方法。首先，我們按照分析反應(yīng)原理、設(shè)計(jì)和選擇實(shí)驗(yàn)藥品及裝置、確定收集方法、檢驗(yàn)氣體并對氣體進(jìn)行驗(yàn)滿的思路回顧了氧氣的制取。那么在制取二氧化碳時(shí)，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生按照這樣的思路，根據(jù)制取二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)原理“CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2”，選擇實(shí)驗(yàn)藥品，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，按照檢查氣密性—加藥品—收集的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。在確定收集方法時(shí)，由于CO2密度比空氣大，選用向上排空氣法。最后，把燃燒的木條放到集氣瓶口，若木條立即熄滅，說明收集的二氧化碳已滿，原理是火焰不能在二氧化碳中燃燒。這樣，學(xué)生通過正向的知識遷移，可以自主完成二氧化碳制取的研究。

由此可見，基于信息加工學(xué)習(xí)理論的指導(dǎo)思想，教師可以在初中化學(xué)教學(xué)過程中通過序化、編碼、重組、同化及遷移的教學(xué)思路，制訂和采取相應(yīng)的教學(xué)策略，以幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)對所學(xué)知識的內(nèi)部加工及意義建構(gòu)。同時(shí)，文中探討的內(nèi)容和方向只是一些粗淺的設(shè)想與方法。要想真正發(fā)揮出信息加工學(xué)習(xí)理論對初中化學(xué)教學(xué)的指導(dǎo)作用及教學(xué)意義，教師還需要在具體的教學(xué)實(shí)踐中不斷摸索與總結(jié)更多元的、更有效的教學(xué)策略，以此進(jìn)一步增強(qiáng)化學(xué)課堂的教學(xué)實(shí)效性。

結(jié)? ? 語

總而言之，加涅的信息加工理論簡單來說就是一種“有指導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)”。教師在初中化學(xué)教學(xué)中踐行信息加工學(xué)習(xí)理論的基本思路時(shí)，應(yīng)根據(jù)學(xué)生在不同學(xué)習(xí)階段的認(rèn)知規(guī)律和特點(diǎn)，創(chuàng)造適當(dāng)?shù)耐獠織l件，制訂更具針對性的教學(xué)策略，并開展相應(yīng)的教學(xué)活動，通過調(diào)控學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中注意、學(xué)習(xí)、記憶和思維等學(xué)習(xí)活動，來幫助學(xué)生發(fā)展化學(xué)思維、提升學(xué)習(xí)能力，從而為培養(yǎng)和提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

[參考文獻(xiàn)]

吳海洋，高利民，燕翔.微課在初中化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的實(shí)踐與思考[J].安徽教育科研，2018（13）：82-84+124.

任娟，朱清勇.基于“素養(yǎng)為本”的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)嘗試和反思[J].化學(xué)教與學(xué)，2017（03）：85-87+50.

作者簡介：王劍鋒（1978.10—），男，江蘇蘇州人，本科學(xué)歷，中學(xué)高級教師，研究方向：中學(xué)化學(xué)教學(xué)。