基于知識(shí)遷移的問(wèn)題情境解決力提升策略

黎旭陽(yáng)

摘 要：知識(shí)遷移是學(xué)生解決真實(shí)問(wèn)題情境的必備能力，同時(shí)也是化學(xué)學(xué)習(xí)的重要方式之一。為適應(yīng)化學(xué)學(xué)科的獨(dú)特性，教師教學(xué)中應(yīng)有意識(shí)的運(yùn)用遷移規(guī)律和遷移策略進(jìn)行教學(xué)，幫助學(xué)生建立生活知識(shí)和化學(xué)知識(shí)的雙向遷移。本文以氯水性質(zhì)教學(xué)片段為例，介紹在真實(shí)問(wèn)題情境中引導(dǎo)學(xué)生實(shí)施新知識(shí)與原有知識(shí)雙向遷移，最終達(dá)成知識(shí)建構(gòu)的過(guò)程。

關(guān)鍵詞：知識(shí)遷移;特征點(diǎn);問(wèn)題情境

社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科技迅猛發(fā)展，對(duì)學(xué)生終身發(fā)展提出了要求。普通高中課程方案（2017年版）明確指出，普通高中課程是著力發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，以培養(yǎng)學(xué)生具有理想信念和社會(huì)責(zé)任感、具有科學(xué)文化素養(yǎng)和終生學(xué)習(xí)能力、具有自主發(fā)展能力和溝通合作能力為目標(biāo)?！案咧谢瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是高中學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，是學(xué)生綜合素養(yǎng)的具體體現(xiàn)”[1]。在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，知識(shí)遷移在學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)形成上能夠起到促進(jìn)作用。

一、化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中蘊(yùn)含著知識(shí)遷移能力要求

高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)為教師教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了明確的指引，課程標(biāo)準(zhǔn)中的課程目標(biāo)從素養(yǎng)的五個(gè)維度提出了具體的要求。在課程目標(biāo)的描述中包含了大量的可以觀察和測(cè)量的行為動(dòng)詞（見(jiàn)表1），這些行為動(dòng)詞將學(xué)科核心素養(yǎng)可視化，為教師評(píng)價(jià)課堂教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生自我評(píng)價(jià)提供了的依據(jù)。

經(jīng)過(guò)整理發(fā)現(xiàn)，記住、說(shuō)出、背誦、默寫等以回憶和復(fù)述為特征的行為已經(jīng)不再作為達(dá)成課程學(xué)習(xí)目標(biāo)的評(píng)價(jià)依據(jù)，這一類目標(biāo)屬于較低層次的認(rèn)知學(xué)習(xí)目標(biāo)水平。因此，為了能夠有效的評(píng)價(jià)學(xué)生經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)后所形成的關(guān)鍵能力，觀察、發(fā)現(xiàn)、預(yù)測(cè)等較高層次的認(rèn)知性學(xué)習(xí)、技能性學(xué)習(xí)、體驗(yàn)性學(xué)習(xí)目標(biāo)水平成為了評(píng)價(jià)學(xué)生是否具有學(xué)科素養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)?！皩W(xué)習(xí)遷移是檢驗(yàn)原先的學(xué)習(xí)或教學(xué)質(zhì)量的最可靠指標(biāo)。”[2]老師們經(jīng)常要求學(xué)生們做到“觸類旁通”、“舉一反三”、“聞一知十”等，從目標(biāo)與內(nèi)涵上看，就是要求學(xué)生能夠在真實(shí)情境中運(yùn)用原有知識(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題。學(xué)生要達(dá)成這些目標(biāo)，就需要具備知識(shí)遷移的基礎(chǔ)，掌握知識(shí)遷移的技巧，形成自主進(jìn)行知識(shí)遷移習(xí)慣。。

二、知識(shí)遷移是關(guān)鍵能力之一

大多數(shù)老師都有共識(shí)，經(jīng)過(guò)有目的反復(fù)訓(xùn)練，學(xué)生不同知識(shí)維度的知識(shí)認(rèn)知程度都能夠有所提升。事實(shí)性知識(shí)維度，能加深事實(shí)性知識(shí)的記憶和理解，令事實(shí)性知識(shí)重現(xiàn)更加準(zhǔn)確。概念性知識(shí)維度，能夠從個(gè)案中提煉出共有成分，能夠選擇并使用概念分析案例。程序性知識(shí)維度，能夠提高程序性知識(shí)的使用技能。

在實(shí)際教學(xué)中，教師們也開(kāi)始關(guān)注以下情況，部分已經(jīng)具備了事實(shí)性知識(shí)、概念性知識(shí)和程序性知識(shí)的學(xué)生，在真實(shí)情境中卻無(wú)法發(fā)現(xiàn)情境中隱藏的問(wèn)題，或者是面對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的真實(shí)問(wèn)題無(wú)法進(jìn)行有效分析和提出解決方案。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，真實(shí)問(wèn)題情境的包含的事實(shí)性知識(shí)不在學(xué)生所儲(chǔ)備的知識(shí)中，學(xué)生無(wú)法從儲(chǔ)備知識(shí)中直接獲取相關(guān)的支撐。在解決這些陌生問(wèn)題的過(guò)程之前，學(xué)生需要將真實(shí)情境材料信息的特征點(diǎn)與儲(chǔ)備知識(shí)的特征點(diǎn)進(jìn)行比對(duì)，通過(guò)比對(duì)之后從儲(chǔ)備知識(shí)中篩選出類似的事實(shí)性知識(shí)，然后選擇適用的概念性知識(shí)進(jìn)行歸類分析或合適的程序性知識(shí)嘗試問(wèn)題解決。所以，日常教學(xué)中僅關(guān)注學(xué)生事實(shí)性知識(shí)的儲(chǔ)備量、概念性知識(shí)的使用策略、程序性知識(shí)的熟練程度并不能幫助學(xué)生提高應(yīng)對(duì)真實(shí)問(wèn)題情境的能力，過(guò)度的強(qiáng)化這些方面還有可能制約學(xué)生思維的發(fā)展，產(chǎn)生不良影響。真實(shí)問(wèn)題情境解決是基于原有知識(shí)水平的知識(shí)遷移和學(xué)習(xí)，是學(xué)科關(guān)鍵能力的體現(xiàn)。要培養(yǎng)和形成學(xué)科的關(guān)鍵能力，還需要在日常學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移的能力。

三、元素及其化合物模塊知識(shí)遷移教學(xué)策略。

奧蘇伯爾認(rèn)為，知識(shí)遷移可以通過(guò)控制三個(gè)認(rèn)知結(jié)構(gòu)變量來(lái)實(shí)現(xiàn)，即原有知識(shí)的可利用性、原有知識(shí)的鞏固性、新舊知識(shí)的可辨別性。

中學(xué)化學(xué)科知識(shí)繁多，它們分布到了化學(xué)學(xué)習(xí)的各個(gè)階段。基于分類觀的教學(xué)策略指引下，可以大致歸類成元素及其化合物、化學(xué)反應(yīng)原理、有機(jī)化學(xué)等。不同的知識(shí)模塊有著不同的教學(xué)策略，但是知識(shí)遷移能力在任意一個(gè)模塊的學(xué)習(xí)中都是必須的。

元素化合物知識(shí)是學(xué)生認(rèn)知化學(xué)世界的基礎(chǔ)知識(shí)，解決真實(shí)情境中的問(wèn)題和建構(gòu)化學(xué)觀念的必備知識(shí)。元素及其化合物知識(shí)有分布面廣、系統(tǒng)性不明顯特點(diǎn)，因此，大部分教師采用學(xué)習(xí)任務(wù)單、導(dǎo)學(xué)案、合作學(xué)習(xí)等為載體將零散的知識(shí)梳理歸納。學(xué)生在學(xué)習(xí)經(jīng)典案例，完成相關(guān)鞏固提升訓(xùn)練中識(shí)記知識(shí)。但是，在這種教學(xué)模式下，學(xué)生獲得的元素及其化合物知識(shí)是一個(gè)獨(dú)立的模塊，若干個(gè)模塊之間相互獨(dú)立沒(méi)有建立聯(lián)系。筆者認(rèn)為，學(xué)生不僅要以識(shí)記元素及其化合物性質(zhì)為目標(biāo)，更應(yīng)掌握探索陌生元素及其化合物性質(zhì)的策略和方法。為適應(yīng)學(xué)生終生學(xué)習(xí)的需求，教師應(yīng)在教學(xué)中搭建平臺(tái)，讓學(xué)生了解和掌握探索新知識(shí)的策略。

新制氯水性質(zhì)教學(xué)片段：

師（演示實(shí)驗(yàn)）：請(qǐng)同學(xué)們回憶九年級(jí)化學(xué)課程中的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，除去氧化膜的金屬鎂條投入稀鹽酸中的現(xiàn)象。

生（觀察和回憶）：鎂條表面有氣泡生成，一段時(shí)間后鎂條溶解。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明氣體是氫氣，所以鎂與酸反應(yīng)生成氫氣和氯化鎂。

師：向置于點(diǎn)滴板凹槽中的一小段除去氧化膜的鎂條滴入幾滴新制氯水，各位同學(xué)觀察現(xiàn)象。

生（觀察）：鎂條表面有氣泡。

師：對(duì)比兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，它們有共同的特征點(diǎn)嗎？基于這些共同特征點(diǎn)，你預(yù)測(cè)新制氯水可能具有的性質(zhì)？

生（討論）：共同點(diǎn)是鎂條在兩種溶液中都有氣泡生成。初中學(xué)習(xí)后知道活潑金屬與酸發(fā)生置換反應(yīng)生成氫氣，現(xiàn)在觀察到鎂條遇到新制氯水也有氣體，因此，依據(jù)金屬活動(dòng)性順序和置換反應(yīng)，預(yù)測(cè)新制氯水具有酸的性質(zhì)。

師（評(píng)價(jià)）：同學(xué)們觀察很仔細(xì)，也做出預(yù)測(cè)，接下來(lái)能否設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明你預(yù)測(cè)，新制氯水具有酸性？

生（不假思索）：使用紫色石蕊試紙。在紫色石蕊試紙上滴幾滴新制氯水，如果變成紅色，就能夠說(shuō)明新制氯水有酸性。

生（實(shí)驗(yàn)）：向置于點(diǎn)滴板凹槽中的紫色石蕊試紙滴入一滴新制氯水。

生（觀察）：紫色石蕊試紙變紅，然后紅色很快褪色。試紙變紅說(shuō)明新制氯水有酸性，證明預(yù)測(cè)成立。但是變紅的石蕊試紙迅速褪色，說(shuō)明新制氯水不僅有酸性，還有其他性質(zhì)。

師（評(píng)價(jià)）：我們通過(guò)紫色石蕊試紙的變色情況證實(shí)了我們的預(yù)測(cè)。但是同時(shí)又給我們帶出新問(wèn)題。新制氯水中不僅有酸，還有其他物質(zhì)，這個(gè)或這些物質(zhì)是什么？不如我們仔細(xì)對(duì)比試劑瓶中的鹽酸溶液和新制氯水。

生（觀察）：鹽酸溶液是無(wú)色透明，新制氯水是黃綠色。黃綠色是氯氣的顏色，所以新制氯水中有氯氣，剛才起漂白作用的可能是新制氯水中的氯氣造成的。

師（演示實(shí)驗(yàn)）：置于干燥的氯氣中干燥的紫色石蕊試紙

生（觀察，討論）：紫色石蕊試紙既不變紅也不褪色，說(shuō)明起漂白作用的不是氯氣，另一個(gè)方面又證明了新制氯水中有一種新的物質(zhì)。

師（評(píng)價(jià)）：經(jīng)過(guò)預(yù)測(cè)與實(shí)驗(yàn)證實(shí)，現(xiàn)在關(guān)于新制氯水能夠達(dá)成以下共識(shí)：有酸性，有漂白性，起漂白作用的物質(zhì)不是氯氣。

師：由于實(shí)驗(yàn)條件有限，沒(méi)法用實(shí)驗(yàn)來(lái)找出未知物質(zhì)的時(shí)候，我們可以依據(jù)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的原理嘗試通過(guò)書寫方程式來(lái)預(yù)測(cè)生成的物質(zhì)。

師：現(xiàn)在我們梳理一下已經(jīng)確認(rèn)的信息，新制氯水是氯氣通入水中獲得、溶液中有氯氣、氯氣不具有漂白性、新制氯水有酸性和漂白性。根據(jù)這些已有信息，能做出怎樣的預(yù)測(cè)？

生（討論）：依據(jù)元素守恒，所以只含有氯元素、氫元素和氧元素。預(yù)測(cè)新制氯水中含有鹽酸。

師（評(píng)價(jià)）：非常好，依據(jù)預(yù)測(cè)得到的鹽酸，請(qǐng)各位判斷反應(yīng)這個(gè)反應(yīng)的類型，并嘗試推測(cè)并寫出反應(yīng)方程式？

生（討論）：兩個(gè)物質(zhì)分別是非金屬和水，與置換反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)特征不符合，所以嘗試從氧化還原反應(yīng)角度考慮。氯氣中氯為0價(jià)，鹽酸中氯為-1價(jià)，化合價(jià)降低，所以這個(gè)反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)。依據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，氯的化合價(jià)降低，所以必定有一種元素的化合價(jià)升高。水中氫元素已經(jīng)是最高價(jià)態(tài)，氧元素是-2價(jià)可升至0價(jià)，得到反應(yīng)方程式為，Cl2+H2O=HCl+O2。

師（評(píng)價(jià)）：同學(xué)們?cè)诜治龅倪^(guò)程中使用了“元素守恒”、“氧化還原”兩個(gè)工具進(jìn)行分析，得出結(jié)論。但是結(jié)論中的物質(zhì)中，哪一個(gè)物質(zhì)能夠起漂白作用？

生：……

上述教學(xué)片段中，教師沒(méi)有采用先直接告知新制氯水成分，后使用實(shí)驗(yàn)證明的教學(xué)策略，而是基于學(xué)生原有知識(shí)，關(guān)聯(lián)新舊知識(shí)可辨特征點(diǎn)，搭建知識(shí)遷移通道（見(jiàn)表2）。學(xué)生利用老師搭建的知識(shí)遷移通道進(jìn)行雙向遷移完成新知識(shí)的建構(gòu)，而且還學(xué)習(xí)了探究新物質(zhì)的過(guò)程和方法，為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

（二）化合價(jià)升降 氫氣和氧化銅—氧化還原→氯氣和水

結(jié)語(yǔ)

運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決真實(shí)情境中的問(wèn)題是學(xué)生終生發(fā)展的關(guān)鍵能力，解決真實(shí)情境中的問(wèn)題不僅要有豐富的學(xué)科知識(shí)，更加需要掌握有效的解決問(wèn)題的方式方法。甄別真實(shí)問(wèn)題情境信息，選擇原有知識(shí)進(jìn)行遷移預(yù)測(cè)，運(yùn)用合適的方法進(jìn)行研判，這是學(xué)生需要掌握的解決問(wèn)題的技能。日常教學(xué)活動(dòng)涉及的知識(shí)內(nèi)容類型有所不同，則更加需要強(qiáng)化學(xué)生自主進(jìn)行知識(shí)遷移的意識(shí)，讓學(xué)生養(yǎng)成依據(jù)信息特征點(diǎn)調(diào)用原有知識(shí)解決新問(wèn)題的習(xí)慣。

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