以化学实验为载体培养高中生自主学习能力

李悦迪　王喜贵

摘要：化学实验的特点是具备明确目的、采取程序性步骤、进行结果反思。可以利用上述特点，将化学实验作为培养学生自主学习习惯的载体。通过比较化学实验的一般实施步骤与学生自主学习完成一项学习任务的一般步骤，说明具备能力迁移的基础。进一步比较验证性实验与有明确学习目标的自主学习、探究性实验与不提供明确学习目标的自主学习，说明可以利用不同种类的实验促进学生掌握多种自主学习方法。借助化学实验可帮助学生建立自主学习意识、掌握自主学习方法，进而促进学生创新意识的激发与培养。

关键词：化学实验;自主学习;高中化学;学习迁移

中图分类号：G642 文献标识码：A   文章编号：1003-2177（2021）24-0090-03

0引言

高中阶段，学生要逐步进行由在老师家长的管理下被动学习转向自主学习的转变。学生需要在此过程中形成有效自我监督，减少对被动学习的依赖;提升自我管理能力，帮助身心发展形成节律;促进其他积极心理品质的表现，增加自我效能感。

但是，这样的转变却有可能引发新的问题：学生能否意识到他们有这样的权利？学生如何良好的利用自主学习的机会？在学生发展自主学习能力过程中教师应当怎样提供帮助？

1自主学习的含义与实施方法

想要回答上述问题，首先要思考自主学习的含义与实施方法。自主学习，顾名思义是个体通过自己针对要学习的内容制定学习计划，按照计划，充分运用自身能力，达成学习的目标。观察上述含义可知，自主学习实施的关键词是“计划”“资源”“执行”。要有计划，计划能增加学生对完成学习任务的“把握感”。教师可以帮助设定关键“关卡”提示学生达成学习目标的路径，学生可以自主制定可操作性强的计划，将有利于学生察觉事件的进程，减少中途放弃的可能。要有资源，资源包括学生自身的知识储备、能力以及心理资源，也包括有经验者的建议与帮助，学会站在巨人的肩膀上是互联网时代必要的学习技能。要能执行，将计划执行下去才能检验计划的有效性，才能达成设定的学习目标，获得知识需求上的满足以及心理层面的成就感。

2自主学习的实现难点

对于“计划”与“资源”，由于有教师的安排和帮助，学生完成起来并不算困难。然而，“执行”对于初步进行自主学习尝试的学生来说却困难重重，学生面临的难题主要是实现自主学习的自发进行。要解决“执行”上的这一难题需要有可参考的“原型”。

3关注自主学习自发性的可能“原型”

自主学习不仅需要执行者具有外在的行为表现以及一定的活动经验，还需要执行者在心理层面有相适应的活动机制，内在的活动机制是难以用语言描述的，通过倾听他人的经验分享来达成自主学习有可能只学习到行为模式而学习不到内在机制，缺乏心理资源的支持会引起中途放弃的现象。所以，要形成自发性，不仅需要学生充分意识到自主学习的重要性，而且需要学生从内在建立起属于自己的自主学习认知结构。

根据奥苏贝尔的认知结构迁移理论在化学概念教学中的应用[1]，为了便于学生进行迁移应用，应当关注“迁移原型”的可利用性、可辨别性以及稳定性。也就是说，学生头脑中对“原型”的认知要具有新知识的生长点、要概念清晰、要熟练掌握。再考察到自主学习的特征是自我管理、自我约束、自我审视，在计划执行过程中不断地观察、调整，不断排除不利因素，添加有益因素，优化计划。该过程客观上与科学实验活动的一般步骤具有表观一致性，并且科学实验活动具有“原型”所要求的三种特征。因此，本文认为科学实验活动或许可以成为一种进行自主学习培养的有效载体。

4实验活动做自主学习能力培养载体

4.1化学实验与自主学习的一般步骤一致

科学实验不止存在于化学学科，还广泛存在于其他自然学科。化学学科是以实验为基础的，涵盖实验的类型较多，学生在日常学习中也最易获得相应的感知。因此，选择化学学科中的科学探究是具有代表性的。将化学实验与自主学习的一般步骤做对比，可得表1。

在表1中可以观察到化学实验的一般步骤与自主学习的一般步骤具有一致性。经过比较可发现，二者在实现目标的流程上具有可迁移性。实验探究的对象是實验操作、实验思维，自主学习品质的作用对象是具有自主学习品质的人，当人将实验探究转化为日常学习生活工作的实践探究，将关注的目光由实验对象转为自身的行为思想，则将进行自主学习训练。因此若将科学探究提炼出来，有意识的与个人成长相关联，则有可能实现自主学习的培养。

旨在培养学生自主学习能力的化学实验训练可以以这样的步骤进行：

第一步，借助明确、完整的实验步骤，建立学生的实验意识和独立学习的观念。此时不必要严格强调实验的科学程序，但需强调要做什么以及为什么需要做，促进学生建立实验目的感、明确实验意义。教师可以合理引导学生关注到学习生活中，在学习知识时也要注意到学习的目标和目标达成的合理路径。

第二步，引导学生接触多种类型的实验，丰富对实验种类的认知，有重点地完成种类不同的实验。实验按照不同的分类标准可以分为不同的类型，蕴含着解决不同类型的学习任务的逻辑步骤。例如，有明确目的的任务，可以类比验证性实验;有不明确目的的任务，可以类比探究性实验;有明确的做事步骤的任务，可以类比结构良好的实验活动;有不明确的做事步骤的任务，可以类比结构不良的实验活动等。教师在组织教学时，有意识地引导学生经过科学探究反思自身的学习方法，逐步建立自主学习模型。

第三步，教师有意识归纳实验步骤，帮助学生找到不同类型实验的共性。科学实验的步骤能够引导学生实现思路清晰、简洁高效、重点突出的实验探究，获得丰富的体验。多样的实验类型为学生提供了可以模仿运用的实验设计蓝本，而多样化的实验内在蕴含的是科学探究的一般步骤，为学生提供“万变不离其宗”的本质感。抓住事情的本质和问题的关键点，是学生进行自主学习计划时必须掌握的技能。

第四步，类化迁移，做实验的思路和方法可以应用于指导学生的学习生活，促进学生积极开展自主学习。学生了解了自主学习的一般步骤和要素构成，要进行丰富的应用实践来调整完善认知结构。此时，教师可以积极引导学生开展形式多样的自主学习。学生的自主学习不是学生个人的事情，而是教师、学生以及其他要素共同促成的。學生在自主学习过程中获得的每一点心得体会都是非常珍贵的，具有交流分享的价值。教师要做好组织工作，形成不怕出丑、热爱分享的良好的班级学习氛围，促进学生自主学习的发生。

4.2验证性实验与提供明确目标的自主学习

验证性的实验的一般步骤：验证性实验一般是在资料中已经给出实验结论和支持结论的实验现象，还提供了实验要用到的药品、仪器，需要学生采用视频实验、学生实验、教师演示实验等方式，以形象直观的实验促进对知识的理解。

学习有明确概念的知识的一般步骤：已经知道要学习的概念，可获得需要的学习材料，已经有明确的学习路径，学生需要采取自主阅读、听讲、自主练习等方式学习，可以更新对已知概念的多方面认识，巩固原有概念，形成新的知识生长点。例如，学生初中学习过氯化钠，了解其组成元素和可溶于水的性质，要学习电解质和电离的概念。课本[2]中给出了氯化钠溶液连接电源后可使小灯泡发光的实验说明该溶液导电，又给出了电解质的定义说明像氯化钠这样可以在溶液中或熔融状态下导电的物质为电解质，联系学生的生活常识说明导致湿手直接接触电源易触电的原因，又基于干燥的氯化钠不导电，溶液或熔融状态下可以导电的现象，在微观层面上解释氯化钠发生电离的过程，帮助学生明确电离概念。学生在自主阅读课本的过程中深化了氯化钠溶于水后可形成氯离子、钠离子的概念，了解了形成离子的过程是电离，增加了一种将化合物按照是否能在溶液中或熔融状态下导电进行分类的物质认识视角。教师在引导学生进行学习时，可以采用问题链，如图1。

教师一方面要促进学生在听讲过程中自我审视，检查自主阅读的成果，查漏补缺;一方面，要激发学生内在的学习需求及提供可参考的思路框架，帮助学生建立自主学习意识。

4.3探究性实验与不提供明确学习目标的自主学习

探究性的实验的一般步骤：探究性实验一般是开放性的问题和一部分证据支持，提供不完全的药品、仪器，需要学生根据问题推理得到假设。学生需先获取资料从理论上论证假设的合理性，再根据假设设计实验方案，分析讨论实验是否可行，接着实施实验方案，对所获得的实验结果进行分析，检验假设的正确性，获得新知识。

学习不提供明确的学习目标的知识的一般步骤：学生预先不知道会获得什么学习结果，需要额外查找资料辅助学习。学生要依据学习任务，自行判断采取什么样的学习路径，在学习过程中不断观察、调整学习方法，维持良好的学习状态。学生可以采取自主阅读、自主实践等方式学习，对已知事物形成新的认识角度、认识深度，形成新概念。例如，学生对实验“氢氧化亚铁的制备”[3]进行探究。课本中提供了实验所需的药品和仪器，也给出了反应发生依据的化学方程式，但是未给出实验药品的用量、实验所需的温度、实验详细步骤等条件细节，也未严格限制药品仪器的选择，留出了学生在此基础上展开探究的空间。白色沉淀留存时间很短甚至无法出现白色沉淀的现象会令学生留下深刻印象，激发学生探究如何生成以及维持白色的沉淀的好奇心。教师要因势利导，引导学生设计并进行实验探究。学生要运用已知的知识和搜集到的资料完成实验设计，学生可能设计出不同的实验方案，进行探究后可能有的成功制备出白色沉淀，有的始终不能制备出白色沉淀。教师要看到学生无论是否制备出白色沉淀对学生的学习成长都有意义。实验成功的学生可以介绍他的实验方案给大家，教师要帮助学生运用思维导图、流程图等形式将学生的实验设计思维过程外显出来，对实验过程进行整理，便于其他同学学习交流。实验不成功的同学可以体会到科学探究过程是曲折的，需要坚强的意志，建立探索无止境的观念，回顾实验设计过程及实验过程，找到实验改进之处，再进行新的尝试。当学生把以上经历分享给同学们的时候，学生群体既在实验设计与操作技巧方面有收获，又能体会科学探究要求人有严谨、顽强的心态。

总而言之，培养学生形成稳定的自主学习的品质与能力，需要长期、有计划、有阶段性的坚持训练。而化学实验可以是一种良好的训练载体。

参考文献

[1]罗秀玲，钱扬义.布卢姆与奥苏贝尔的学习理论在化学概念教学中的综合应用[J].化学教育，2007，28（1）：26-28.

[2]王晶，毕华林.普通高中化学教科书.化学必修第一册.北京：人民教育出版社，2019.

[3]王晶，郑长龙.普通高中化学教科书.化学必修第二册.北京：人民教育出版社，2019.

（责编：杨梅）