摘要：本文主要通過結(jié)合記憶編碼的心理學(xué)原理，探討如何在化學(xué)教學(xué)中根據(jù)學(xué)生的已有知識(shí)儲(chǔ)備與學(xué)習(xí)經(jīng)歷，幫助學(xué)生運(yùn)用行之有效的編碼方式記憶與理解化學(xué)知識(shí)。
關(guān)鍵詞：編碼 化學(xué)教學(xué) 知識(shí)儲(chǔ)備 順應(yīng)
人們對事物、知識(shí)的記憶過程，實(shí)質(zhì)是一個(gè)信息在頭腦中編碼的過程。美國心理學(xué)家加涅認(rèn)為學(xué)習(xí)是一種過程［1］；另外，“從學(xué)習(xí)的觀點(diǎn)看，信息最為關(guān)鍵的變化發(fā)生在它離開短時(shí)記憶而進(jìn)入長時(shí)記憶的時(shí)候，該過程叫做編碼。”加拿大認(rèn)知心理學(xué)家戴斯認(rèn)為“當(dāng)我們用已知的信息去解釋新的或輸入的信息時(shí)，編碼就發(fā)生了。［2］” 因此，編碼可視為“依照學(xué)習(xí)者原有的知識(shí)背景與學(xué)習(xí)經(jīng)歷，將新信息納入原有知識(shí)體系，并重新進(jìn)行建構(gòu)”。
1 已有知識(shí)儲(chǔ)備與學(xué)習(xí)經(jīng)歷對記憶編碼的影響
不同的學(xué)習(xí)者由于其心智狀態(tài)、智力水平和環(huán)境背景的不同，其學(xué)習(xí)經(jīng)歷因人而異，頭腦中的知識(shí)儲(chǔ)備量不盡相同，而這些知識(shí)有些是較為科學(xué)正確的，但有較大部分則主要來自于學(xué)生的日常生活經(jīng)驗(yàn)。前者能為學(xué)習(xí)者在以后的學(xué)習(xí)與理解時(shí)奠定較好的知識(shí)基礎(chǔ)，有利于學(xué)習(xí)者更科學(xué)地理解更深層次的知識(shí)。如學(xué)習(xí)者可以借助對“化學(xué)平衡狀態(tài)的特征（“等”、“動(dòng)”、“定”、“變”）”的理解，將新知識(shí)“弱電解質(zhì)的電離平衡”納入原有的知識(shí)體系并進(jìn)行重新建構(gòu)；后者由于比較零碎、生活化，在對學(xué)生正確理解科學(xué)概念與知識(shí)方面可能會(huì)起到誤導(dǎo)或阻礙作用——即學(xué)習(xí)者可能會(huì)根據(jù)這些知識(shí)對新知識(shí)進(jìn)行有欠科學(xué)性的編碼，從而導(dǎo)致認(rèn)知錯(cuò)誤。如國外的研究表明，在“對空氣模型認(rèn)識(shí)”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生即使已開始掌握了物質(zhì)的粒子模型，也仍保留著物質(zhì)的連續(xù)模型（包括云霧模型或蒸汽模型等）［3］［4］［5］。
因此，要求我們在化學(xué)教學(xué)中應(yīng)重視學(xué)生的已有知識(shí)儲(chǔ)備及其學(xué)習(xí)經(jīng)歷，確定應(yīng)對新知識(shí)進(jìn)行何種編碼方式的傳授才容易被學(xué)生接受，才能更有利于學(xué)生科學(xué)正確地將新信息納入原有知識(shí)體系進(jìn)行重新建構(gòu)。
2 化學(xué)教學(xué)中的記憶編碼
2.1 動(dòng)作編碼
動(dòng)作編碼方式非常強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的動(dòng)手操作，其具有很強(qiáng)的記憶穩(wěn)定性。因此可以在講授有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)時(shí)，讓學(xué)生自行組裝分子模型——譬如學(xué)生在制作甲烷模型時(shí)，可親身體會(huì)到“碳的四價(jià)飽和性”及甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)；在制作乙烯分子模型時(shí)，亦能注意到雙鍵結(jié)構(gòu)及分子的平面結(jié)構(gòu)。此外，還要充分發(fā)揮學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的功用，即讓學(xué)生能在具體實(shí)驗(yàn)操作過程中對實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)（如藥品的取用方法、藥品的滴加順序、所選擇的實(shí)驗(yàn)儀器等）有較深的印象，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)作編碼的記憶效果。
2.2 感覺編碼
感覺編碼方式注重學(xué)習(xí)者的親身經(jīng)歷與感受，且該方式與學(xué)習(xí)者年齡有一定關(guān)系，即一些生動(dòng)形象的事在年紀(jì)較小的學(xué)習(xí)者的頭腦中顯得異常清晰。因此，在化學(xué)教學(xué)中應(yīng)重視演示實(shí)驗(yàn)的作用。如蔗糖與濃硫酸混合實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察生成的“疏松多孔的‘碳棒’”，有利于學(xué)生對“濃硫酸的脫水性”、“產(chǎn)物中含有氣體”等進(jìn)行感覺記憶編碼；另外，在講述“氧化劑”與“還原劑”和“得失電子”、“化合價(jià)升降”關(guān)系知識(shí)時(shí)，可通過制作“翹翹板”動(dòng)畫幫助學(xué)生克服對這一知識(shí)難點(diǎn)的理解。
2.3 語義編碼
語義編碼方式強(qiáng)調(diào)通過對文字意義的理解進(jìn)行編碼。因此在一些化學(xué)概念的教學(xué)過程中可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的“顧名思義”。如在進(jìn)行“同位素”、“同素異形體”和“同分異構(gòu)體”等概念的教學(xué)時(shí)，為了幫助學(xué)生克服易混淆之，可將“同分異構(gòu)體”顧名思義為“具有同種分子式但結(jié)構(gòu)不同的化合物”；將“同素異形體”顧名思義為“同種元素組成的不同形態(tài)的單質(zhì)”等。再者，可用“一觸即發(fā)”和“有感而發(fā)”來記憶單質(zhì)氟與氯氣分別與氫氣化合反應(yīng)的條件（注：后者需要光照），再據(jù)反應(yīng)條件的難易程度，得出“氟的非金屬性比氯強(qiáng)”的結(jié)論，從而達(dá)到有效的語義編碼。
2.4 情感編碼
情感編碼方式強(qiáng)調(diào)根據(jù)與事物相關(guān)的情感與感受來回憶事物，這種方式比對事物的細(xì)節(jié)進(jìn)行回憶的方式稍勝一籌。譬如在“鋁的性質(zhì)”教學(xué)時(shí)，可進(jìn)行一次“角色扮演（如消費(fèi)者、生產(chǎn)商、環(huán)保人員……）活動(dòng)”，讓學(xué)生們通過課后查閱相關(guān)資料，在活動(dòng)中發(fā)揮各自的聰明才智，討論是否應(yīng)停止使用鋁罐的主題，等活動(dòng)將近結(jié)束時(shí)，再引導(dǎo)學(xué)生分析各自闡述的觀點(diǎn)中都涉及了鋁的哪些物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。這樣，學(xué)生在活動(dòng)中的情感交流與真實(shí)體驗(yàn)會(huì)有助于其進(jìn)行新知識(shí)的編碼。
2.5 順應(yīng)編碼
順應(yīng)編碼方式是以心理學(xué)為基礎(chǔ)提出的。心理學(xué)家皮亞杰提出：“內(nèi)部圖式的改變，以適應(yīng)現(xiàn)實(shí)則叫做順應(yīng)” ［6］，“順應(yīng)是主體過去已經(jīng)形成的反應(yīng)對客體的適應(yīng)，并且向新的反應(yīng)方式過渡”［7］。因此筆者認(rèn)為，可運(yùn)用順應(yīng)幫助學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突和不平衡，以有效進(jìn)行順應(yīng)編碼。以“氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)”為例，學(xué)生在初三化學(xué)中僅從得氧和失氧的角度（如氫氣還原氧化銅反應(yīng)）來理解氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)概念，而高一化學(xué)主要從電子得失與轉(zhuǎn)移的角度（如鈉與氯氣的反應(yīng)）來界定之。這樣，學(xué)生對氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)的理解則會(huì)進(jìn)行重新建構(gòu)，從而科學(xué)掌握氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。
2.6 抽象編碼
該編碼方式主要受啟發(fā)于“歸納與演繹”的邏輯思維。因此，筆者認(rèn)為可在化學(xué)教學(xué)過程中適當(dāng)對知識(shí)進(jìn)行抽象式的歸納，即總結(jié)一些規(guī)律性的結(jié)論，有助于學(xué)生運(yùn)用該結(jié)論于其它類似的知識(shí)情境中。如通過Fe和Cu分別與濃硫酸受熱的反應(yīng)，抽象出結(jié)論“ ”，讓學(xué)生能根據(jù)此反應(yīng)規(guī)律推導(dǎo)出其它金屬（如鋁）與濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物，從而達(dá)到其有效編碼。
然而需要指出的是，抽象程度高低與記憶編碼效果好壞不一定成比。即有時(shí)用較為具體的事物，反而越有利于學(xué)生進(jìn)行編碼。譬如據(jù)筆者的教學(xué)經(jīng)歷來看，許多高二學(xué)生對高一所學(xué)的氧化還原反應(yīng)的電子得失和化合價(jià)升降及氧化劑與還原劑的判斷仍非常模糊，當(dāng)筆者引導(dǎo)學(xué)生利用其在初中學(xué)過的最具體的“氫氣還原氧化銅”反應(yīng)，對氫元素與銅元素的化合價(jià)的變化與氫氣與氧化銅的“身份”（即還原劑與氧化劑）關(guān)系進(jìn)行簡單回憶并進(jìn)行編碼時(shí)，卻意外地發(fā)現(xiàn)學(xué)生能在以后的判定過程中能較為順利地解決類似化學(xué)問題。因此，在化學(xué)教學(xué)時(shí)應(yīng)重視學(xué)生與知識(shí)難度之間的權(quán)衡關(guān)系，將學(xué)習(xí)材料的抽象程度定位于較佳的范圍。
2.7 對比編碼
對比記憶編碼方式主要運(yùn)用了心理學(xué)中的“同中存異”的原則，它較有利于學(xué)習(xí)者通過對比事物的不同之外進(jìn)行記憶。在教學(xué)過程中經(jīng)常使用列表的方法，通過不同的維度對所比較的概念或原理等進(jìn)行說明。（見表1）
表1 離子鍵與共價(jià)鍵的對比
維度 離子鍵 共價(jià)鍵
概念 陰、陽離子結(jié)合成化合物的靜電作用 原子之間通過共用電子對所形成的相互作用
成鍵方式 通過得失電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu) 通過形成共用電子對達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
成鍵粒子 陽、陰離子 原子
形成條件 陽離子：IA、IIA的金屬離子、NH4+
陰離子：VIA、VIIA的非金屬離子 非金屬元素之間（稀有氣體除外）
存在于 離子化合物 絕大多數(shù)非金屬單質(zhì)、共價(jià)化合物、某些離子化合物
舉例 NaCl、 MgF2、 KI、CaBr2、NH4Cl等 H2、 HCl、 CCl4、SO2等
2.8 類比編碼
與對比記憶編碼方式相反，類比記憶編碼方式強(qiáng)調(diào)“異中求同”，可有利于學(xué)習(xí)者把握知識(shí)點(diǎn)之間的共性，以提高記憶編碼效果。因此教師可在教學(xué)過程中有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行這方面的訓(xùn)練，如將“能用分液漏斗分離的物質(zhì)組”歸納為常見的互不相溶（其中一種液體為水相）的體系：“水+烴（包括烷烴、烯烴、炔烴、苯及其同系物）、鹵代烴、硝基苯、溴苯、酯等”；將高中階段常見的紅棕（褐）色物質(zhì)歸類為：NO2、Fe(OH)3、 Fe2O3、Br2 等，再通過其常溫下狀態(tài)的區(qū)別，可有助于學(xué)生迅速解答物質(zhì)推斷題。
2.9 遷移編碼
該編碼方式主要根據(jù)筆者的親身教學(xué)經(jīng)歷所得，這里主要讓學(xué)生利用在其它學(xué)科習(xí)得的相關(guān)知識(shí)去遷移理解化學(xué)學(xué)科新知識(shí)。如在講述CH4分子中鍵角∠HCH＝109°28’時(shí)，除了上述提到的“動(dòng)作編碼”外，還可引導(dǎo)學(xué)生通過立體幾何或平面解析幾何的知識(shí)，對正四面體的頂角進(jìn)行證明；在講述CH4分子的非極性時(shí)，可引導(dǎo)學(xué)生借助“庫侖定律”與“共點(diǎn)力平衡時(shí)合外力為零”等已有知識(shí)，對新知識(shí)“鍵的極性抵消”進(jìn)行類比性地編碼，有助于加強(qiáng)學(xué)生對相關(guān)知識(shí)的記憶。
需要說明的是，在教學(xué)（本文重點(diǎn)討論化學(xué)教學(xué)）中經(jīng)常會(huì)遇到一種或一種以上的編碼方式的并用，這里主要只側(cè)重于某一方式進(jìn)行闡述，僅供參考。
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