化學學習策略
學習心理學認為，知識必須加工和組織，才能有效地保持在認知結構中，在特定的問題情境中才能熟練運用這些知識解決問題。如何加工和組織，便涉及學習策略問題。
策略，從一般意義上理解，是指根據活動的特點及其變化而製定的行動方針和活動方式。因此，學習策略的一個重要特征在於反映學習活動是否注意影響學習的各種因素。換言之，學習策略除考慮對各種信息進行加工外，還表現出調節認知的作用，即根據學習情境的特點（如學習者的能力水平、學習材料的類型和難易、學習時間等）和變化選用最為適當的學習途徑。
化學學科融事實、概念、原理和技能為一體，具有特殊的知識結構，特別是大量零散的化學事實（元素知識），常常需要借助理論使之係統化，而這些理論又源於事實或實驗，其適用的範圍和推演的程度再度受到事實或實驗的檢驗，因而學習者在組建化學認知結構的過程中會經常遇到一些障礙。如何克服障礙，有效地加工和組織事實性、描述性、操作性、理論性兼容的化學知識，已成為化學學習論研究的重要課題。這裏借鑒學習心理學的一些觀念，探討化學學習的若幹有效策略。
化學學習策略概說
一、認知策略與化學學習策略
學習策略跟認知策略有著密切的聯係。什麼是認知策略？美國心理學家布魯納和加涅都把學習者用來調節他自己的內部注意、學習、記憶與思維過程的內部組織起來的技能稱為認知策略。加涅還認為，學習的結果（內容）是5種不同的才能，它們依次是智力技能、認知策略、言語信息、運動技能和態度。加涅說：“學習的過程是受某些內部執行的控製過程所修改和調節的。這些內部定向的技能就叫做認知的策略。它們是學習者用以調節或調整其(1)注意和選擇性理解；(2)為長期貯藏編碼；(3)檢索；(4)問題解決等內部過程的技能。”加涅還對注意的策略、編碼的策略、檢索的策略、問題解決的策略、思維的策略和認知策略的遷移進行了研究。
但是，研究者們對認知策略的看法並不完全相同，許多人把認知策略跟方法的選用聯係在一起，認為認知策略主要表現為某種程序，或者是某些規則、模式。
化學學習策略，主要指化學學習中的認知策略。有些作者把學習策略稱為學習模式，所以，化學學習策略又稱為化學學習模式。但是前者略偏重於思想、規則，後者略偏重於程序和形式。
二、化學學習策略的表示方法
不同作者采用了不同的方法來表示化學學習策略。
(1)算法。即能完成一定學習任務、規定了化學學習活動程序的活動指令係統，類似於用高級程序設計語言編製的計算機程序。算法的操作性很強，但是策略思想表達不明顯。
(2)產生式係統。由美國的紐厄爾（AllenNewell）和西蒙（中名司馬賀）提出。這種方法是用一係列由條件（Condition）和活動（Action）組成的C—A產生式係統（ProductionSystem）表示活動過程。所謂C—A產生式類似於心理學中的S—R公式，但是條件(C)並不等於外來刺激(S)。
產生式係統和算法都是活動指令係統。但是產生式係統更加重視條件的作用，突出了活動對條件的依賴關係。產生式係統的策略思想表示也不太明顯，但是優於算法。
(3)規則係統。提出化學學習活動的規則係統或規則聯合（高級規則），比較概括和抽象。
(4)模式框圖。具有特定目標和規定性，是一種比較直觀的表示方法，突出了活動順序以及活動跟目標的關係。
本書第五章第五節介紹的幾種常用化學學習策略即用這種方式表示。
三、化學學習策略的研究方法
化學學習策略具有內潛性、概括性和簡縮性，有時處於潛意識狀態，因而研究化學學習策略有一定的難度。盡管如此，人們還是可以采用某些方法對化學學習策略進行研究。
(1)內省法。給被試一個明確的指示，讓他報告、追述自己頭腦中策略思維活動的過程和結果。由於被試報告的內容可能已經被加工、改造過，容易受被試的其他主觀意識幹擾或無意識幹擾，這種方法的可靠性和複現性都比較差，也沒有核對被試報告內容是否準確的辦法。
(2)活動形式分析法。以觀察為基礎，通過記錄和分析被試的外部活動來推測其化學學習策略。
(3)口語記錄分析法。通過記錄和分析被試在進行化學學習活動時無意或有意地伴隨發出的口語，研究他的內部活動過程，這種方法比較貼近被試的思維活動過程，但要求被試有口語習慣或者願意配合，能大聲地報告。
(4)模擬法。以理論分析和部分實驗事實為基礎，通過對觀察、實驗材料的理論分析和推測，確定構成化學學習活動策略的各個操作成分，確定各成分間的聯係和順序以及執行方式等，提出可操作的化學學習活動模式的假設結構，然後通過實驗來檢驗或修正。檢驗可以用通常的教學—心理實驗方法進行，也可以用計算機模擬人的心智活動過程。
(5)文獻研究法。研究化學家或者學習者的原始學習記錄、實驗記錄、日記等。
由於被試的化學學習活動往往是高度簡縮、概括和自動化的（優秀生的活動、思維活動尤其如此），用活動形式分析法和口語記錄分析法探明化學學習活動的細節往往很困難，因而這兩種方法的應用有一定的限製。用模擬法雖然能在一定程度上確定活動的細節，但它畢竟是一種推測，不一定跟真實情況完全吻合。由於目前的人工智能水平遠遠不及常人的智能水平，在用計算機模擬檢驗時，要注意克服機械論和還原論的影響。比較現實和有效的方法是：綜合運用上述各種方法，相機行事，使它們互相補充、互相檢驗和修正。
四、化學學習策略的影響因素
化學學習策略是多次、反複學習的結果，它不能自動形成，也不能一蹴而就、立竿見影。化學學習策略的形成受到各種因素的影響。
(1)學習者的動機、信心和意識水平。學習者學習化學的願望越強烈、對化學學習結果的期望越高，往往更加注意化學學習策略；學習者越是認為自己能調控自己的內部認知活動，越是認為自己能掌握好的學習方法，就越是注意化學學習策略的使用，願意付出更多的努力來掌握它。反過來，如果學習者不想學習、不想學好、對學好化學缺乏信心，他就會很少注意考慮化學學習策略問題。一般說來，特別是對初學者來說，當他意識到化學學習策略的存在或使用時，其效果要比沒有意識到好得多。
(2)學習者的知識水平及性質。豐富的知識背景可以為化學學習策略的形成提供基礎，並且促進化學學習策略的應用。例如，一個掌握酸的通性知識的人，要記住磷酸或者他所不熟悉的其他酸的性質時，通常總是把這種酸的性質跟酸的通性作比較，記住它具有哪些通性，此外還具有哪些特殊性質；而一個尚不具備酸的通性知識的初學者就不可能采用這種策略來學習，總是采用機械記憶或者聯係觀察、實驗來記憶。具備氧化還原反應知識的學習者在配平複雜的氧化還原反應方程式時，就可以采用比較好的配平策略，例如根據得、失電子數相等或者用半反應法配平，一般不會采用嚐試—錯誤法來“湊平”。學習者的知識水平及性質不僅影響他的記憶策略，也會影響他的注意策略、思維策略、解決問題策略等化學學習策略。
(3)學習者的化學認知活動經驗。化學學習策略的產生和形成離不開化學的實踐。化學認知活動實踐不但可以使學習者通過比較找到有效的化學認知策略、獲得對化學認知策略的體驗，而且有助於學習者較好地掌握化學學習策略。當化學認知策略達到自動誘發和使用的程度時，學習者就不至於把注意力過多地分配在策略的選用上，從而能使化學學習活動更加順利地進行。
(4)教師的認知策略素養和施教過程。教師是否具有本學科領域的豐富知識背景，是否掌握解決化學問題的方法、策略和經驗；能不能把自己解決化學問題以及學習化學的經驗升華到一定高度；教師傳授化學學習策略的意識強不強，以及在施教過程中傳授化學學習策略的工作做得好不好、是不是有效，等等，都會給學習者的化學學習策略形成帶來很大的影響。
教師使用什麼方法來施教直接影響著學習者對化學學習策略的掌握。在具體的教學過程中，教師應該有計劃地學習各種化學學習策略，注意讓學習者學會選用化學學習策略，給他們提供有效的指導和練習的機會。
裏格尼（Rigney，1980）認為，學生的學習策略意識有兩種水平：意識水平和潛意識水平。前者指學生意識到策略的存在和使用，後者指學生在使用策略時，並沒有意識到策略的存在，也不知道是怎樣使用的。
選用學習策略的控製方式也有兩種：學生的自我控製與課程的外部控製。前者指學生有意識地或潛意識地選用學習策略，它涉及到策略選用的自發性活動問題；後者則為教學的外部要求促使學生有意識地或者潛意識地選用學習策略。它涉及到選用策略的誘發性活動問題。
選用策略的兩種意識水平和兩種控製方式構成了教學和選用策略的四種情景：
情景A指學生有意識地自我控製策略的選用；情景B指學生在外部要求誘發和控製下有意識地選用策略；情景C指學生自發地或自動地控製策略的選用；情景D指外部既沒有明確地教給學生策略，也沒有有意識地控製學生使用策略，學生選用策略或方法隻是“隱含”的要求，是學生完成認知活動“伴隨”的內容，這是大多數傳統教學所表現的情景。
裏格尼認為，當學生還沒有熟練地掌握學習策略時，應當首先使用課程的有意識的外部控製(B)。通過B的實現，使學生逐步學會有意識的自我控製(A)。然後，再通過有意識地自我控製的進一步練習，提高學生自發地自我控製其策略選用的自動化程度。
根據這一觀點，學習策略形成的合理過程應該是：從無意識、不自覺的到有意識的、外部控製，再經過學生有意識的控製（元認知階段）轉化為一種更為自動化、習慣化的自我調節與控製。外部的無意識的“隱含”控製(D)是學生有意識或潛意識地控製策略選用的直接經驗基礎。裏格尼的工作對影響學習策略形成的因素做了較為係統的小結。
五、化學學習策略的學習
國外有人認為，學習策略不需要專門的教學，理由是：(1)學習策略的建構是問題解決能力的一種形式，雖然用於構成學習策略的各種態度、概念和具體的學習方法是完全可教的，但策略性思維能力本身卻是難以直接傳授給學生的，隻能在個體長期的學習實踐中自然地誘發，偶然地形成。學習策略不是專門教學的結果，而是學習者活動和經驗的副產物。(2)隨著個體年齡的增長，他們的元認知水平也不斷地發展和成熟起來。同時，他們利用其元認知來調節、控製學習和學習方法的使用，形成新的學習策略的能力也相應地得到發展。因此，不必專門地教學習策略，而隻要教給學生“基本的技能”，即學習方法就行了。
但是，許多人不同意這種看法。他們認為學習策略需要專門的教學，而且是可教的。麥康伯斯和杜勃羅沃尼的研究表明，對學習者進行學習策略的訓練，其教學效果約為0.75σ。丹塞雷等人以大學生為對象，進行學習策略的教學實驗，其平均效果也約為0.75σ。弗洛姆等人的閱讀策略訓練，效果則達到了1σ的水平。英國的尼斯比特和夏克史密斯以中學生為對象的實驗，也取得了良好的效果。
化學學習方法跟化學科學方法有著密切的聯係，化學學習策略跟化學認知策略也有著密切的聯係。化學認知策略主要指化學科學方法中的程序性知識，特別是指在化學認知活動中根據認知情境具體條件選擇、組織所使用的方法和規則，調節、控製內部注意、思維和操作活動，對認知活動進行內部定向和指導的認知知識和技能。化學認知策略是化學科學方法的精髓和靈魂。忽視化學認知策略的教學，不但不利於學習者掌握科學的化學學習策略，還會使化學科學方法的教學失去滋味，收不到應有的效果；也不利於科學的化學思想和化學觀點有效地和生動地形成。
化學認知策略是化學認知能力和化學學習能力的重要因素，關係著化學認知能力和化學學習能力的形成。因此，應該十分重視化學認知策略的教與學。
化學認知策略和化學學習策略的學習一般要經過下列4個階段：
(1)獲得有關知識。通過聽課或者閱讀獲得有關的程序性知識，記住有關的規則、步驟、條件等等。這些知識也可以通過對樣例示範的總結得到，或者在“幹中學習”、通過嚐試實踐獲得，還可以通過理論分析、推演而成。
(2)形成對策略的體驗和認識。在練習實踐中逐步形成對策略的體驗，不但認識和熟悉有關的規則、步驟，而且理解其原理，建立起“條件—活動”聯係係統。能通過總結，使得對策略的認識由感性體驗上升到理性水平並且初步概括化。
(3)聯係。認識策略的應用情境、條件及其跟其他策略的差別和聯係，對策略的認識進一步鞏固，逐步形成策略的係統結構。
(4)運用和發展。在綜合、複雜的情境中練習識別和應用所學的策略，通過在新情境中的運用，使策略進一步概括和類化，同時又注意識別不同情境，注意策略在特殊情境中的變通、分化，防止過度類化。在對策略的類化、分化和概括化過程中，逐步形成和發展相應的能力。
教師教授學習策略的方法直接影響著學生對化學學習策略的掌握。M.普瑞斯利等人曾經列舉了6種策略教學方法：發現法；觀察—模仿法；有指導的參與法；專門授課法；直接解釋法；⑥預期—交互法。弗蘭克等人的實驗表明，采用直接解釋法，其效果最好。
由於化學學習策略多種多樣，教師采用哪一種策略進行教學，必須從具體的教學條件出發，靈活地運用。另一方麵，為了搞好化學學習策略的教學，教師必須做到：
(1)承認學生在學習過程中的主體地位，注意發揮學生在學習活動中的積極性和能動性。
(2)重視讓學生學會學習。
(3)注意激活與保持學生良好的注意、情緒和動機狀態。使學生有學會學習的濃厚興趣，踏踏實實、堅持努力、不斷探索的精神，有成功的興奮和激勵。並為此創造良好的外部氛圍。
(4)作好必要的示範，及時總結。
(5)提供必要的練習機會，精心組織練習實踐，及時疏導和鼓勵，並注意認知風格的協調。
(6)努力培養學生的元認知能力，促進學習能力的提高與遷移。
化學概念的形成和同化策略
化學概念是反映物質在化學運動中的固有屬性的一種思維形式，是化學知識的重要組成部分。與廣義的概念相同，化學概念也是通過語詞加以定義的，其中反映概念本質屬性的部分稱為概念的內涵，概念所包含的一些對象稱為概念的外延，兩者確定了概念質和量兩方麵的特征。
化學概念在化學知識體係中的地位是不言而喻的，它充當著知識網絡中的“節點”。掌握化學概念，有助於化學知識的係統化。在學習者的認知結構中若難於形成清晰的化學概念，則談不上真正掌握化學變化的內在聯係及其規律。
現代認知心理學認為新概念和學習者原有認知結構中的有關知識相互作用，構成有意義的學習，從而形成更進一步分化的認知結構，或稱認知圖式，其類型一般有3種：當新概念被吸收到原有的認知結構內，列入原有的概念係統之中時，新舊概念就形成“下位關係”（圖6－1，a）；當所學的新概念包含原有認知結構中的幾個已知概念時，就形成“上位關係”（圖6－1，b）；當新概念既不屬於原有認知結構中的有關概念，也不能將原有的幾個概念概括於新概念之中，但存在著某種並列的關係，就稱“同位關係”（圖6－1，c）。如將新概念記為NC，原有概念記為OC，三種關係的實例如下：
從內容上考察，化學概念可粗略地分為組成、結構、性質、變化、化學量、化學用語等幾類；從技能上劃分，又有實驗操作技能和化學計算技能兩方麵的概念。在學習過程中，經過一定的認知加工，逐漸形成學習者頭腦中的概念圖式。這些圖式除概念涉及的內容、技能特征以外，還包含著概念的表征、概念的運用等信息。因此，指導學習者合理構建化學概念圖式，必須著眼兩個方麵，即既強調概念的定義和理解，又重視概念之間的相互聯係和應用。要處理好這一關係，可考慮“概念形成”和“概念同化”兩種具體策略。