化學學習的內在動力係統
化學學習不僅是認知活動過程，還是動機、興趣、情感、意誌等非直接認知活動的過程。這些非直接認知因素中，有的跟化學學習活動的發動和維持有關，有的決定化學學習活動的個性特征。它們猶如是化學學習係統這架複雜機器的內部動力係統，對化學學習的運行有著很大的影響，是研究化學學習時不應忽視的。
化學認知風格有較多的認知性質，由於它跟化學學習的個性特征有關，所以我們把它放在這裏第四節中加以討論。
化學學習的內在動力係統
化學學習過程是化學學習係統的運動過程，是係統狀態隨著時間推移發生變化、形成一係列中間狀態的過程。學習者主動地進行化學學習活動，能夠使係統以比較高的效率來實現係統運行的目標。這種主動過程的實現取決於化學學習係統的特殊結構，特別是學習主體的結構。化學學習係統的環境和外部條件隻能通過影響學習主體結構來影響化學學習係統的運行過程。
學習主體結構中的某些因素不但能通過意向活動使主體的化學學習活動被激發、驅動，使化學學習過程持續和主動、積極地進行，而且能使化學學習過程形成個性特點。這些因素組成了主體結構的內在動力係統——化學學習的發動係統、維持係統和定型係統。
一、化學學習內在動力係統的意義
學習者是化學學習的主體。認知結構、智力、化學學習能力等，是主體心理結構中的理性成分（或稱理性因素、認知因素、智力因素），它們能直接參與認知過程，組成了主體結構的認知係統。
在主體心理結構的非理性成分中，有些能直接製約和影響化學學習活動，例如動機、興趣、愛好、情緒、意誌、氣質、性格等等。有些既不參與認知過程，也不參與意向過程，隻能間接地影響化學學習活動，或者跟化學學習活動無關，例如英勇、剛強、懦弱、粗暴等等。前麵一類非理性成分中，大多數跟學習者能否主動地、積極地進行化學學習有關，或者跟學習者以什麼風格、特色展開化學學習活動有關。化學學習的內在動力係統正是由這些非理性因素組成的。
換言之，化學學習的內在動力係統是指除了智力、能力等認知因素之外，決定化學認知活動效率和特點的多種心理因素組成的係統，它們是一個整體，具有一定的結構和功能。化學學習的內在動力係統跟認知係統相互影響、協調發展、相輔相成、協同作用，才能使主體的化學學習活動有效地進行。
二、化學學習內在動力係統的功能
內在動力係統在化學學習中的作用主要表現在4個方麵。
(1)傾向和促發作用。
內在動力係統能使學習主體形成化學學習活動的傾向性，為化學學習活動提供動力，使化學學習的智力活動在具體的學習情境中得以發生。
(2)維持和強化作用。
使學習主體在化學學習智力活動一旦啟動、發生後，能做出努力，使化學學習持續不斷地朝著學習目標進行，直至取得滿意的效果。
(3)定型和定勢作用。
穩定認知和操作活動的組織方式，使之趨於固定化，形成化學學習的習慣和風格、特點。
(4)引導和調節作用。
在由於智力因素的某些缺陷使化學學習遇到困難時，調節化學學習活動，利用智力因素中較強的部分補償較弱的部分。
內在動力係統在化學學習中表現為學習主體的自我作用，具有動力的性質，這是把該係統稱為“內在動力係統”的主要原因。內在動力係統的作用是各組成因素協同作用的結果。但是，對於內在動力係統的每一種功能來說，各種因素的貢獻又有主次之分，並非“平分秋色”。
三、化學學習內在動力係統的結構
根據內在動力係統各組成要素的主要作用，可以把它們相應地分為4個子係統。
(1)發動係統。主要由學習需要、學習動機、學習興趣等因素組成，具有激發、啟動等作用；
(2)維持係統。主要由情感、情緒、意誌等因素組成，具有維持、調節、穩定、增力等作用；
(3)定型係統。主要由氣質、性格、認知風格等因素組成，形成學習主體在化學學習方麵的個性特征；
(4)引導係統。主要由理想、信念、價值觀、世界觀等因素組成，在最高層次上指導智力因素和非智力因素在化學學習中發揮作用，是高級調節係統。由於引導係統並非化學學習所特有，這裏隻著重對前3個子係統進行討論。
由於內在動力係統的各個因素可能兼有多種作用，所以，實際上各子係統之間是相互滲透、相互依賴、相互製約、相互關聯著的。
內在動力係統跟認知係統的組成、結構、功能各不相同，但是兩者之間有著密切的聯係：內在動力係統不但能使認知係統得以在化學學習中發揮作用，而且能促進智力因素的發展，幫助它補償缺陷；認知係統對內在動力係統提出一定的要求、推動其發展；智力因素的某些穩定特征（例如觀察的敏銳性、記憶的簡捷性、思維的批判性等等）的高度發展，可以直接轉化為非智力因素的個性特征。在認知係統中滲透著某些非智力因素（例如直覺、潛意識等），在內在動力係統中常常具有理性的成分（例如理智、價值觀等）。
實踐表明，內在動力係統必須跟認知係統協調地發展，才能使化學學習順利地進行和取得較好的效果。在化學學習中，應該在注意養成良好的智力品質的同時，也重視養成良好的非智力品質。
化學學習的發動係統
化學學習的發動係統決定著化學學習活動的傾向和發動，它主要由學習需要、學習動機、學習興趣等要素組成。學習動機產生於學習的需要，認識興趣是學習動機最現實、最活躍的成分，包括注意狀態、情緒狀態和意誌狀態在內的學習態度和學習積極性則是學習動機的具體表現。
一、化學學習需要
在化學學習中，促使學生主動學習的需要主要有：(1)認識和解決化學問題的需要。在感知化學現象後，想探索其奧秘；在生活或學習中發現化學問題等等，都可以產生這種需要。認知方麵的好奇心和求知欲通常處於潛伏狀態，它一旦在化學學習實踐中被激發，在化學學習方麵表現出來，指向化學學習的具體內容，便形成這種需要。在解決一個化學問題、獲得成功的體驗之後，學習者又可能產生新的化學問題、形成新的學習需要，推動化學學習不斷地進行。化學學習需要不但可以通過化學學習產生，而且可以通過化學學習進一步加強。
化學學習內容能否有效地引起學習需要，跟新材料與學習者已有認知結構的關係有關。當學習者麵臨一個化學問題時，他就受到一組外界刺激的作用，其中有些可能是他的化學經驗中已有的，或者說，跟他的某種化學經驗有相同的特征；有些則是他尚未認識過的，跟他的已有化學經驗模式不同。這樣，就在學習者的主觀認識中形成了對這一組刺激認識的不確定性，形成問題。這種不確定性越大，就越容易引起學習需要。但是，當刺激過於複雜、過於不確定，跟已有的化學經驗模式很少有相似之處時，學習者也很難產生學習需要。
(2)自我發展、提高的需要。學習者了解化學對改進生活、發展能力、全麵提高素質的意義，了解化學對實現自己理想的意義而產生的學習需要。這種需要不直接指向具體的化學學習內容，而是指向取得一定的成就（或成績），把取得成就（或成績）作為實現某種目的的手段。
這裏有兩種情況。第一種情況是：自我發展、提高的需要出於想取得一定的業績、贏得個人的地位和自尊。例如，有一學生的數學、物理學得不好，他需要在數理化三門功課中至少有一門學得好一些，以便用興趣、愛好來作解釋，掩飾、挽回數學、物理學得不好對個人自尊造成的消極影響；而他又覺得化學好像容易學一些、有可能學好，由此而產生學習化學的需要。這種需要在馬士洛需要層次論中位於尊重需要的層次，屬於缺失性需要。一旦學習者發現化學學習跟個人的地位和自尊沒有多少關聯，他就可能失去這種需要。
第二種情況是：自我發展、提高的需要是因為想做出一定的成績，為國家、為人民，或者為社會、為科學事業做出貢獻。這種需要屬於自我實現的需要，是一種成長需要。這種需要是習得性的，需要外界給予影響和教育才能形成。它的形成過程比較長，不容易完全達到滿足，但作用時間一般比較長，也比較穩定，是一種高尚的需要。
(3)尋求依附對象的讚許和認可，避免失敗的需要。一般說來，依附性較強的低齡學習者容易產生尋求家長或教師讚許和認可的需要，他們有從其所依附的長者方麵獲得讚許或認可的傾向。一旦依附性減弱，或者依附對象從其意識中消失，就不會產生這種需要。
當學業的失敗跟喪失個人地位與自尊、跟失去依附對象讚許與認可、甚至受到懲罰聯係在一起時，為了避免學業失敗，可以產生化學學習需要並進而形成化學學習動機。但是，這種需要引起的動機力量強度不會太高，因為它比較容易滿足。另一方麵，它也難以促使學習者生動、活潑、主動地進行化學學習活動。因而這種需要的層次低於上述各種需要。通俗地說，這種需要隻是“要我學”的低水平，而不是“我要學”的較高水平。
當教師把失敗的威脅作為促使學生學習化學的策略時，能夠取得一定的成功。但是，如果長期使用、長期使學習者處於失敗狀態，會使學習者的自尊受到傷害、失去自信、降低學習的誌向水平、退縮和處於焦慮之中。這對形成學習化學的積極性是不利的。因此，這種策略不是一種好策略，要慎重采用。好的策略應該是逐步引導學習者提高需要層次，形成較高層次的化學學習需要。
各種化學學習需要的層次結構如圖8－1所示，圖中還把它跟馬士洛的需要層次結構作了比較。
圖8-1化學學習需要的層次結構及其跟馬士洛需要層次結構的比較
化學學習的需要取決於學習者所處的社會和教育環境。此外，學習者的認識能力和認識水平以及他的更低層次需要（生理需要、安全需要）是否得到滿足，也會影響化學學習需要的水平和強度。
二、化學學習興趣
化學學習興趣是學習者對於化學事物特殊的認識傾向，是學習者力求認識化學事物、獲得有關的化學知識經驗，帶有情緒色彩的意向活動。化學學習需要是化學學習興趣產生和發展的基礎。當學習者形成化學學習興趣時，他對化學事物的感受就會既敏銳又牢固，同時能使中樞神經處於較強的興奮狀態，產生愉快、滿意和歡喜等情感體驗，推動學習者主動地進行化學學習活動。
我國心理學家潘菽等人把化學教學中學生的認識興趣分為4種類型。
第一類為直覺的興趣。具有這類興趣的學生，隻要求觀察教師演示所產生的化學變化，如有無沉澱或某種氣體的發生，顏色有無變化等。他們滿足於感知化學事實、觀察實驗現象，但並未產生了解實驗現象發生原因和影響它們的要求。這種興趣的穩定性和持久性都較差。
第二類是操作的興趣。具有這類興趣的學生要求自己能進行操作，希望能提供化學試劑和儀器，讓他們自己重演所觀察過的化學變化，或者試圖通過自己的操作有新的發現。他們有了解如何引起或改變實驗現象的要求，以及進行實踐操作活動的願望，開始注意現象與條件的變化，但主要不是要求了解化學現象的實質與規律。他們的興趣在於操作活動本身，而不在於化學變化的實際規律。這種興趣的水平比第一類高，但穩定性還比較差。
第三類為探求原因的興趣。即在了解實驗現象的基礎上，傾向於認識化學事物之間的因果關係和本質聯係，認識化學現象的內在規律。具有這類興趣的學生在學習中既注意引起特定化學變化的操作過程，也注意思考和了解引起化學變化的原因和條件。這種興趣是學生學習化學的動力，能推動學生主動地進行化學學習活動。
第四類為概括性的認識興趣。具有這類興趣的學生，傾向於通過觀察化學變化，進一步了解一類化學變化的共同特點和一般規律。他們不滿足於了解個別的化學變化的因果聯係，而且要試圖進行抽象、概括、推廣，甚至用創造性的實驗設計來檢驗自己的設想。這類學生的學習水平比較高，所學的化學知識比較係統和概括化，掌握了一定的化學技能，智能水平比較高，解決化學問題的能力比較強，學得比較靈活，有創造精神。他們的認識興趣已成為其化學學習動機的主要組成部分，甚至可能逐步發展成為較穩定的個性特征。
郭卓群先生通過對4000多名中學生的問卷調查，發現學生學習化學的興趣從初三到高三的發展變化，大致可分為4個階段。這4個階段跟上述4類化學學習興趣基本上是對應的。
上述4種類型化學學習興趣是相互聯係的，它們大體上反映了化學學習興趣發展、提高的基本趨勢：由對化學現象的認識興趣向著對化學規律的認識興趣發展；由直接興趣向間接興趣發展；由暫時興趣向持久興趣發展。但是，實際的情況要複雜得多：同一個學習者對某種化學現象可能同時具有幾種認識興趣，他對不同的化學學習內容的認識興趣也可能不同；甚至學習材料的表述方式對化學學習興趣的結構和強度也有重大影響。一個學習者的化學學習興趣發展不一定完全符合這個順序，不一定都經曆這4個水平。
化學學習興趣對化學學習活動具有準備作用、推動作用和促進作用，是化學學習發動係統中最重要的組成成分之一。
化學學習興趣是在生活和學習等實踐活動中形成和發展起來的。化學科學廣泛的實用性、化學實驗的趣味性以及化學課外活動等等，是在化學學習中培養和激發化學學習興趣的有利條件，要注意充分發揮這些有利條件的作用，按照化學學習興趣的發展規律，逐步提高學習者的化學學習興趣。適宜的問題情境、成功和鼓勵等，對於化學學習興趣的形成也有積極作用，是培養和激發化學學習興趣的有效手段和途徑。
另一方麵，偏見和化學知識的缺乏，使化學品的危害性和化學實驗的危險性被過分地渲染和誇大；某些化學教材的枯燥性和零散性等因素會對化學學習興趣的形成帶來消極影響，使中學生學習化學的興趣下降。劉敬華的調查表明，畢業、升學考試的壓力以及學校、教師教學思想的偏差，會使學生的化學學習興趣的正常發展受到嚴重影響。