皮亚杰图式理论和氯气与水的反应

赵自立 姚文禄

作为一名学过一点心理学的化学教师，我试图将心理学和化学教学联系起来。我尝试用皮亚杰的图式理论认识氯气与水的反应的教学。

皮亚杰（1896-1980），瑞士儿童心理学家，因研究儿童智力和认识发展而闻名。他通过儿童心理学把生物学与认识论、逻辑学沟通结合起来，从而将传统的认识论改造成为一门实证的实验科学。曾任瑞士心理学会主席、法语国家心理联合会主席和第十四届国际心理科学联盟主席。1969年获美国心理学会颁发的杰出科学贡献奖。下面是我尝试用他的理论对氯气溶于水的反应的再认识。

一、图式

皮亚杰理论体系中的一个核心概念是图式（schema，在他后期著作中用scheme一词）。图式是指个体对世界的知觉、理解和思考的方式。我们可以把图式看做是心理活动的框架或组织结构。图式是认知结构的起点和核心，或者说是人类认识事物的基础。因此，图式的形成和变化是认知发展的实质，有了图式，主体才能够对客体的刺激作出反应。

例如，对氯气溶解在水中的认识，可以选择如下图式：观看氯气与水混合——知觉；猜想氯气与水混合是否溶解、是否反应——理解；氯气是否溶解的实验依据——思考；氯气与水反应的实验依据——思考。

二、认知发展的三个基本过程——同化、顺化、平衡

1.同化（assimilation）

同化原本是一个生物学概念，它是指有机体把外部要素整合进自己结构中去的过程。在认知发展理论中，同化是指个体对刺激输入的过滤或改变的过程。也就是说，个体在感受到刺激时，把它们纳入头脑中原有的圖式之内，使其成为自身的一部分，就像消化系统的营养物吸收一样。同化在学习氯气溶解性的时候又是如何形成的呢？

首先，如何证明水中溶解有氧气？鱼儿可在水中嬉戏。可见将水和氧气混合可以证明这一点。——原有图式1

其次，如何证明水中溶解有氯气？先给学生一个新的刺激：

观察：氯气显黄绿色——刺激

学生对这个新的刺激经过输入的过滤和改变，设想向盛有氯气的集气瓶中加水呢？

氯水显淡黄绿色，证明氯气溶于水——同化产生，并形成新的图式2——首先如何证明水中溶解有氯气？氯水显淡黄绿色。可见，将水和氯气混合可以证明这一点。

随着个体认识的发展，同化经历下列三种形式：再现性同化、再认性同化和概括性同化。再现性同化，即基于儿童对出现的某一刺激作相同的重复反应；再认性同化，即基于儿童辨别物体之间差异借以作出不同反应的能力。它在再现性同化基础上出现并有助于向更复杂的同化形式发展；概括性同化，即基于儿童知觉物体之间的相似性并把它们归于不同类别的能力。

显然，学生这里已经用到概括性同化，即认识气体的溶解性可以将气体和水混合，观察溶液是否保持了气体的某些性质来验证。

2.顺化（accommodation）

顺化是指有机体调节自己内部结构以适应特定刺激情境的过程。顺化是与同化伴随而行的。当个体遇到不能用原有图式来同化新的刺激时，便要对原有图式加以修改或重建以适应环境，这就是顺化的过程。可见，就本质而言，同化主要是指个体对环境的作用，顺化主要是指环境对个体的作用。

原有图式1：二氧化碳溶于水生成碳酸

刺激1：向盛有氯气的集气瓶中加水

概括性同化：氯气溶于水生成盐酸。

如果提问：如何检验生成的H+离子？Cl-离子？

学生会顺利回答出用pH试纸检验H+离子，用AgNO3溶液和稀HNO3检验Cl-离子。请注意学生原有的图式很容易就过滤掉了，氯气溶于水是否会生成新的酸这一问题。

刺激2：将氯水滴在pH试纸上，学生看到不但变红而且褪色，有一组学生看到滤纸褪为绿色。

顺化：由于原有图式无法同化新的刺激则立即顺化出氯气溶于水还生成了新物质

教师此时可解释：这就是次氯酸。

显然，从整体而言，如果只有同化而没有顺化，那就谈不上发展。学生不认为氯气可溶于水，并且生成盐酸，就不可能建构生成次氯酸的发展。尽管同化作用在保证图式中是十分必要的。但是同化如果没有它的对立面“顺化”的存在，它本身也不能单独存在。只认识到生成盐酸而没有认识到生成次氯酸，就谈不上知识的生成。换言之，不存在纯粹的同化。当然，如果没有与顺化产生次氯酸相对应的同化产生盐酸，也就没有顺化可言。用皮亚杰的同化和顺化过程来说明认识，旨在表明这样的观点：一切认识都离不开认知图式的同化与顺化。认知既是认知图式顺化于外物，如氯气溶解生成了新物质，又是外物同化于认知图式，如氯气可溶于水并生成了盐酸。

3.平衡（equilibration）

平衡是指个体通过自我调节机制使认知发展从一个平衡状态向另外一个较高平衡状态过渡的过程。平衡过程是个体的认知图式通过同化和顺化而不断发展的，以适应新的环境的过程。就一般而言，个体每当遇到新的刺激，如氯气溶解，总是试图用原有图式去同化，认为是生成盐酸。若获得成功，pH试纸变红，便得到暂时的平衡。如果用原有图式无法同化环境刺激，如pH试纸褪色，个体便会作出顺化，即调节原有图式或重建新图式，直至达到认识上的新的平衡，如认为生成新物质——次氯酸。同化与顺化之间的平衡过程，也就是认识上的适应，也就是人类智慧的实质所在。所以，皮亚杰认为：“智慧行为依赖于同化与顺化这两种机能从最初不稳定的平衡过渡到逐渐稳定的平衡。”

聚焦课堂，让我再次领悟到了课改是以新的理论为基础的，课改的教育学根基是新的教育心理学理论的结果。没有理论依据的课改是盲目的实验。作为化学教师，重新阅读王祖浩的《着眼高中学生的科学素养——高中化学新课程解析与实施中的问题探讨》，是很有必要的。

？誗编辑 薄跃华