在化学探究教学中培养学生的元认知监控能力

占文芳

（福安市第一中学，福建 福安 355000）

在化学探究教学中培养学生的元认知监控能力

占文芳

（福安市第一中学，福建 福安 355000）

学生的元认知监控能力直接影响学生的自主探究学习。在化学探究教学中可通过指导学生自主探究的方法和程序、指导学生养成良好的反思习惯、提升学生的调控能力等措施培养学生的元认知监控能力。

自主探究学习；元认知监控能力；方法和程序；反思习惯；调控能力

探究学习是学生学习化学的一种重要方式，也是培养学生探究意识和提高探究能力的重要途径。［1］自从新课程实施以来，培养学生的自主探究能力成为课堂教学研究的重要课题。但由于不少教师对“自主探究”缺乏正确理解与实施策略，造成自主探究学习的“预设性”“表面性”较为普遍。自主探究学习是探究学习的高级形式，不仅与学生的动机水平、行为策略有关，而且与学生的元认知水平,特别是元认知监控能力有关。在探究教学中培养学生的元认知监控能力，能克服探究学习的被动性、浅层性，提高探究学习的自主性，提升探究学习质量。元认知监控是指个体在进行认知活动过程中，将自己正在进行的认知活动作为意识对象，不断地对其进行积极而自觉地监视、监控和调节的过程。［2］自主探究学习需要学生有较高的元认知监控能力，在化学探究教学中可从以下几个方面进行培养。

一、指导学生自主探究的方法和程序

当一个人有了处理某个或某类事件的规则时，他的行为就会受到这些规则的引领，在解决相关问题时常常会想到这些规则，应用这些规则解决问题。如当学生了解了实验操作规则时，在实验过程中就会有规范的操作，防止了实验事故的发生，保证了实验的成功；当学生掌握了处理实验问题的程序时，就会按这个程序处理实验问题，避免实验过程的盲目性，从而获得正确的结果；当学生有了答题规范时，答题就会“快”“准”，解题能力就会获得提高。同理，要培养学生在自主探究过程中的元认知监控能力，应该让学生获得自主探究的方法和程序。

自主探究的方法有很多，如观察、实验、分类、比较等。在教学中除了直接介绍自主探究的方法外，教师还应经常引导学生自觉地运用自主探究的方法监控自己的学习活动。如SO2的教学，首先引导学生从化合价和类别的角度预测SO2的性质，然后展示一瓶SO2样品，让学生观察、总结SO2的物理性质。接着要求学生自主完成下列一组实验：

（1）将SO2通入紫色石蕊试液中；

（2）将SO2通入溴水中；

（3）将SO2通入酸性KMnO4溶液中；

（4）将SO2通入品红溶液中，然后加热该溶液。

在上述的学习过程，渗透了观察法、分类法、实验法等。在总结了SO2的性质后，要求学生对比SO2与CO2的性质，引导学生用比较法进行学习。

自主探究程序是学生在自主探究物质性质过程中要遵循的程序。这种程序是学生自我调控学习的重要规则。如在“化学反应条件的优化——工业合成氨”的教学中，首先应让学生明确探究和设计新的化学反应并优化反应条件的程序：第一，从化学反应方向性的视角，研究反应在给定条件下能否自发；第二，从化学平衡的视角，研究提高反应转化率的条件；第三，从化学反应速率的视角，研究提高化学反应速率的条件；最后，结合实际选择以较高速率获取适当转化率的条件。

以上程序不仅适于合成氨条件的优化，同时也适于接触法制硫酸、NH3催化氧化法制硝酸等工业生产过程。当要求学生优化制SO3、NO的条件时，学生自然会用其掌握的这种探究程序指导自己的学习，自主完成探究任务。

二、指导学生养成良好的反思习惯

反思是对自己的思想、心里感受的思考，是对自己体验过的事件的理解或描述。［3］反思习惯是学生能经常、自觉地对自己的学习过程进行反思。在自主探究学习中学生的经常性反思能有效强化自我意识，进行自我监控、自我调节，使得自主探究过程的方向、方法和程序正确。学生是否具有反思习惯，反映了学生的学习责任与态度。在探究教学中培养学生的反思习惯，不但元认知监控能力可以得到实际的锻炼和提高，而且通过反思后的总结，可以使元认知知识、元认知体验得到补充、丰富和完善。因此，培养反思习惯是培养学生元认知监控能力的重要途径。

教学实践表明，要让学生养成反思的习惯，教师的教学过程要注意以下两点：一是要将反思作为一种学习常规（如做错题本）；二是要创设情境让学生体验获得知识的过程，真正做到让学生通过自己的思考来学习化学。

如学生在分析KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O时经常出现以下错误：（1）认为该反应反应物的化学计量数之比即氧化剂、还原剂的物质的量之比；（2）认为该反应中KCl是还原产物，Cl2是氧化产物；（3）认为该反应的规律与不同种元素形成的化合物的氧化还原反应具有相同的规律。教学中要求学生对上述三个错误的产生原因进行反思。经过学习小组之间的讨论，学生找到错误的原因有：（1）思维定势。同种元素形成的化合物之间的氧化还原反应套用了不同种元素形成的化合物之间的氧化还原反应模式。（2）基础知识出现漏洞，无法分辨下列问题：①氧化剂与还原剂比是1∶6还是1∶5；②化合价变化情况，+5价Cl变成了-1价还是0价；③氧化产物与还原产物的物质的量比是3∶1还是5∶1等。（3）不明确同种元素形成的化合物之间的氧化还原反应规律。经过反思，找到了产生错误的原因，避免再次发生错误，学生的元认知监控能力就会获得提高。

三、提升学生的调控能力

要顺利完成自主探究的学习任务，学生需要有较强的学习调控能力，能不断地纠偏、矫正自身的思维与行为，确定正确的方向、实施正确的计划，从而达到学习目标。

自主探究学习活动是提升学生调控能力的最好途径。如在《化学1（必修）》中的“活动·探究”栏目“铁及其化合物的氧化性和还原性”教学中，教师要求学生按照“研究物质性质的方法和程序”来调控实验设计。首先，观察Fe2+、Fe3+、Fe的外观，为学生判断化学反应是否发生创造条件；其次，要求学生预测Fe3+、Fe2+、Fe的性质；再次，引导学生设计实验方案和如何从常见的氧化剂和还原剂中寻找该实验合适的氧化剂和还原剂；最后，还要指导学生判断氧化还原反应是否发生，如通过判断反应过程中颜色的变化，或采用加入某种试剂（如KSCN溶液）呈现特殊的颜色来判断化学反应发生了。当实验方案设计好后，还要指导学生实验操作方法，让学生应用实验规则来监控自己的行为，实现实验的目标。

化学试题的解题过程，也是提升学生调控能力的有效途径。从确定解题方向到实施解题计划，及至实现解题目标，整个解题过程是一个有机的整体。对解题过程的调控是学生监控能力的有效生长点。

例如，实验室中的Na2S2O3·5H2O，在保存过程中可能产生Na2SO3、Na2SO4等杂质。要求学生利用所给试剂设计实验方案，检测产品中是否存在Na2SO4，要求简要说明实验操作、现象和结论。

已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解：S2O32-＋2H＋=S↓＋SO2↑＋H2O，供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液。

上述实验设计，学生始终要用“实验目的”调控自己的思维。在题目所给的三种酸中，不能选用稀硝酸和稀硫酸，因为稀硝酸能氧化Na2S2O3、Na2SO3生成SO42-，对原有的SO42-的检验造成干扰；稀硫酸会直接引入SO42-,因此只能选择稀盐酸。用选择了稀盐酸对取用的样品进行酸化后，只有选择BaCl2溶液对SO42-进行检验。

上述培养学生元认知监控能力的策略在两年的课堂教学实践中取得了良好的效果，它不仅提升了自主探究课堂的效益，更重要的是养成了学生自主探究的学习方式，培养了学生的自主探究学习能力，同时也使教师对学生的自主学习能力的发展有了更深的理解与认识，实现了师生的共同成长。当然，培养学生元认知监控能力还有其他方法，有待于在后续研究中不断发展与实践。

［1］教育部.普通高中化学课程标准（实验）［S］.北京：人民教育出版社，2003.

［2］毕华林,亓英丽.高中化学新课程教学论［M］.北京：高等教育出版社，2005.

［3］袁孝风.化学课堂教学技能训练［M］.上海：华东师范大学出版社，2008.

宁德市2015年基础教育教学改革科研课题（项目编号：150111）。

（责任编辑：张贤金）