化学实验教学中学生反思能力培养的实践

陆庭銮

摘要：从学生实验学习中反思能力的现状分析提出问题，对反思及反思能力进行概念阐述，厘清反思能力3个要素之间的关系，提出化学实验教学中学生反思能力的培养思路，利用问题教学培养学生的反思意识、过程反思、实践反思与延伸反思等各方面的能力，促进学生自主学习、深度学习。

关键词：实验教学；反思能力；问题设置；深度学习

文章编号：1005–6629（2017）11–0039–05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 反思能力的研究背景与内涵

在化学教学中，应凸显学生的主体地位，让学生主动学习，学会自主学习，增强质疑与批判意识，强化对自我认知过程的监控与评价，要实现这样的目标，必须培养学生在化学实验学习中的反思能力；从实践层面讲，“学会学习”是现代教育对人才培养的目标总要求，学生在学习过程中必须形成适应终身发展与社会发展需要的必备品格和關键能力，反思能力是关键能力之一，培养学生反思能力是“核心素养”培养目标的具体要求，社会的发展与进步需要反思型人才。

对于反思，洛克认为，反思是对获得观念的心灵的返现自照，心灵获得不同于感觉得来的观念的观念[1]；杜威认为，反思是对任何信念或假定的知识形式，根据支持它的基础和它趋于达到的进一步结论而进行的坚持不懈的和仔细的考虑[2]，伯莱克认为，反思是立足于自我之外的批判性地考察自己行动及情景的能力，与思维的批判性一致[3]；建构主义理论则认为，学习不是单纯被动地接受，而是主动建构知识的过程，在这个过程中学习者通过反思，修改与提炼自己的认知的策略，其核心特征是：监控、诊断和反思[4]；熊川武对反思的理解就是“元认知”，学习者对自己学习过程的一种认知与监控，对自己学习结果的一种评价[5]。综合认为，反思是一种重要的心理活动，同时也是一种思维活动，它的特点是有很强的批判性，是对自我认知的认知。

反思能力是在反思活动中形成与发展起来的，是一种涉及批判性思维、选择、决策与自我管理的能力，是自我管理与自我监控的的体现[6]。反思能力可分为：反思意识、反思技能与反思毅力等3个方面[7]。这三者之间的关系是相互促进、相互影响的，反思意识是形成反思技能的前提，强烈的反思意识会促进反思技能的形成，反思毅力则会促进反思技能的执行；反过来，反思技能的形成与执行会强化反思意识与反思毅力，良好的反思意识会促进、保持个体的反思毅力，反思毅力也会增强反思意识，具体关系如图1。

2 化学实验教学中反思能力的培养思路与策略

2.1 问卷调查及启示

本研究中主要就化学实验学习中学生反思能力构成的3个方面（反思意识、反思毅力及反思技能）进行调查与分析，形成解决问题的策略。从反思意识看，大部分学生反思意识较弱，或多或少地存在着反思意识，但往往是被动的，主动参与反思意识不够强烈；从反思毅力看，学生在实验中缺乏记录疑难问题及实验后小结的意识，高达42%左右的学生显示出反思毅力较差。从反思技能看，经验反思、对比反思及交流反思做得还不够，特别是创新反思的技能特别弱（只有8%的学生）。

调查结果显示，学生在化学实验学习中的反思能力普遍较弱，表现为反思意识不强，反思技能单一，反思毅力不持久。反思能力是高阶思维能力，是可以培养及提高的，在实验教学中，利用活动，创设有价值的问题，触发学生的有效思维，提高思维的品质，强化反思。

2.2 培养思路与策略

化学实验教学可以培养学生的反思能力，教学思路如图2所示。通过设置常规问题与反思问题相结合的方式引发反思意识，通过在教学活动中设置问题指导学生过程反思，通过交流研讨促进实践反思，养成延伸反思的好习惯。从教学环节分析，可以将反思教学分为：引发反思、过程反思、实践反思、延伸反思；从教师活动角度看，又可分为：激发反思意识、指导过程反思、指导实践反思、指导延伸反思；学生活动包括：关联认知、激发问题，体验探究、问题实践，内化迁移、问题解决，整合延伸、问题拓展。各个线索之间是相互关联、相互影响的。反思的环节指导着活动设计及培养能力，教与学活动的推进影响着学生反思能力的高低，而反思能力的水平高低又进一步推动着教与学的推进。活动是知识的载体，更是能力形成的载体，在活动中加强学生反思技能与策略的指导，促进学生对知识的意义建构。

反思性问题的设计是培养学生反思能力的重要一环，问题设计的优劣直接影响着学生反思能力的培养与提升。反思性问题的设计一般遵循以下的原则：一是能促使学生产生强烈的认知冲突。让学生从已有的认知中学会关联，学会思考，产生冲突，进而产生探究的欲望，有较为显著的反思意识。二是设置的问题能促进学生深度思维。反思思维某种意义上就是一种涉及深度学习的思维，杨玉琴等研究表明，深度学习过程可概括为：情境、内化、反思、建构过程[8]，反思中建构知识需要分析、评价与创造等思维，不仅仅解决“是什么”、“为什么”等问题，更要让学生思考：“如何做”（技能性知识），“如何评价”（评价性知识），“如何改进或创新”（创造性知识）。三是设置的问题应有批判性。关键是带有浓烈的“批判”色彩，如，“这个方案是否合理”“这个方案有哪些优缺点”“有无更优的方案”等。

3 教学实践

现以二氧化碳与氢氧化钠反应教学为例，从引发反思、过程反思、实践反思及延伸反思阶段阐述如何有效地进行反思教与学，提高学生的反思能力。

3.1 引发反思

引发反思，实际上就是引发学生主动积极的反思，提高反思的意识与兴趣。具体实施建议如下：（1）创设有价值的问题情境；（2）设置常规性问题与反思性问题，引导学生深入探究的欲望；（3）在解决问题的过程中，教者适度引导并进行客观评价，引发学生反思。endprint

实验情境：展示一个趣味实验，在一个收集满二氧化碳气体的集气瓶中注入氢氧化钠溶液，迅速在瓶口放置一个煮熟的鸡蛋，观察现象。

实验现象：鸡蛋掉进集气瓶中。

问题1：从已学的知识思考与判断，可能有哪些因素导致鸡蛋掉下去？（常规性问题）

学生：外在压力将它“压”下去，或者瓶内压强减小导致鸡蛋被“吸”进去。

问题2：哪种可能性大？判断依据？（常规性问题）

学生：在实验过程中没有外部的压力存在，那只能是集气瓶内部的压强减小了。

问题3：内部压强减小会有哪些可能？你有什么猜想？（常规性问题）

学生：可能是鸡蛋与二氧化碳的作用，导致二氧化碳减少，压强减小；也可能是二氧化碳溶于水或与水反应导致气体压强减小。

问题4：以上是围绕已有的知识猜想的，反思一下，以上方案的合理性？再请继续反思，有無其他可能原因？（反思性问题）

学生：从已学的知识可知二氧化碳能与水反应，导致气体压强减小，存在合理性；鸡蛋能否与二氧化碳作用可进行实验：在一个收集满二氧化碳气体的集气瓶口放置一个煮熟的鸡蛋，观察鸡蛋能否掉下去，从而可判断此猜想是否合理。

学生（疑惑）：有无可能二氧化碳能与氢氧化钠发生反应？（此知识对于学生是陌生的）

教师：二氧化碳与水反应会导致二氧化碳气体减小，从刚才的讨论，大家对前面知识的学习较为扎实。但二氧化碳能否与氢氧化钠反应，鸡蛋掉下去的道理究竟是什么？这就是本节课我们共同讨论的课题。

此教学片断通过创设一个实验情境，在问题的引领下不断深入思考，不断反思，起到促思、增疑的效果，问题的设置促进了学生关联已学的相关知识，从中寻找解决（猜想）问题的原理，在此基础上，再通过设置问题引发学生深度思考（反思），进一步作出其他可能的猜想，在此基础上，教师作出一定的评价并引入课题，整个引入过程学生一直处于积极的思维之中，浅层思维与反思相结合，促进有效学习的开始。

3.2 过程反思

在教学过程中，为促进深度学习，就必须培养学生主动积极监控自己的学习行为与学习结果，以期达到深度理解的目的。在过程反思中提出如下建议：（1）组织学生学习新知识；（2）在知识重点处、疑难处、易错处、“异常”处设置反思问题，帮助学生同化知识、避免犯错，明晰“异常”的真正原因；（3）指导学生运用经验反思、交流反思等反思技能解决问题，并采用“追问”、“反问”、“设问”等进一步帮助学生解决问题；（4）及时总结，并作出评价，完善知识体系。

实验1：在氢氧化钠溶液中通入一定量的二氧化碳气体，观察现象。

现象：整个过程中没有出现沉淀等明显现象。

问题1：没有现象就表明不反应吗？围绕已学知识，作出判断。（常规性问题）

学生：有些反应进行了但没有现象，如二氧化碳能与水反应，就没有现象。

问题2：从已学知识回忆，如何创设现象证明二氧化碳与水反应？如何创设现象证明二氧化碳能否与氢氧化钠反应？（常规性问题）

学生：通过滴加紫色石蕊试液，观察溶液的颜色加以判断，因为二氧化碳与水反应生成了一种酸，使紫色石蕊试液变红色。此原理同样运用到二氧化碳与氢氧化钠的反应上，可用无色酚酞试液加以检验。

教师：你认为会有什么现象？（常规性问题）

学生：溶液颜色会发生变化。

围绕这个设想，进行实验2。

实验2：在一定浓度的氢氧化钠溶液中滴加无色酚酞试液，呈红色，在此溶液中通入二氧化碳气体，观察现象。

现象：溶液颜色没有变化，呈红色。

问题3（学生疑惑）：此现象与同学们预想的不一样（应有颜色的变化），颜色没有变化是否说明没有反应？或是操作上有问题？或是此试剂不适用？（反思性问题）

学生讨论、交流。

生甲：根据已学知识，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，氢氧化钙与氢氧化钠物质类别上都属于碱，可以类比，二氧化碳能与氢氧化钠反应。查阅了相关资料，确实可反应生成碳酸钠和水。氢氧化钠溶液呈碱性，颜色不变是否说明碳酸钠也呈碱性。

生乙：是的，碳酸钠溶液呈碱性，说明用酚酞试液检验反应是否发生是不合理的。

教师：通过刚才的学习活动，通过问题的解决以及反思活动，对此反应的认识更加深刻了，可以得出，有些反应不一定有现象，利用试剂创设现象可以检验反应的发生，但利用试剂检验时需慎重，不能简单地加以类比，否则会导致推理的错误。

学习过程是教师通过问题教学不断引导学生深度学习，提高学生思维能力的过程。在学习过程中不断引导学生反思，诊断学习行为与结果，使学习的过程更有意义。从上面的学习过程看，运用了联想、关联、类比、实验等学习手段，当实验结果与已有的判断（预测）不相一致时，促发学生不断地反思与重新判断，再通过合作交流、教者指导等方式，使问题的真相一步步显现，促进了学生积极有效地学习。

3.3 实践反思

实践反思强调的是学生通过学习相关基础知识后，学会提出问题，通过设计方案、实施方案解决问题，通过反思活动，学会方案的评价与优化，从而提高自身的实践反思能力。对于实践反思提几点建议：（1）对于主题学习内容通过思考提出有价值的问题；（2）围绕提出的问题，自行设计方案，并自主进行实践探究活动；（3）运用反思技能：比较反思、分析反思、评价反思、创新反思等对方案进行评价，汇报反思结果；（4）完善结论，教师总结并加以评价。

问题：如何设计实验方案证明二氧化碳确实与氢氧化钠溶液发生反应？（常规性问题）

学生分组讨论、交流，确定实验方案，进行实验，汇报实验情况。

学生组1：向一个盛满二氧化碳气体的矿泉水瓶里加入少量的氢氧化钠溶液，立即盖紧瓶塞，振荡，观察到矿泉水瓶变瘪，通过此现象，我们得出“氢氧化钠溶液与二氧化碳能够发生反应”的结论。endprint

質疑（其他组学生）：这个方案存在问题。我们认为，矿泉水瓶变瘪不能证明二氧化碳与氢氧化钠发生反应，也可能是二氧化碳与水发生反应导致的。

教师：那在原实验方案的基础上如何改进使得实验能准确地说明问题呢？（反思性问题）

学生组1（讨论、交流与实验）：我们组经讨论反思认为，缺少对比实验。可以增加一个实验：另取一个矿泉水瓶，倒入等量水，振荡，通过比较两个矿泉水瓶变瘪的程度不同。我们通过实验观察到的现象是：加氢氧化钠溶液的矿泉水瓶变瘪的程度较大。

质疑（其他组学生）：经过改进后，通过对比实验增加了结论的可信度。但我们组讨论认为，对比实验的关键是控制变量，组1的实验并不能完全说明实现了变量的控制。

教师：那你们认为实验方案还存在哪些不足？（反思性问题）

回答（其他组学生）：你们组能保证前后2次用的矿泉水瓶（材料、厚薄）一样吗？若不能保证，那就表明方案存在一定的缺陷。

学生组1（敬佩）：是的，只有保证前后2次用的矿泉水瓶一样，才使实验结论更具有可信度。我们讨论后认为前后实验用同一个矿泉水瓶实验才能确保实验结论的准确。

教师：通过刚才同学们的自主学习与质疑过程，完善了实验方案，说明了同学们已有了一定的反思能力与水平，对于某一知识，我们应善用怀疑的态度处理，多角度思考，才能对知识有全面的认识。那么，反思一下，在此方案基础上，同学们有无其他的思路证明两者的反应呢？（反思性问题）

学生组2（讨论与交流）：我们组讨论认为，可以围绕产物的性质设计实验证明反应的发生。碳酸钠能与酸反应生成二氧化碳，可在反应后的溶液中滴加稀盐酸，我们在实验中发现有气泡产生，让该气体通入到澄清石灰水，发现变浑浊，根据已学知识知道，这的确能证明溶液中含有碳酸根离子。

教师：很不错的方案，此方案是从产物的角度思考的，与学生组1设计的思路不同。其实从这个案例可思考总结一下，要证明一个无现象反应能否发生，证明的思路可从反应物的减少与生成物的产生两个角度展开思考。学习的过程就应该是不断思考与总结归纳的过程。

整个过程体现了学生的自主学习，自主学习的一个重要的特征就是：监控、诊断与反思。

学习在学生不断反思的过程中螺旋式提升，教师在学生的学习过程中，只是起到适时点拨与帮助作用，整个实践过程充满了思维碰撞与交流互助的气氛，促进了知识的意义建构。

3.4 延伸反思

学习不止，反思不断，反思的过程理应贯穿于整个学习的始终，不仅如此，还应强化对知识的拓展与延伸，通过设置拓展性问题，让学生带着这些问题回顾整理知识，深化知识，起到巩固、深化知识的目的。对于延伸反思有两点认识：（1）延伸反思的主阵地可以在课堂，也可以在课外；（2）反思的问题不是课堂所学知识的重复，是知识的深化与延伸。

设置有关问题（串），供同学们课后进行反思，不断提高思维的品质。

问题1：在两者反应后溶液中，滴加少量的稀盐酸，发现并没有气泡产生？是什么原因导致的？是操作错误？或是药品有问题？或是其他原因？（反思性问题）

问题2：二氧化碳与氢氧化钠反应时，两者的量的不同会对反应产物造成什么影响？如何用实验证明？（反思性问题）

好的反思问题就是一个高级组织者，它会让学生在解决问题的过程中，通过一系列的活动体验与心智操作[9]，达到使学生的思维能力不断提升的目的。以上两个问题都是针对课堂的主干知识而提出的，源于基础而高于基础，这些问题会引领学生向知识的纵深处进发。

4 几点思考

实验教学中学生反思能力培养的实践过程中，教师的作用不可忽视，虽然教师处于的地位是“引导”，但学生能否由“被动”反思向反思的“自动化”有效转变，取决于教师的教学反思能力水平的高低及教学智慧的积淀。

实验教学中学生反思能力的培养中不可忽视反思毅力的因素，这种“痛苦”的过程需要经历很长的一段时间，应不断地强化与引导，确保反思能力培养的常态化与持续化。

在化学实验教学中生成性的因素较多，如何更有效地指导学生利用生成性的资源进行教学，培养学生的反思能力值得思考，如何从定性与定量角度制定评价的标准还值得探讨。

参考文献：

[1]周晓霞等.反思性教学国外文献综述[J].考试周刊，2008，（46）：12.

[2]崔随庆等.论教师的反思[J].陕西教育，2008，（5）：20.

[3]郅庭瑾等.教会学生思维[M].北京：教育科学出版社，2001.

[4]刘茂.让反思成为常态——浅析如何引导学生进行自我反思评价[J].小学教学参考，2013，（27）：85.

[5]熊川武.反思性教学[M].上海：华东师范大学出版社，1999.

[6]钟志贤.基于信息技术的反思学习[J].远程教育，2004，（4）：7.

[7]牛雅萍.高中学生物理反思性学习研究[J].河北师范大学学报，2011，（3）：18.

[8]杨玉琴等.促进“深度学习”的教学设计[J].化学教育，2016，（9）：5.

[9]刘开福，江宏.“以问题为核心”的课堂探究性教学之几点认识和实践[J].化学教学，2013，（6）：20.endprint