高中化学实验随机进入教学发展学生元认知能力的分析

华建芹

【摘 要】随着科技的发展，信息化时代的知识传播速度快，内容和形式丰富，相比之下，学校的教育具有一定的滞后性，所以现代教育应满足社会发展的需求，不但要传授学生知识与技能，而且要教会学生自主学习方法。本文通过分析高中化学实验的实际教学案例，结合元认知理论，探究如何在高中化学教学中提高学生的元认知能力，从而达到最高级的教学目标。

【关键词】高中化学;实验教学;元认知能力;培养策略

【中图分类号】G633.8  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437（2019）28-0138-02

随着科技发展的日新月异，信息化时代的知识传播速度快、内容和形式丰富，相比之下，学校的教育具有一定的滞后性，所以现代教育应满足社会发展的需求，不但要传授学生知识与技能，而且要教会学生自主学习方法。元认知的理论为教育改革提供了崭新的视角[1]。

1   元认知理论

由图1可知，元认知的实质，是主体在认知活动中自我意识的形成以及自我的调控。表现在化学学习中，是指学生根据学习的任务和学习的内容以及化学的实验过程采用适当的学习方式和学习策略，并且能够合理分配学习资源，控制自己的学习状况，总结经验和教训，进而改进学习方式以求得学习效果最优化。

此外，元认知可以使学生正确认识自己的学习活动，在不同的学习情境中选择不同的学习策略，并且针对相似特点的学习材料选择与此相似的学习方法，实现学习策略的迁移。

2   高中化学实验随机进入式教学策略

在化學实验中，高中化学实验的问题具有开放性特点，需要学生反复地进行试验，排除各个环节所出现的问题，从而达到实验目的。在传统的化学实验教学中，教师会直接演示完美的实验步骤，呈现理想的实验结果，最后分析实验原理以及注意事项，在这样的教学过程中，学生并没有自己的认知空间，也就难以调动学生的元认知活动。而随机式进入教学策略不同于传统的实验教学，教师在创设完教学情境后，让学生自主进行实验设计，教师再根据学生的陈述引导学生从实验的各个方面进行检查，得出最好的实验方案。这种教学策略不仅适用于化学实验的教学，还能够提升学生的元认知能力。

3   高中化学实验随机进入教学培养元认知能力的过程与方式

第一，以学生已有的知识为切入点，从化学实验出发，创设化学教学情境，激发学生的学习兴趣;第二，根据学生原有的认知程度，简要分析实验内容，包括实验目的、实验药品、实验装置、简单操作等;第三，将问题引导贯穿于实验的始终，利用问题发散学生的思维，引发学生反思自己的认知活动过程，从而发现自己在实验中的不足并予以改正;第四，开展小组讨论活动，在讨论过程中，学生通过对比发现自己认知上的错误，并重新建立元认知，学生会从实验原理、实验过程等认真思考并调节自己的认知活动，从而完善自己的实验流程。以“铁离子与亚铁离子的转化和检验”为例，这部分知识是高中化学的重点及难点，根据该部分的知识进行案例分析[2]。

3.1  知识回顾

教师以学生原有的知识为基础，加强化学知识之间的联系，引导学生回顾金属铁的物理性质及化学性质。学生通过回顾旧知识，进入新知识的学习。

3.2  创设教学情境

首先，教师以故事进行课堂导入，充分激发学生的学习兴趣，发散学生的思维。如北京市昌平区警察局接到举报，反映在昌平区花园路的利民小区有一个“江湖术士”利用骗术向居民销售“金疮药”。经过调查，其行骗的手段是：先用黄色的药水消毒皮肤再用经“酒精”消毒的刀“割伤”皮肤给“鲜血淋漓”的伤口敷上沾有“金疮药”的纱布，几分钟后揭掉纱布，展示已经“愈合”的伤口。教师引导学生思考故事中体现的化学原理。

3.3  介绍实验探究流程

教师首先介绍化学实验的一般流程，学生依据流程进行实验设计，降低学生认知活动的难度。

反应原理→预案设计→论证评价→观察现象→解释现象→得出结论

3.4  随机进入教学

教师引导学生自主进行实验，并且思考导学案中的问题。随机进入教学为学生提供自主学习和合作学习的机会，从而使学生根据实验目的主动地设计认知活动。第一，将学生分为小组;第二，教师布置实验任务，实验一：Fe2+转化为Fe，实验二：Fe3+转化为Fe2+，实验三：Fe2+与Fe3+的检验;第三，教师介绍实验药品：氯化亚铁溶液、氯化铁溶液、氰酸钾溶液、锌粉、碘化钾溶液、维生素C、高锰酸钾溶液、过氧化氢溶液、稀硝酸溶液;第四，教师提出问题，问题1：亚铁离子转化为铁离子，化合价升高，需要加入什么物质？问题2：铁离子转化为亚铁离子，化合价降低，需要加入什么物质？问题3：可以做氧化剂的物质，以及可以做还原剂的物质。学生根据问题思考化学实验所需的药品和装置，自主进行试验;第五，小组成员将实验过程和实验结果进行总结，小组代表统一汇报。

3.5  发展学生思维

教师通过问题使学生反思自己的实验流程，促使学生进行元认知思考，从而监控自己的认知活动。教师提出以下问题，问题1：实验中药品的滴加顺序是什么？问题2：实验过程中有什么实验现象？问题3：实验中药品的滴加顺序是什么？问题4：利用所给药品，Fe2+与Fe3+有几种转化方式？问题5：KSCN溶液的作用是什么？问题6：如何验证转化结果？学生根据问题回顾自己实验流程中的不足。

3.6  小组合作讨论

这一步的小组讨论是为了让学生进行总结和反思，进而调节自己的认知活动。教师引导小组通过讨论解决以上问题，并得出结论。如图2。

3.7  学习效果评价

引导小组总结本节课的收获，总结试验方法和验证方法。学生通过互评和自评，并结合教师的评价，对比自己与其他学生的活动，从而反思自己的认知水平，进而深度发展自己的思维。

在高中化学实验中对学生进行元认知能力的培养，需要教师在训练初期进行精心的准备，鼓励学生对自我认知活动进行反思和监控，以化学实验的多面性引发学生认知水平飞跃发展。

【参考文献】

[1]戴媛.学困生与学优生高中化学学习中元认知水平研究[D].江西师范大学，2017.

[2]束婷婷，吴琼.高中化学实验随机进入教学发展学生元认知能力的研究[J].教师教育论坛，2017（4）.