在高中學習上應用記憶編碼

在高中學習上應用記憶編碼摘要：本文主要通過結合記憶編碼的心理學原理，探討如何在化學教學中根據(jù)學生的已有知識儲備與學習經(jīng)歷，幫助學生運用行之有效的編碼方式記憶與理解化學知識。關鍵詞：編碼化學教學知識儲備順應人們對事物、知識的記憶過程，實質是一個信息在頭腦中編碼的過程。美國心理學家加涅認為學習是一種過程［1］；另外，“從學習的觀點看，信息最為關鍵的變化發(fā)生在它離開短時記憶而進入長時記憶的時候，該過程叫做編碼?！奔幽么笳J知心理學家戴斯認為“當我們用已知的信息去解釋新的或輸入的信息時，編碼就發(fā)生了。［2］”因此，編碼可視為“依照學習者原有的知識背景與學習經(jīng)歷，將新信息納入原有知識體系，并重新進行建構”。1已有知識儲備與學習經(jīng)歷對記憶編碼的影響不同的學習者由于其心智狀態(tài)、智力水平和環(huán)境背景的不同，其學習經(jīng)歷因人而異，頭腦中的知識儲備量不盡相同，而這些知識有些是較為科學正確的，但有較大部分則主要來自于學生的日常生活經(jīng)驗。前者能為學習者在以后的學習與理解時奠定較好的知識基礎，有利于學習者更科學地理解更深層次的知識。如學習者可以借助對“化學平衡狀態(tài)的特征（“等”、“動”、“定”、“變”）”的理解，將新知識“弱電解質的電離平衡”納入原有的知識體系并進行重新建構；后者由于比較零碎、生活化，在對學生正確理解科學概念與知識方面可能會起到誤導或阻礙作用——即學習者可能會根據(jù)這些知識對新知識進行有欠科學性的編碼，從而導致認知錯誤。如國外的研究表明，在“對空氣模型認識”實驗中，學生即使已開始掌握了物質的粒子模型，也仍保留著物質的連續(xù)模型（包括云霧模型或蒸汽模型等）［3］［4］［5］。因此，要求我們在化學教學中應重視學生的已有知識儲備及其學習經(jīng)歷，確定應對新知識進行何種編碼方式的傳授才容易被學生接受，才能更有利于學生科學正確地將新信息納入原有知識體系進行重新建構。2化學教學中的記憶編碼2.1動作編碼動作編碼方式非常強調學習者的動手操作，其具有很強的記憶穩(wěn)定性。因此可以在講授有機物的分子結構時，讓學生自行組裝分子模型——譬如學生在制作甲烷模型時，可親身體會到“碳的四價飽和性”及甲烷的正四面體結構；在制作乙烯分子模型時，亦能注意到雙鍵結構及分子的平面結構。此外，還要充分發(fā)揮學生分組實驗的功用，即讓學生能在具體實驗操作過程中對實驗細節(jié)（如藥品的取用方法、藥品的滴加順序、所選擇的實驗儀器等）有較深的印象，從而實現(xiàn)動作編碼的記憶效果。2.2感覺編碼感覺編碼方式注重學習者的親身經(jīng)歷與感受，且該方式與學習者年齡有一定關系，即一些生動形象的事在年紀較小的學習者的頭腦中顯得異常清晰。因此，在化學教學中應重視演示實驗的作用。如蔗糖與濃硫酸混合實驗，引導學生觀察生成的“疏松多孔的‘碳棒’”，有利于學生對“濃硫酸的脫水性”、“產(chǎn)物中含有氣體”等進行感覺記憶編碼；另外，在講述“氧化劑”與“還原劑”和“得失電子”、“化合價升降”關系知識時，可通過制作“翹翹板”動畫幫助學生克服對這一知識難點的理解。2.3語義編碼語義編碼方式強調通過對文字意義的理解進行編碼。因此在一些化學概念的教學過程中可引導學生進行有效的“顧名思義”。如在進行“同位素”、“同素異形體”和“同分異構體”等概念的教學時，為了幫助學生克服易混淆之，可將“同分異構體”顧名思義為“具有同種分子式但結構不同的化合物”；將“同素異形體”顧名思義為“同種元素組成的不同形態(tài)的單質”等。再者，可用“一觸即發(fā)”和“有感而發(fā)”來記憶單質氟與氯氣分別與氫氣化合反應的條件（注：后者需要光照），再據(jù)反應條件的難易程度，得出“氟的非金屬性比氯強”的結論，從而達到有效的語義編碼。2.4情感編碼情感編碼方式強調根據(jù)與事物相關的情感與感受來回憶事物，這種方式比對事物的細節(jié)進行回憶的方式稍勝一籌。譬如在“鋁的性質”教學時，可進行一次“角色扮演（如消費者、生產(chǎn)商、環(huán)保人員……）活動”，讓學生們通過課后查閱相關資料，在活動中發(fā)揮各自的聰明才智，討論是否應停止使用鋁罐的主題，等活動將近結束時，再引導學生分析各自闡述的觀點中都涉及了鋁的哪些物理性質和化學性質。這樣，學生在活動中的情感交流與真實體驗會有助于其進行新知識的編碼。2.5順應編碼順應編碼方式是以心理學為基礎提出的。心理學家皮亞杰提出：“內部圖式的改變，以適應現(xiàn)實則叫做順應”［6］，“順應是主體過去已經(jīng)形成的反應對客體的適應，并且向新的反應方式過渡”［7］。因此筆者認為，可運用順應幫助學生產(chǎn)生認知沖突和不平衡，以有效進行順應編碼。以“氧化還原反應的實質”為例，學生在初三化學中僅從得氧和失氧的角度（如氫氣還原氧化銅反應）來理解氧化反應與還原反應概念，而高一化學主要從電子得失與轉移的角度（如鈉與氯氣的反應）來界定之。這樣，學生對氧化反應與還原反應的理解則會進行重新建構，從而科學掌握氧化還原反應的實質。2.6抽象編碼該編碼方式主要受啟發(fā)于“歸納與演繹”的邏輯思維。因此，筆者認為可在化學教學過程中適當對知識進行抽象式的歸納，即總結一些規(guī)律性的結論，有助于學生運用該結論于其它類似的知識情境中。如通過Fe和Cu分別與濃硫酸受熱的反應，抽象出結論“”，讓學生能根據(jù)此反應規(guī)律推導出其它金屬（如鋁）與濃硫酸反應的產(chǎn)物，從而達到其有效編碼。然而需要指出的是，抽象程度高低與記憶編碼效果好壞不一定成比。即有時用較為具體的事物，反而越有利于學生進行編碼。譬如據(jù)筆者的教學經(jīng)歷來看，許多高二學生對高一所學的氧化還原反應的電子得失和化合價升降及氧化劑與還原劑的判斷仍非常模糊，當筆者引導學生利用其在初中學過的最具體的“氫氣還原氧化銅”反應，對氫元素與銅元素的化合價的變化與氫氣與氧化銅的“身份”（即還原劑與氧化劑）關系進行簡單回憶并進行編碼時，卻意外地發(fā)現(xiàn)學生能在以后的判定過程中能較為順利地解決類似化學問題。因此，在化學教學時應重視學生與知識難度之間的權衡關系，將學習材料的抽象程度定位于較佳的范圍。2.7對比編碼對比記憶編碼方式主要運用了心理學中的“同中存異”的原則，它較有利于學習者通過對比事物的不同之外進行記憶。在教學過程中經(jīng)常使用列表的方法，通過不同的維度對所比較的概念或原理等進行說明。（見表1）表1離子鍵與共價鍵的對比維度離子鍵共價鍵概念陰、陽離子結合成化合物的靜電作用原子之間通過共用電子對所形成的相互作用成鍵方式通過得失電子達到穩(wěn)定結構通過形成共用電子對達到穩(wěn)定結構成鍵粒子陽、陰離子原子形成條件陽離子：IA、IIA的金屬離子、NH4+陰離子：VIA、VIIA的非金屬離子非金屬元素之間（稀有氣體除外）存在于離子化合物絕大多數(shù)非金屬單質、共價化合物、某些離子化合物舉例NaCl、MgF2、KI、CaBr2、NH4Cl等H2、HCl、CCl4、SO2等2.8類比編碼與對比記憶編碼方式相反，類比記憶編碼方式強調“異中求同”，可有利于學習者把握知識點之間的共性，以提高記憶編碼效果。因此教師可在教學過程中有意識地引導學生進行這方面的訓練，如將“能用分液漏斗分離的物質組”歸納為常見的互不相溶（其中一種液體為水相）的體系：“水+烴（包括烷烴、烯烴、炔烴、苯及其同系物）、鹵代烴、硝基苯、溴苯、酯等”；將高中階段常見的紅棕（褐）色物質歸類為：NO2、Fe(OH)3、Fe2O3、Br2等，再通過其常溫下狀態(tài)的區(qū)別，可有助于學生迅速解答物質推斷題。2.9遷移編碼該編碼方式主要根據(jù)筆者的親身教學經(jīng)歷所得，這里主要讓學生利用在其它學科習得的相關知識去遷移理解化學學科新知識。如在講述CH4分子中鍵角∠HCH＝109°28’時，除了上述提到的“動作編碼”外，還可引導學生通過立體幾何或平面解析幾何的知識，對正四面體的頂角進行證明；在講述CH4分子的非極性時，可引導學生借助“庫侖定律”與“共點力平衡時合外力為零”等已有知識，對新知識“鍵的極性抵消”進行類比性地編碼，有助于加強學生對相關知識的記憶。需要說明的是，在教學（本文重點討論化學教學）中經(jīng)常會遇到一種或一種以上的編碼方式的并用，這里主要只側重于某一方式進行闡述，僅供參考。參考文獻：[1][2]R.M.加涅著.皮連生等譯.學生的條件與教學論.上海：華東師范大學出版社,1999:74、71[3]Novick,S.&Nussbaum,J.Juniorhighschoolpupil’sunderstandingoftheparticulatenatureofmatter:Aninterviewstudy.ScienceEducation,1978,62(3),273-282[4]Nussbaum,J.&Novick,S.Alternativeframeworks,conceptualconflictandaccommodation:Towardaprincipledteachingstrategy.InstructionalScience,1982,11,183-200[