摘 要: 元素符号是一切化学用语的基础,但是对一个初中生来说,元素符号这部分内容属于无意义识记材料,学习中既枯燥又无实验,学生仅靠死记硬背,记不住,易遗忘,学习效率不高,负担很重,学得很被动。本文作者将信息加工理论与教学实践相联系,在信息加工理论的指导下将元素符号的教学分三步走:第一步,符号丰富化意义化;第二步,信息整合化多彩化;第三步,刺激及时化强劲化。
关键词: 信息加工理论 化学 元素符号
元素符号是一切化学用语的基础,其他化学用语都以元素符号为基本的单元来组成。可对一个初中生来说,元素符号内容属于无意义识记材料,学习中既枯燥又无实验,学生仅靠死记硬背,记不住,易遗忘,学习效率不高,负担很重,学得很被动。
根据信息加工理论,人类的记忆有这样一个模型:
图1 人类的记忆模型
人的记忆模型中首先是输入部分,视觉信息、听觉信息分别传入眼睛和耳朵,然后进入记忆框架。记忆中的最重要的一部分就是识别再认,认识记忆中已有的东西。当一个模式被识别后,它就储存在短时记忆中,除了本身的信息被存入短时记忆外,还有一些信息进入短时记忆,以帮助识别这个物体。用计算机术语来说,这就是数据。数据提供各种情况和资料,程序则组织和利用这些资料。那么是不是学生看到了听到了就是对这个信息的输入?不是,真正的输入是学生将信息转入暂时记忆中。要使得学生对教师所呈现的信息由高效率的输入,教师要想办法提高学生的对所呈现信息的注意。
一、教学实践片段及分析
对初中化学要求掌握的这27个元素符号(氢、氦……)的教学,我分了三步走。
(一)符号意义化,丰富化。
1.将这些看似无意义的识记材料变成意义丰富的材料。适当介绍化学元素符号的起源。为了给各国化学家提供一个每种语言用起来都无需改变的化学符号和化学式系统,1813年,瑞典化学大师贝采里乌斯(J.Berzelius,1779―1848)在《哲学年鉴》上第一次发表了他的化学符号,它是用来表示一种元素和该元素的一个原子及其相对原子质量的一个或一组字母。这套符号通用以后,就成为世界通用的化学语言,可以毫不夸张地说,没有这些符号,现代化学的发展简直难以想象。它的发展反映了化学的逐步发展过程,反映了人类对物质世界的认识由感性到理性,由低级到高级的辩证发展过程。
2.元素符号的表示方法。元素符号通常用元素的拉丁名称的第一个字母(大写)来表示,如氧(拉丁名称为Oxygen),它的元素符号表示为O。如果几种元素名称的第一个字母相同,就在第一个字母(必须大写)后面加上元素名称中另一个字母(必须小写)以示区别,如氯(拉丁名称为Chlorine),它的元素符号为Cl。
3.描述性的介绍元素符号。在正式向学生呈现所要掌握的27个元素符号时,联系学生的生活经验和学生头脑中已有的知识背景。这也是信息加工理论所强调的,承认人脑中智能和知识的存在,将无意刺激转化为与学习者已经具有的有意义的信息联系起来,同时也充分利用“记忆多余性”原理,这样新的信息就可以有效地在长时记忆中编码,并在需要的时候容易提取。如,氧元素,是大写的O,我们呼吸需要的氧气就是由氧元素组成的;氯元素,由大写的C和小写的l组成,自来水的杀菌剂氯气是由这种元素组成……
(二)记忆整合化、多彩化。
1.帮助学生对元素符号进行有效的编码。编码是将学习者短时记忆中以知觉方式存在的信息转换成概念形式或有意义形式进入长时记忆。所以学习者必须具备信息加工的一些方法,以使得学习得到的信息容易记住,并且将其迁移到学习者以后所遇到的各种情境中去,这就是编码策略。我就元素符号的学习提供了一种编码策略,将要掌握的27个元素符号编成顺口溜:
在元素符号有来由,拉丁名称取字头;第一个字母要大写,附加字母要小写。
碳是C,磷是P,铅的符号是Pb。Cu铜,Ca钙,钨的符号W。
H氢,S硫,硅的符号Si。金Au,银Ag,镁的符号Mg。
钠Na,氖Ne,汞的符号Hg。硼是B,钡Ba,铁的符号Fe。
锌Zn,锰Mn,锡的符号Sn。钾是K,碘是I,氟的符号是F。
氧是O,氮是N,溴的符号是Br。Al铝,Cl氯,氦的符号He.
并编成五言律诗:氢氦锂铍硼,碳氮氧氟氖,钠镁铝硅磷,硫氯氩钾钙。这样能使学习者头脑中原本零散的信息形成有一定联系的结构,有利于学习者在以后相关的情境中提取。研究者惊喜的发现,实验班的学生在课间时间都在津津有味地背着这些顺口溜,在一段时间内形成了校园小调。
2.增加信息的区别性。信息会因后继学习的其他信息得到保持,也会由于后来的信息形似而混淆。也就是说,要促进学生记住并会用元素符号,不仅要找到合适的编码,而且要提供编码的区别性。所以教师在引导学生学习元素符号的过程中,应尽量采用多种形式。
(三)刺激强劲化,及时化。
我开展了一次“元素符号背诵接龙”,以小组为单位,以最短的时间背诵完27个元素符号为获胜者(在背元素符号时,要说出大小写)。
第二次比赛与第一次时隔一天,第二次小组循环背完27个元素符号所需要的时间明显比第一次所需要的时间短。因为刺激得到了强化,并且有及时的反馈。第一次比赛后,不同组的学生斗志昂扬地积极要求我再组织第二次比赛。这次活动既有组内合作,又有组间竞争,学生个个背得兴趣盎然,热火朝天。有些学生在第一次背诵的时候花了较长的时间回忆,觉得给小组了拖后退,为了在第二次的比赛中能够给小组争光,利用间隔的时间用心去记忆,去强化。同时,组内学习比较轻松的学生利用课余时间帮助那些学习暂时有困难的同学,采用抽背的形式考查对方。大家在第二次“元素符号背诵接龙”中都有了很出色的表现。
二、教学后学生掌握元素符号情况及特点分析
从课后的测试题分析,大部分学生对27个要掌握的元素符号的书写、意义,元素符号的辨别,表示方法等都掌握的比较好。但还是出现了下列情况:有4个学生认为C25H50COOH中有4种元素,有学生干脆写有5种元素组成。当我让这些答错的学生订正时,他们立刻给出了正确的答案,并且觉得很懊恼。
元素符号的默写中,铁、氢、氧、碳等元素符号是100%的正确率,其一是因为铁、铜等物质是学生生活中非常熟悉的物质,在他们的脑海中有非常具体的事物形象;其二是因为在化学教材的第一、二章中已经频繁出现过这些元素符号,在学生的记忆中已经对这些符号有所储备,所以再次提取这些符号的时候就显得比较容易,可见新信息的获得加工与利用和学生原有的认知结构有很大的关系,新的信息必须和学生原有的有意义的信息联系起来,才能在有效的长时记忆中编码、储存,并在需要的时候可以容易的提取。错误率比较高的是铝、氯、氦、钠,铝和氯因读音和相近,且元素符号非常相似,容易混淆。而金属钠和氦气都是学生比较陌生的物质,不在学生已有的认知结构中,所以当有新的信息输入的时候,一些学生无法与原有的认知结构衔接,出现信息难以提取,输出错误的情况。
简答题“一氧化碳能不能写成‘Co’,查一下元素周期表,‘Co’表示什么元素?”对照班没有一个学生主动写出“一氧化碳能不能写成‘Co’”的原因,在实验班中却有24位学生主动写出了原因:“Co只能表示一种元素,而一氧化碳是有两种元素组成的。”
这说明,实验班学生在脑海中主动构建对元素符号的认知,对化学的学习充满主动性和积极性,并没有因为“枯燥”的元素符号而失去对化学学习的兴趣,反而增强了他们的求知欲。
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(作者张俊仙系南京师范大学06级教育硕士。学号061103047)
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