学习环模式在中学化学教学中的应用

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1、学习环模式在中学化学教学中的应用摘要：学习环模式是一种被实践证明了的比较有效的理科教学模式，一般包括概念探索、概念引入和概念应用三个环节。学习环可以分为描述型学习环、经验―诱导型学习环和假设―演绎型学习环。学习环模式具有系统性、循环性和广泛适用性等特点。学习环的典型变式有5E学习环、CAT学习环和元认知学习环等。以5E学习环为例，开发设计了“化学能与热能”（人教版化学2）的教学案例，介绍了学习环在中学化学教学中的应用。　　关键词：学习环模式；中学化学教学；化学能与热能；5E学习环　　：1005?6629（2014）4?0026?04中图分类号：G633.8文献标识码：B　　学习环是2

2、0世纪60年代美国学者阿特金和卡普拉斯在科学课程改革研究中提出来的一种科学教学模式。它基于皮亚杰的认知发展理论，以科学探究为核心，本质是教学流程的模式化[1]。它被誉为“指引科学教学走出困境的一座灯塔”[2]。我国在20世纪80年代已引入学习环模式[3]，其中以刘知新先生为代表的老一辈化学教育工发挥了重要作用。当前我国化学教学模式百花齐放，但水平参差不齐，尤其绝大多数模式都拘泥于某一类知识或者某一知识点，很难大范围推广使用。笔者在研究了多种化学教学模式理论之后，发现学习环模式仍然是比较适合化学教学的有效模式，尤其对新教师而言，学习环模式操作简便、易于掌握。　　1学习环模式理论概述　　

3、1.1学习环的分类　　根据所学知识性质和对学习结果要求的不同，学习环分为三种类型：描述型学习环、经验-诱导型学习环和假设-演绎型学习环[4]。这三类学习环的侧重点和对学习结果的要求如表1所示[5]：　　学习环有多种多样的表现形式，一般包括探索、发明和应用三个环节[6]。以探索为开端，学生从事各种探索活动，在已有经验的基础上产生认知冲突，自发地形成新的观点；发明阶段，学生对发现的新观点或想法命名，教师帮助学生澄清错误观念，形成科学概念；概念应用阶段，学生把新概念应用到不同的情境中去。这三个环节是一个有机的循环系统。在该过程中，教师只需提供必要的指导即可。　　1.2学习环的特点　　学习环

4、是一种行之有效的科学教学模式，它以科学探究为核心，但又区别于一般的探究教学，有其自身的特点[7]。　　（1）系统性。它以探索为起点，让学生通过探究，自己习得概念的内涵，继而拓展、应用概念解决问题。概念的探索、发明和应用是一个完整的过程。　　（2）循环性。探索――发明――应用――再探索……是一个循环往复的过程，但又不是简单的重复，而是一个螺旋上升的过程，每一次循环都是对上一次探索的提升。　　（3）广泛性。学习环模式是理科教学的经典模式，可以广泛应用于不同的学科或同一学科的不同课程中。实践已经证明，它在数学、物理、化学、生物等学科都具有较强的适用性[8]。　　1.3学习环的典型模式　　学

5、习环模式自从被提出后就得到广泛研究，并有了较大的发展，产生了很多不同的变式。其中比较典型的有5E学习环、元认知学习环和CAT学习环。　　（1）5E学习环。包含的步骤是：参与（Engagement）―探究（Exploration）―解释（Explanation）―精致化（Elaboration）―评价（Evaluation）（其关系如图1所示）。由于上述5个环节都是以“E"（英文）开头，所以被称为5E学习环[9]。　　（2）元认知学习环。将科学教学过程划分为四个基本阶段，分别是概念评价/状况检查、概念探索/状况检查、概念介绍/状况检查、概念运用/状况检查，其中状况指学习者构建知识的四个

6、条件，即不满意性、可理解性、合理性和丰富性[10]。　　（3）CAT学习环。认为概念学习必须经历认知冲突（CognitiveConflict）、抽象概括（Abstract&Generalization）和迁移运用（TransferPractice）这三个基本环节，取这三个基本环节第一个英文单词首字母，将这个学习环简称为CAT学习环[11]。　　以上几种模式是在学习环发展的过程中形成的几种比较经典的模式，它们一般是综合运用三种类别的学习环。当然，在运用不同类别学习环时，其侧重点会有所不同。例如5E学习环，比较适合探究教学，一般使用经验-诱导型学习环和假设-演绎型学习环频率较高；元认知学

7、习环则较多使用描述型学习环和经验-诱导型学习环；CAT学习环则使用假设―演绎型学习环和描述型学习环较多。　　2学习环在中学化学教学中的应用　　学习环模式在化学教学中有着广泛的应用。下面以5E学习环为例，笔者设计了人教版化学2（必修）“化学能与热能”的教学案例并进行教学实践，展示了学习环模式在中学化学教学中的应用。教学过程主要由五个部分组成：E1参与、E2探究、E3解释、E4精致化、E5评价，其中探究和解释是设计的核心。总体流程如图2所示。　　2.1参与阶段