曹家大院后人现状:化学科学能力结构及其构建之探微作者：李灵芝

化学科学能力结构及其构建之探微

作者：李灵芝

　　[摘 要]科学能力是科学素养的核心成分。化学教学的核心任务是构建学生的化学科学能力结构。这一结构的基本构成要素是知识技能要素、结构要素、活动经验要素。这一结构的构建途径是“四个层次三个阶段”。
　　[关键词]化学教学 能力结构
　　
　　长期以来，人们总是从社会需要或者学科需要对化学课程和教学提出各种各样的要求，而且也多是在某些方面孤立分散的研究化学教学，鲜有从受教育者心理结构的形成和发展的角度来研究化学教学。为了深入研究化学教学，本文对化学科学能力结构及其构建这一方面进行了探讨。
　　
　　一、化学教学的核心任务
　　
　　课程的本质是经验。学生在各种自主性活动中获得经验和认识经验的过程，实质上就是主体心理结构得以形成和发展的过程。教学是课程实施的主渠道，教学所起的作用，实质上就是通过一定的课程内容和教与学的活动方式，促进学生心理结构得以迅速的形成和发展。这种心理结构主要是由认知经验、技能（操作技能、心智技能）经验、情感经验整合而成的一种经验结构，是人外在活动行为的内在调节机制。教学系统要构建的心理结构，就是通常所说的能力和品德结构。^[1]
　　作为人的内在调节机制之一的科学能力是科学素养的核心成分。科学能力是指对人进行科学活动的方式和进程有直接稳定的调节、控制作用的个体心理特征。科学能力的实质是类化了的个体经验，是一种网络型的经验结构。
　　中学化学新课程的主旨是提高学生的科学素养。化学教学的目的就是实现课程目标。化学教学的任务就是消除学生实际水平与课程要求水平之间的差距。化学教学的核心任务就是促使学生构建化学科学能力结构或者说化学学科能力结构。
　　化学科学能力是指对认识自然和化学世界、运用化学解决相关问题的化学科学活动有直接的稳定的调节控制作用的个体心理特征。普通教育阶段的化学科学能力不等同于化学学习能力（尽管包括着它），也不等同于高一级阶段的化学科学研究能力。化学科学能力不是某种单项能力（如观察能力等），也不是几种单项能力的简单组合。化学科学能力是学生在进行化学科学活动过程中整体构建（生长）起来的一种网络型的经验结构。
　　王磊教授等学者提出的“化学学科能力结构定向构建教学理论”，围绕化学科学能力结构，提出了“化学教学任务及作用实质的能力培养观”、“化学教学内容的科学结构观”、“化学教学过程的定向构建观”。^[2]这些观点，对修正一些错误认识，深入研究化学颇有指导意义。
　　
　　二、化学科学能力的结构
　　
　　化学科学能力结构模型如下图所示。
　　
　　X－Y平面表示要将学科的基础知识、基本技能、基本方法内化，并且依据内在联系进而形成知识技能结构。
　　Y－Z平面表示结构化了的知识技能，便于知识技能的高效应用，并在应用中“生长”出新经验。
　　X－Z平面表示“静态”型的个体经验要转化发展成“动态”型的个体经验，唯有这种转化发展，知识技能才能“生长”成为能力。
　　现将化学科学能力结构的各种基本构成要素分述如下。
　　1． 知识技能要素。
　　这里的知识技能是指学生头脑中的化学基础知识和基本技能。化学基础知识包括基本概念、基本原理、元素化合物类知识；基本技能操作技能如实验操作技能等，基本心智技能如化学用语书写与运用技能、化学计算技能、实验设计技能等。但是这些外部公共形态的知识技能必须经过内化成为个体经验形态的知识技能，才能具有调节活动的作用，对个体才有意义。知识是活动的定向工具，技能是活动的调节控制工具，科学方法是有提高活动效率作用的一类特殊的知识和技能，它们是构成化学科学能力结构的最基本的要素。但并不是化学科学能力本身。
　　2． 结构要素。
　　这里的结构有二层含义：其一是指将知识技能进行有意义联系的重新组织（结构化）；其二是指重新组织的结果（结构体系）。即在概括化系统化水平层次上组织头脑中的知识、技能形成认知结构和技能的产生式系统，并在运用中将二者有机整合为知识技能结构。无论是“结构”本身还是“结构化”的方法，都是个体类化了的经验。知识技能结构便于新知识的固着和理解，也便于知识技能的高效率应用。所以对化学科学活动有较高水平的调节控制作用。
　　3． 活动经验要素。
　　这里的活动是指与认识问题解决问题相关联的内外部活动的总和。这里的经验是指在活动过程中获得的高级知识和高级心智技能。高级知识主要指与活动任务和问题类型及结构有关的知识、策略性知识等。高级心智技能主要指用于问题分析与解决的技能、较高水平的探究技能、科学思维方式、元认知等。
　　活动是个宽泛的范畴，学生所经历的化学科学活动的水平层次不同，所获得的经验的层次也就不同。换言之，对特定的问题解决活动，学生形成的是单项的内部活动经验图式，而在综合性复杂性的问题解决活动中，则是将不同的知识组块、技能组块、活动经验图式组块进行融会贯通，在更高深层次上实现知识、技能、活动经验的一体化，形成了内部的经验网络结构（能力结构）。可见，化学科学能力结构的实质是类化了的个体经验，是一种网络型的经验结构。这一能力结构再外化作用于新的活动时，有高水平的调节控制作用，并且也有一定的“生成”作用即创新作用。
　　还需指出的是，积极的情感经验对于化学科学能力结构的形成和发展有重要的催化作用。但由于它不是能力结构的实体要素，故在这里不作论述。
　　化学科学能力结构由各种基本构成要素相辅相成整合而成一个有机整体。“静态”型知识、技能、方法只有在活动中经由结构化的途径，才能动态地“生长”为能力。
　　由上可知，只注重某些能力结构要素的学习或培养，而没有促进学生形成化学科学能力结构的化学教学是低效能的教学。传统“双基”的教学观念，并不是错在重视“双基”，而是误在简单的惟“双基”，没有进一步在活动中将双基转化发展为能力结构，因而学生的实践和创新能力低下。课改实践中有些教师的“重视创新，忽视基础”的行为倾向也是错误的。这种倾向并不是错在重视创新，而是误在不打地基就盖楼房，使创新成了无源之水、无根之树。热闹之后学生收获很小，同样有害于对学生的实践和创新能力的培养。
　　
　　三、构建化学科学能力结构的基本途径
　　
　　构建化学科学能力结构的基本途径，如下图所示。
　　
　　这一构建化学科学能力结构的途径，明确了化学教学的四个水平层次和三个构建阶段。
　　第一层次，基本上是化学基础知识、基本技能、基本方法的学习与掌握。应遵循知识掌握的心理机制（学生原有认知结构因顺应或同化而发生重组），心智技能形成的心理机制（经过变式练习，将陈述性知识转化为程序性知识），^[3]操作技能形成的心理机制（习得规则，建立心理映象，反复练习），以恰当的学习方式，帮助学生获得经验，完成知识技能的内化。
　　第二层次，基本上是指导学生运用结构化的方法（如画“概念关系图”、“找联系抓关键构体系”等方法），将教材上一个学习单元的知识结构转化为自己的认知结构，技能系统，并形成知识技能结构。