基于认知负荷理论的有机化学样例学习探究

基于认知负荷理论的有机化学样例学习探究

化学科　秦绍臻

[摘　要]化学样例学习是学生学习化学的主要方式之一，认知负荷理论强调工作记忆容量的有限性，它提出三种基本类型的认知负荷，认为工作记忆的认知负荷与样例的内在本质、样例的数量、样例的组织形式和学生参与样例学习的活动都有关。在有机化学教学过程中，运用认知负荷理论科学合理地设计样例，能有效地减轻学生的认知负荷，促进有机化学学习的有效迁移，提高学习效率。

[关键词]样例设计　认知负荷理论　有机化学　高中化学教学

在我国，基础教育阶段学生学业负担过重是一个不容忽视的事实，“减负”的口号已经喊了许多年，但成效并不大，沉重的学业负担甚至影响了许多学生的生理健康和心理健康，带来不可忽视的社会问题。理论界学者往往只是从教育学、管理学和社会学等角度探讨了原因，提出了教育实践领域的相应对策，却并没有揭示学业负担的内在本质和现状。

为了使知识得到更好的融会贯通，教师在教学过程中，往往会以例题作为原理或规则的载体。例题对于问题解决的重要性远胜于其他因素，因为当学习者遇到一个新的问题时，他考虑的往往是类似的例题，例题就像一座桥梁，填补了原理和规则的学习与新应用之间的隔阂。但单纯的例题教学往往指向性不强，只是师生自发使用的一种学习工具。随着认知研究逐步深入学科教学的领域，人们发现，以例题为基础的一种新的教学处理方式——样例学习更能提高学习效率和问题解决能力，并在自然科学的教学领域开辟了样例学习研究与应用的先河。与常规教学手段相比，样例学习能有效减轻学习者的认知负荷，易化了知识技能的获得，提高了解题效率，更有利于学生对原理和规则的正确归纳和分类，并极大地调动了学习者的学习积极性等。

一、认知负荷理论与样例学习的基本观点

样例学习研究最早见于20世纪50年代中期，与传统的问题解决练习相比，基于样例所进行的学习需要的时间更少，有更好的迁移效果。认知负荷作为其理论依据，可以解释学习过程中学生心理资源的分配与学习效果的关系。

（一）认知负荷理论的基本观点

1988年，著名认知心理学家斯韦尔（Swell）等人首先提出了“认知负荷理论”，主要从资源分配的角度来考察学习和问题解决，认知负荷理论认为：问题解决或学习过程中的各种认知活动均需消耗认知资源，若所有活动所需要的资源总量超过了个体所具有的资源总量，则存在资源分配不足的问题，从而影响学习或问题解决的效率，此时称为认知负荷过重。

认知负荷可分为三种类型：一是外部认知负荷，是由学习材料的组织和呈现形式所引起的不利于信息加工与获得的认知负荷；二是内部认知负荷，是由学习材料本身的复杂性所引起的认知负荷，内在认知负荷的高低取决于学习材料的复杂性和学习者已有的知识经验；三是相关认知负荷，是由学习材料的组织和呈现形式所引起的有利于信息加工与获得的认知负荷，这种负荷也称为有效认知负荷。

本研究以高二“选修5”《有机化学基础》为例，简单将其关系图示如下：

图1　三类认知负荷关系图

认知负荷是建立在认知资源有限和容量有限的基础之上，三种认知负荷之间是一种此消彼长的关系。样例设计研究的主要目的就是在教学过程中控制内部认知负荷，最大限度地降低阻碍学习的外在认知负荷，优化促进学习的相关认知负荷，使学习者合理地利用有限的认知资源，达到最好的学习效果。

（二）样例学习的基本思想

先秦孔子《论语·述而》曾说“举一隅，不以三隅反，则不复也”。这就是举一反三成语的由来，其中便含有样例学习的思想成分。俗语中的“熟读唐诗三百首，不会写诗也会吟”，也蕴含了对样例学习功能的肯定。样例学习指的是从具有详细解答步骤的事例中归纳出隐含的抽象知识来解决问题的学习。样例是一种问题解决技能的教学工具，常常出现于结构良好的领域，如数学、物理、电脑编程等。它主要包括问题呈现、解题步骤和最终结果。通过这样逐步呈现解题步骤的方式，样例提供了一个具体问题的专家解决模型，供学习者仿效进而指导自己的问题解决。样例学习就是学习者通过对样例的观察和思考习得知识的一种学习过程。尤其对新手而言，这种学习模式更为有效，更易为新手所认可和接受。

例如，在第一章第一节我们简单地以苯酚（─OH）为例，对有机物分类中酚的定义和结构进行以下的描述：凡是苯环（─）和羟基（—OH）直接相连的就是酚类。即学生需要掌握的规则1就是找到苯环和羟基，规则2就是这两个结构必须直接相连。然后，我们再展示以下一个新的问题，（A）、（B）、（C）何者为酚类：

应用规则，我们不难发现（A）、（B）符合规则，而（C）不符合。因此，我们可以看到，例题就像一座桥梁，填补了原理和规则的学习与新应用之间的隔阂。

近年来，广东高考有机大题的考查中，多次出现利用样例解决目标问题的试题，现统计如下：

表1　近年来广东高考化学题中的样例学习

续　表

（三）不同类型认知负荷与样例设计策略之间的关系

三种不同类型的认知负荷之间是一种此消彼长的关系，样例学习研究的主要目的就是要在教学过程中控制内在认知负荷，最大限度降低阻碍学习的外在认知负荷，优化促进学习相关认知负荷，使学习者合理利用有限的认知资源，达到最好的学习效果。

表2　三大认知负荷所对应的样例设计策略

二、认知负荷理论下有机化学教学样例设计的类型

样例学习在有机化学的学习中具有巨大的优势，能有效促进学习者问题图式的建构和认知技能的获得，尤其对新手和知识相对薄弱的学生，样例学习的优势更为突出。

（一）高中有机化学样例教学设计的内容解读

操作中需要考虑到有效样例的建构和内容的选择，教材中有许多样例的背景材料。

表3　《有机化学模块》中可进行样例教学设计的内容

（二）认知负荷理论下有机化学样例教学设计的类型分析

从认知负荷理论的角度来说，有效的教学设计就是要充分考虑学生有限的认知负荷，使学生用满负荷而不是超负荷的心理资源获取最多的知识。外在认知负荷与相关性认知负荷都受教学设计的影响，但外部认知负荷对学习起干扰作用，而相关性认知负荷能够对学习起促进作用。

1．控制内在认知负荷：充分考虑教材特点与学生认知水平及其交互作用

在实际的有机教学中，可强化官能团的教学，突出“结构决定性质”这一有机化学的主干知识，实行打包学习，降低内在认知负荷。因此，在化学学习中，教师的主要作用就是帮助学生获取自动化的图式和产生式系统。而零碎的图式、产生式的存储和提取会占用较多的认知资源，若形成容量大的图式或自动化的产生式系统，以“组块”、“模块化”或“包”的形式来加工，则会节省大量的认知资源，从而减轻认知负荷，加快认知速度，提高学习的效率。

然而，在有机化学教学中，有些官能团或反应的出现频率是很高的，不妨把这类官能团或常见反应称为“以……为中心的有机物”，这些“以……为中心的有机物”往往包含了一系列的信息，可以说是包含了很多个“如果……，那么……”的产生式系统。如果学生以“打包”的方式来学习，形成模块，通过充分的理解和练习，达到自动化的程度，就会降低认知负荷，增强学习效果。

在实际教学中，不妨以“乙烯”为起点，建立概念图式转换结构，形成“基本结构及性质”的模块，包含有机化学考查中的最基本、最常见的信息与转化关系，方便学生进行“打包”学习。学生可以从中寻找“乙烯”的起始位置，利用官能团性质，补充完整相关的转化关系和对应物质，并在此基础上将“乙烯”换成带有相同官能团的其他物质，重新进行转化关系的建立。

样例：以乙烯为起点的转化。

乳酸是一种重要的体内代谢产物，分子中既有羟基又有羧基，可发生分子间的酯化反应，生成环状交酯CH₂─CHCH₃或链状酯，如，适当大小聚合度（n）的链状酯近年来开始被用作外科手术缝合线和骨科手术固定膜（相当于夹板），术后能在一定时期内被人体分解吸收，不需要拆线或再行手术。它可以用下列方法合成（已知：R—CNR—COOH）。

要求：推断出以上A～F的结构简式。

在样例设计中，教师可以将此解题模型总结为“如果乙烯发生……，那么……”的产生式系统。学生觉得有机化学难学，无非难在从复杂的图形中选择适当的信息进行组合。我们引导学生采用模块化的“打包”方式去理解“以乙烯为起点的转化关系”，能帮助学生很快从各种有机合成题中迅速组合解题信息，减轻内在认知负荷，提高学习效率。

2．降低外在认知负荷：优化教学样例的组织形式和呈现方式

降低外在认知负荷知识的学习必须遵循循序渐进的原则，对教学材料进行杂乱无章的随意编排会加重学生的认知负荷，影响知识的获得和迁移。在样例教学中，教师要为学生搭建问题解决的“脚手架”，实行“小步走”的原则，把大问题逐层分解成多个对解决大问题起决定性作用的小问题，从而减轻外在认知负荷，避免与图式无关的信息占据学生宝贵的认知资源，让学生把认知资源更多地用在知识本质的学习过程中。

（1）按邻近原则呈现教学材料，减少注意分散和表征保存。即教学中的教学材料呈现应尽可能在时空上保持邻近，学习者就可以以最短的视觉搜索找到相应的视觉与语词信息，容易在它们之间建立联系，从而促进信息整合。否则，图像和解释性文本分离呈现，学习者在看完文本后，一方面需要一部分认知资源来保存文本表征，形成表征保存；另一方面还要耗费一定认知资源来搜寻对应的图像信息，形成注意分散，从而带来额外的认知负荷。

样例：

已知：

Ⅰ．当一取代苯进行取代反应时，新引进的取代基由于受原取代基的影响而取代邻、对位或间位。使新取代基进入它的邻、对位的取代基：—CH₃、—NH₂。使新取代基进入它的间位的取代基：—COOH、—NO₂；

Ⅱ．R—CH=CH—R′ R—CHO＋R′—CHO；

Ⅲ．—N H₂易被氧化，—NO₂可被Fe和HCl还原成—NH₂。

在编排样例的时候，教师一定要注意教学材料的附属说明或相关的解题规则要和材料的图文保持在最紧密的相对位置上，不要在编排上导致翻页或进行其他无关操作。

（2）清除多余信息，避免冗余效应发生。把需要学习的信息以简洁的、精确的形式呈现给学习者，单独来源的教学能比整合的形式（把文字整合到图片）或双重形式（平行使用文字和图片）获得更高的学习水平。从认知负荷理论角度来看，处理非有用信息会耗尽珍贵的认知资源，从而不利于学习。当然，信息是必要的还是冗余的，取决于材料的特征和学习者专门知识的水平。在实际的设计中，当使用者的知识水平是未知的时，最好假定使用者是低知识水平的，同时在物理上整合相关的材料（而不是省略它们）。

样例：

酚醛树脂是应用广泛的高分子材料，可用酚类与醛类在酸或碱的催化下相互缩合而成，类似的合成过程如：

已知反应①：

反应②：

a．化合物Ⅰ的分子式________。

b．苯酚与浓溴水反应的化学方程式为________________。

c．化合物Ⅱ________________也能与CH₃ CHO发生类似反应①的反应，生成有机物Ⅲ，该反应化学方程式为________________________；有机物Ⅲ发生类似反应②的反应，生成高分子化合物Ⅳ的结构简式为________。

d．化合物Ⅱ的一种同分异构体Ⅴ能发生银镜反应，1 mol的Ⅴ能与2 mol的NaOH完全反应，且苯环上的核磁共振氢谱有2个峰，Ⅴ的结构简式为________________。

e．有关化合物Ⅱ和Ⅲ的说法正确的有________（填字母）

A．都属于芳香烃。

B．都能与FeCl₃溶液发生显色反应。

C．都能与NaHCO₃溶液反应放出CO₂。

D．1 mol的Ⅱ或Ⅲ都能与2 mol的NaOH完全反应。

近年来，广东高考化学有机大题考查基本以上述模式进行，即展示一个样例，但后续问题中并非均围绕样例进行思考，此时样例相对于题中的a、b、d、e题来说，便属于冗余信息，应引导学生熟练掌握这种问题，可以不看样例，直接解答相应题目。

（3）运用先行组织者（advance organizer）策略，改变学生的认知准备状态。如果原有认知结构中的相关知识未被激活，人们对新知识的理解将变得相对困难。教师应在新的学习任务开始之前，呈现给学生比当前学习任务更高一层的具有抽象性和包摄性的引导性材料，从而激活其认知结构中与新知识相关的知识内容，为学习新知识做好认知准备，避免学生需要到长时记忆中去搜索相关知识的认知负担，从而减轻外在认知负荷。

样例：

含有C﹦C﹦C﹦C键的化合物与含有C﹦C双键的化合物很容易发生加成反应，生成六元环化合物，例如

完成下列反应的化学方程式（写出适当的反应物或生成物的结构简式）。

题中的样例便来自教材中的“1，3丁二烯”与Br₂的“1，4加成反应”，可让学生分别回顾“1，3丁二烯”与Br₂、乙烯与Br₂的加成反应，找出断键的规律，从而理解样例的规则和原理，激活学生头脑中的认知结构，并解决新的问题。

3．增加相关认知负荷：激发学生学习动机，引导其增加认知努力

相关认知负荷是指学习者在图式建构和自动化过程中意欲投入的认知资源的数量，它有利于把大量复杂、无序的信息组合成简单、有序的知识体系，有效降低了工作记忆的认知负荷，从而节省有限的工作记忆资源。

（1）深化样例的变式教学，促进学习的有效迁移。问题情境的变式可以鼓励学习者发展图式，因为它使学习者更能把相似特征、相关特征与无关特征区分开来，从而利于问题图式的建构，并能扩展样例适用范围，从而促进或增强图式发展和迁移，在变化的条件下把握问题所要体现的知识点和思想方法，而促进学生的有意义学习。

仍以“乙烯为起点的转化关系”为案例，对原转化关系图的次级进行延伸。

样例1：

以CH₃─ CH₂─Br和必要的无机物为原料，设计路线，合成乙二醇

将乙烯换成2丁烯，设计以下样例2。

样例2：

以2丁烯为原料，设计路线，合成下列物质：

①2，3丁二醇　　　　②1，3丁二烯

将次级进行延伸，将乙烷变成环己烷，利用由“乙烷”出发制备乙酸乙酯的路线图作为基本规则和原理，完成下列样例3：

以环己烷为原料，可通过下列路线合成二乙酸1，4环己二醇酯（推断各步中间产物或条件）：

要求：写出各步反应的化学方程式。

从认知负荷理论的角度来说，变式教学是增加所学材料间相关认知负荷的有效手段。通过设计合理的样例来进行变式教学，能增大课堂教学容量，提高学习效率，起到减负增效的作用。

（2）设计不完整样例。在样例设计中，尝试引导学生去预测解题步骤，并在过程中由学生对自己的解题步骤进行自我监控，防止经常出现的理解假象，为了“强迫”预测，笔者在解题规则中删去关键部分，学生的任务就是尝试去填补被删除的部分，并在完成填空之后，获得其回答正确性的反馈，这种学习任务只呈现样例的起始状态、目标状态和部分解题步骤，学习者需要自己解答省略的步骤，可以减少学习者的注意力分散，从而提高样例学习的效果。

样例：

已知：

Ⅰ．当一取代苯进行取代反应时，新引进的取代基由于受原取代基的影响而取代邻、对位或间位。使新取代基进入它的邻、对位的取代基：—CH₃、—NH₂；使新取代基进入它的间位的取代基：—COOH、—NO₂；

Ⅱ．R—CH=CH—R′ R—CHO＋R′—CHO；

Ⅲ．—NH₂易被氧化，—NO₂可被Fe和HCl还原成—NH₂。

解读：

①读明白题目所给信息：

苯环上如果是—CH₃、—NH₂，新取代基将进入它们的________位。

苯环上如果是—COOH、—NO₂，新取代基将进入它们的________位。

②读明白题目所给信息：

R—CH=CH—R′ R—CHO＋R′—CHO；

断键位置在________，由此，我们可以顺推出D的结构为________，而E为________，F为________。

反应⑦的化学方程式为：________________________。

③由流程图中，可逆推C为________。

④反应原料是C₇ H₈出发，条件是（浓硫酸、浓硝酸），根据信息点可知，A为________。

⑤这时要判断，苯环上的—CH₃应该变为________，—NO₂应该变为________，那到底是发生先哪一个变化呢？

从题目中得到信息：—NH₂易被氧化；—NO₂可被Fe和HCl还原成—NH₂，从而判断B为________。X应为________，Y应为________。

学习者进入学习情境都带着各不相同的心理模型，而题中所现的“空缺”能引导学习者自觉通过“自我解释”进行填补，不但能修补文本上的空缺，更能修补心理模型。学习者边学习样例边作自我解释，会促使相关认知负荷的产生，而相关认知负荷的产生有助于学习者将认知资源用于关注问题的情境以及成功解题的相关运作历程。

（3）设计渐省样例。所谓渐省样例，是从不完整样例发展起来的样例呈现方式，即先呈现一个完整样例，再呈现缺少一个步骤的样例，然后呈现带有越来越多空白的样例，直至只剩下问题本身，也就是需要解决的问题。在此过程中，引导学生对样例作出自我解释，通过不断探索，修正自己的理解，达到对问题本质的认识。

样例1：请对有机物进行命名。

第一步：定主链，为“某烷”（规则：选取含碳原子数最多的碳链为主链，即“就长不就短”）。

第二步：定编号（规则：从离支链最近的一端开始编号，即“就近不就远”）。

第三步：命名（规则：支链位置＋“—”＋烃基名＋某烷）。

主链有6个碳原子，为“己烷”，从第三个碳原子上开始出现支链，且支链名称为“甲基”，故该机物命名为“3甲基己烷”。

样例2：对比样例1，省略最后一个步骤，请命名。

第一步：定主链，为“某烷”（规则：选取含碳原子数最多的碳链为主链，即“就长不就短”）。

第二步：定编号（规则：从离支链最近的一端开始编号，即“就近不就远”）。

第三步：命名（规则：支链位置＋“—”＋烃基名＋某烷）。

主链有________个碳原子，为________“烷”，从第________个碳原子上开始出现支链，且支链名称为“________”，故该机物命名为________。

样例3：对比样例1，省略最后两个步骤，请命名。

第一步：定主链，为“某烷”（规则：选取含碳原子数最多的碳链为主链，即“就长不就短”）。

第二步：定编号（规则：从离支链最近的一端开始编号，即“就近不就远”）。

第三步：命名（规则：支链位置＋“—”＋烃基名＋某烷）。

主链有________个碳原子，为“________烷”，从第________个碳原子上开始出现支链，且支链名称为“________”，故该机物命名为________。

练习：请命名有机物

（4）整合解题规则与子目标系统。通过样例的子目标系统，帮助学习者积极归纳样例的基本目标结构，并发现有用的规则，进行有效的自我解释，增加相关认知负荷。

题1：如根据碳链异构，书写同分异构体，一般遵循这样的思路：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列由对到邻到间。

确立解题规则：

如果目标写某有机物的同分异构体，那么写出此有机物主链最长的碳链结构简式作为第一个子目标。

如果第一个子目标已完成，那么减少主链上一个甲基，移为支链，位置由中心到边，写出该有机物的同分异构体作为第二个子目标。

如果第二个子目标已完成，那么减少主链上两个甲基或一个乙基，移为支链，位置由中心到边，写出该有机物的同分异构体作为第三个子目标。

如果第一、二、三个子目标已完成，那么可以依次减少主链上的甲基数或小基团的烷基，作为支链，写出全部该有机物的同分异构体。

样例1：写出C₅ H₁₂的同分异构体。

解：根据上述的解题规则，如果最终是写出C₅ H₁₂的同分异构体，那么写出C₅ H₁₂主链最长的碳链结构简式作为第一目标，即CH₃—CH₂—CH₂—CH₂—CH₃。

如果第一个子目标已经完成，那么在主链上减少一个甲基，作为支链，写出C₅ H₁₂同分异构作为第二个子目标，即。

如果第二个子目标已完成，那么在减少两个甲基作为支链写出C₅ H₁₂同分异构体作为第三个子目标，即

如果三个子目标都已完成，那么C₅ H₁₂的同分异构体为三种，分别为：

CH₃—CH₂—CH₂—CH₂—CH₃、─ CH₃、。

练习：写出C₆ H₁₄的同分异构体。

题2：根据官能团异构，书写同分异构体，一般思路为：官能团异构→碳链异构→位置异构。

解题规则：

第一步，如果目标是写出所给分子式的有机物的同分异构体，那么将该目标分解成一系列的子目标。

第二步，如果分子式已给，那么确定可能的官能团异构的种类。

第三步，如果官能团异构的种类已经确定，那么写出主链最长的碳链的每类异构。

第四步，如果主链最长的碳链的每类异构已经写出，那么逐一减少主链上碳原子数，写出其同分异构体。

第五步，如果每类异构的碳链异构也写出了，那么在同一官能团、同一碳链的基础上再确定官能团位置异构数量。

第六步，如果此有机物的同分异构体已经写出，那么解题完成。

样例2：写出分子式为C₄ H₈ O₂的同分异构体（不含有羟基醛）。

解：本题的最终目标是写出分子式为C₄ H₈ O₂的同分异构体（不含有羟基醛）。

第一步，如果分子式为C₄ H₈ O₂，那么官能团异构体种类有两种：饱和一元羧酸、酯。

第二步，如果分子式为C₄ H₈ O₂的官能团异构体种类已确定为饱和一元羧酸、酯，那么其碳链最长的官能团异构为CH₃—CH₂—CH₂—COOH和HCOO—CH₂—CH₂—CH₃。

第三步，如果是羧酸，最长碳链的同分异构体为CH₃—CH₂—CH₂—COOH，那么减少主链上的碳原子数，可以写出同分异构体为。

如果是酯，最长碳链的异构为HCOO—CH₂—CH₂—CH₃，那么减少主链上的一个碳原子数，可以写出同分异构体为。

第四步，如果酯的碳链异构已经写出，那么在同一官能团、同一碳链的基础上再确定官能团异构为CH₃—COO—CH₂—CH₃和CH₃—CH₂—COO—CH₃。

第五步，整理以上C₄ H₈ O₂的饱和一元羧酸、酯的同分异构体，写出答案。C₄ H₈ O₂的同分异构体为

①饱和一元羧酸有2种：CH₃—CH₂—CH₂—COOH、。

②酯有4种：CH₃—CH₂—COO—CH₃、CH₃—COO—CH₂—CH₃、HCOO—CH₂—CH₂—CH₃、。

练习：写出分子式为C₄ H₁₀ O的同分异构体。

三、认知负荷理论下有机化学样例学习的效果及注意事项

（一）有机化学样例学习的效果

相较于传统的高中有机化学教学而言，样例学习实践表现出良好的教学效果。

1．有效减轻学习者的认知负荷

化学样例学习促进学习者的图式建构和认知技能的获得，并能有效提高学习者学习的积极性和主动性，受到学生的喜欢。

通过对样例设置形式的探讨可以发现，交互式无疑比中学教辅中常用的分块式更能促进学习，这也提醒我们有必要对教参中常规的例题设置形式进行适当调整和优化。

2．大大提高了师生的教学效率

教学效率分析则从另一方面向我们展示了样例和常规教学方式的教学效率的差异：被试的知识水平是影响化学样例学习效果的一个重要因素，知识水平相对较低的学习者更适合样例学习，而对于知识基础相对较好的学生而言，常规教学方式可能更适合他。

（二）有机化学样例学习的注意事项

虽然样例学习是形成问题图式的一种有效途径，样例学习中被试的问题图式水平与常规教学方式相比存在显著差异。为此提出以下几点建议，仅供参考。

1．注意化学样例学习的适用对象和不同知识水平的过渡和衔接

样例学习的优势在新手或成绩和基础比较差的学习者身上体现得更明显，所以教师在采用样例学习教学方式组织教学的时候，不能一味地使用样例学习这种方式，而应该考虑它与常规教学方式的过渡和衔接。尤其是在学习比较难的知识内容之初，教师可以采用样例学习方式组织教学，从而有效地缓解学习之初的认知负荷，但是当学生具备了该章节一定的知识储备的时候，教师可以考虑应用常规教学方式进行转换，从而使学习者始终能以最佳的状态和最大的产出进行学习。

2．建构有效的化学样例

化学样例学习虽然是一种较好的教学处理方式，但是我们也应该明白，并非所有的样例都能够促进学习者的认知技能获得。

如果样例中包含文本、图表等多重信息时，学习者的注意力会在这些多重信息、资源之间发生分离，并且需要对这些信息进行心理整合，加重学习者的认知负荷，样例的作用这时就很难体现出来了。这就要求我们在设计样例时，要对图表、文本等多重信息首先进行物理整合，从而避免无谓消耗学习者的认知资源。

图、表、化学方程式在中学化学教学中有举足轻重的地位，所占比例明显高于其他学科。所以，化学样例学习效果能否得到切实体现，很大程度上取决于是否对这些外部信息进行了有效的物理整合。

3．注意化学样例学习教学形式的多样化、趣味化

样例的数量的确是教学操作中教师所必须注意的一个问题。有些教师生怕学生“吃不饱”，认为题目做得越多成绩必然越好，样例学习中自然也应该如此。习题过多这是目前样例学习研究中存在的普遍问题。样例学习正因为是将学习的主动权真正地交由学生自己把握，所以能够有效地调动学习者学习的积极性和主动性。但是过多、过于频繁的做题只会挫伤学习者的学习积极性，也容易陷入“题海战术”这一误区。

4．注意化学样例学习内容的选择和设计

虽然化学样例学习和常规学习存在本质上的差异，但是样例学习中并不排除实验、讲解等手段的使用，在知识准备传授阶段，教师完全可以应用这些手段组织教学，同时在教学中教师也可以根据实际需要，有针对性地进行多种手段的应用，这些也需要教师在教学实践中不断摸索和改进。

此外，化学样例学习内容的设计也需要作进一步说明。本研究中，所选的习题和样例保持了最大的相似性。但对于比较抽象或难懂的知识来说，如果仅仅呈现相同或相似的样例，被试并不能很快地形成问题图式，难以形成迁移，这就需要采用具有变式的样例和习题，这样才能产生特定的问题图式。

参考文献

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