一 化学学习系统的组成与环境

化学学习系统主要是由相互作用和相互联系着的学习者、化学学习内容及其物质载体以及学习组控者三个要素组成的。要明确了解这个问题，需要具体地考察化学学习活动。

所谓化学学习，是指学习者学习化学的活动，学习者是这个活动的主体， 而化学知识、化学技能等等是学习的对象，或称为化学学习活动的客体。学习者学习化学不是凭空进行的，通常总是通过听讲、阅读、实验或者通过观察物质及其化学变化来进行。例如，学习者在学习关于一氧化碳的知识时， 他（她）可以通过听取教师的讲课来获得有关知识，也可以通过阅读有关书籍来获得，还可以通过观察实验表演或者亲自做实验来获得关于一氧化碳的知识。如果没有教师的讲课、没有阅读的书籍，也没有观察和实验，学习者是不可能系统地学得关于一氧化碳的知识的。

可见，学习者学习的化学内容总要有一定的物质表现形式，化学学习内容是通过它的物质表现形式来作用于学习者的。我们把这种物质表现形式称为化学学习内容的物质载体。化学学习内容的物质载体除了书籍、语言以及有关的声像材料以外，还有化学的实物、模型、图表，特别是用来进行化学实验的化学仪器、试剂以及化学实验设备等等。

有了具体的学习客体之后，学习者是不是就可以进行化学学习了呢？粗看起来，这个问题的答案是肯定的。其实，这里还缺少一个比较隐蔽的因素

——学习的组织、控制因素。这是因为，在一般情况下，并不是随便拿一本化学书籍或者提供某些实验器材就可以进行化学学习的。给学习者提供的学习材料应该是经过选择并且按照一定要求编排和设计的。此外，还需要对学习者的学习活动提供引导、指导、调整、控制⋯⋯使学习者按照一定的路线、策略、步骤、方法和方式学习，才能达到学习化学的目的。这些选择、编排、设计、组织、引导、指导、调整、控制工作通常已经蕴含在教师的讲授中、教科书中以及学生实验材料中，容易使人熟视无睹、忽略它们的存在。实际上，就一般情况来说，它们是必不可少、不能忽略的。否则，学习者面对繁杂、陌生的化学科学知识就无从下手、困难重重，学习效率大大降低。进行选择、编排、设计、组织、引导、指导、调整、控制工作的主体——教师或者教科书的编者，可以称为学习组控者，他们是化学学习系统第三个重要组成部分。

化学学习系统由多种要素组成。除了上面说到的以外，还有学习辅导材料和参考资料、课外活动辅导人员、实验管理人员等等。这些要素对学习者的化学学习也有一定作用，但在程度上稍逊一筹，并非必不可少。主要的要素是学习者、化学学习内容及其物质载体和学习组控者，这三者按照一定方式相互作用和相互联系着，组成化学学习系统这个有机整体架构。

在化学学习内容的物质载体中，化学实验设施（包括化学仪器、药品、实验室和有关设备等）具有特别重要的意义。这是因为，虽然听取教师的讲

课和阅读教科书也能使学习者形成化学的表象和概念，但这是必须以学生通过观察、实验对物质和化学现象直接知觉为基础的。例如，学生在听到或看到“一氧化碳在空气里能够燃烧，燃烧的时候发出蓝色的火焰”、“点燃一氧化碳和空气的混合气体可能发生爆炸”等论述时，就会利用先前观察氢气燃烧火焰、点燃氢氧混合气体发生爆炸等实验所形成的表象，通过想象形成对一氧化碳的有关表象。

从根本上说，没有化学实验设施这种物质载体，语言和书籍也不可能成为化学学习内容的物质载体。化学实验设施是化学学习系统的重要组成因素，这是化学学习系统不同于其他学科学习系统的显著特点。因而，化学学习系统是一种复杂的、特殊的人—人—物系统。

教师和教科书编者都是最常见的学习组控者，但他们的作用方式不同： 教师通常总是直接地对学习活动起组控作用，后者则是通过教科书或教师间接地起作用。他们可能同时对学习者起作用，也可能单独地起作用。

在学生独立地阅读（自学）化学教科书时，是由教科书编者通过教科书对学习起组控作用。这意味着，虽然学习组控者是系统必不可少的组成部分， 但教师并不总是必不可少的。当然，从广义上说来，教科书编者也是教师， 是不跟学习者见面的教师①。

学习者本身对学习也有一定的自组控作用，并且这种自组控作用随着学习者的学习经验和学习能力的增长而增长。在学习者具备了较强的学习能力、初步形成比较完备的化学认知结构时，他就可能主要地、甚至完全地由自己来对学习起组控作用，从而使系统在开放的环境中进一步自组织化。

化学学习系统是化学教学系统的子系统，教师（或学习外组控者）是施教子系统的主体部分，化学教学系统的这两个子系统中各有一个不同的主体，学习者既是学习子系统的主体，又是施教子系统的作用客体。学习子系统与施教子系统密切地相互联系、相互作用着，因而很难把它们截然

图 1-2 化学学习系统各要素以及环境之间的相互联系和相互作用说明：虚线箭头表示作用可能存在也可能不存在。

分割开来。

图 1-1 表示了化学学习系统的组成和环境。图中用括号注明学习者是学习活动的主体。由于教科书也可能起组控作用，而教师的讲授也是化学学习内容的物质表现形式之一，所以化学学习内容及其载体与学习组控者两个圆有部分重叠。图 1-2 比较具体地表示了化学学习系统各要素之间复杂的相互

① 实际上，许多化学教科书的编者本来就是教师。例如，迄今发现的第一本化学教科书《炼金术》（Alchemia，

1597 年）的作者安德烈斯·李巴威乌斯（Andreas Libavius，1540？—1616）就是一名精通化学的教师。

联系和相互作用，图中用鼓形框表示三大要素，方框和箭头表示相互联系和相互作用，圆圈表示作用的内容。图 1-1 和图 1-2 都表示出社会是化学学习系统的环境，后者还进一步表示了社会跟化学学习系统之间相互联系和相互作用的内容。