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利用视觉空间智能学习化学的研究 应用化学专业 李慧 指导教师 韩庆奎 摘要：加德纳提出的多元智能理论是关于人类认知范畴最完整的论述。其中的视觉空间智能指感受、辨别、记忆和改变物体的空间关系并借此表达思想和情感的能力。主要探讨视觉空间智能与学习化学的关系,让学生发展自己视觉空间智能,以期在完善学生知识结构的同时,提高其观察和解决实际问题的能力。 关键词：视觉空间智能 化学学习 培养策略 视觉是人最主要的感觉通道，研究表明，在人类的五种主要感觉中，其吸收信息的比率是：视觉占83%，听觉占11%，嗅觉占3.5%，肤觉占1.5%，味觉占1%，由此可见，视觉吸收信息的比率最大，而且视觉作为人类认识世界的一种方式,比语言符更号为古老,它可以说是人脑的第一语言。化石纪录显示，远在人类使用语言之前，视觉器官就已经高度发展。视觉器官是人类早期获取知识的重要工具。人类最早的绘画是由视觉空间智能所激发而创作的。视觉经验可以说是人们生活中最重要也最为可靠的经验。我们所处的“视觉”时代,使我们能够从网络、电视、电影、DVD、MTV等视觉媒体中更快、更准确地获得信息。然而,今天大多数的教育方案都只注重强调抽象符号在读、写、算中的重要性,却忽略了视觉空间智能等其他方面的内容。 1课题的提出与意义 1．1 视觉空间智能的基本内涵 多元智能理论是由美国哈佛大学教育研究院的心理发展学家霍华德加德纳(Howard Gardner)在1983年提出。加德纳从研究脑部受创伤的病人发觉到他们在学习能力上的差异，从而提出本理论。他在《心智的架构》(Frames of Mind, Gardner, 1983)这本书里提出，人类的智能至少可以分成八个范畴：语言智能、数理逻辑智能、视觉空间智能、身体运动智能、音乐智能、人际交往智能、自我认知智能和自然智能（加德纳在1995年补充）。这8 种智能对学生一生的发展是同等重要的,大多数人具有完善的智能组合,但每个人在智能强项和弱项上存在着较大差异,各种智能组合与操作方式也各不相同。作为其中之一的视觉空间智能是指感受、辨别、记忆和改变物体的空间关系并借此表达思想和情感的能力,表现为线条、形状、结构、色彩和空间关系的敏感以及通过平面图形和立体造型将它们表现出来的能力,视觉空间智能包括视觉辨别辨认、再认知、投射、心里图像、空间理解、映像操作、复制内外心象等技能,每个人都可能拥有或表现出上述这些技能的部分或全部。 1．2 视觉空间智能与化学学习 由于视觉功能在智力和学习方面表现出突出的重要性和可恢复性，视觉空间智能与学科学习已经引起了国内外专业开发研究机构和研究者们的注意与重视，国外有不少学者对化学学习中的视觉空间能力进行了研究。 从化学的学科特点来看化学是一门与视觉空间能力密切相关的学科。化学（chemistry）是一门在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的自然科学。在化学家的科学发现中视觉空间能力扮演了非常重要的角色。化学家通过对分子、原子以及亚原子微粒的结构及其相互关系的研究来了解自然。分子模型、分子结构等空间结构、化学物质微粒几何形状、平面构型立体都与视觉空间能力密切相关。化学教学中的许多内容，例如原子结构、分子结构、晶体结构、有机分子结构等化学物质结构内容，化学实验中仪器的组装，试剂的鉴别，混合物的分离，除杂质等都需要用到视觉空间智能并可以开发学生的视觉空间智能。例如在讲解甲烷的空间结构时，教师可以告诉学生它的分子式是CH4 ，C原子和H原子以共价键相结合，甲烷分子中有4个C---H键，经测定4个C---H键的键角完全相同，然后提问甲烷分子是什么样的几何构型，或请同学们自己做出一个甲烷分子的模型来展示一下。这样留给学生充分的想象空间。在讲解有机物的结构时，也可以运用模型、图片、POWPOINT等把结构立体形象化。因此，在化学教学中，注重培养学生的视觉空间智能，对于充分发挥学生的巨大潜力有非常重要的作用。 从学生的化学学习效果来看，国外大量研究结果表明: 视觉空间能力与学生的化学学习成绩具有高相关性, 视觉空间能力是学生化学学习能力的重要组成部分。 Bonder等在1986 年就化学问题解决与视觉空间能力相关性进行了一项测试。该项研究设计了部分普通化学试题, 部分与视觉空间能力相关的试题, 如涉及晶体结构识别的测试题。研究结果表明:视觉空间能力测试题的成绩与化学普通试题的测试成绩呈显著性相关。相似的,Staver等在1988 年的研究表明: 学生的视觉空间能力对他们解决化学平衡问题有显著性影响。另外, 有研究表明, 进行视觉空间任务训练有利于学生化学成绩的提高。Small等在1983 年的一项试验表明, 接受过视觉空间技能训练的学生进行三维模型相关的保持测试的成绩显著高于未接受