基于學科核心素養認知偏差的糾正

李文良 張麗芳 施鳳鶴

摘要：有效的教學是基于學生經驗的教學，學生由于經驗積累和知識水平的限制，會對某些知識產生認知偏差。因此，探索在教學中引導學生暴露“燃燒條件”課題內容存在的認知偏差，重點沿著人類發現燃燒的歷史進程，采取合適的策略糾正學生的認知偏差，體悟知識從已知到未知的發生、發展的全過程，以期達到提升學生核心素養的目的。

關鍵詞：燃燒;認知偏差;化學史;核心素養

文章編號：1008-0546（2020）04-0073-04

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2020.04.018

一、設計背景

建構主義認為，學習是學習者基于原有的知識經驗生成意義、建構理解的過程。有效的教學便是基于學生經驗的教學。但是在學習過程中，學生會受到經驗積累及知識水平等因素的影響，在認知過程中出現對知識混淆、模糊化、曲解等，從而產生認知偏差[1]?！叭紵龡l件”課題內容，與日常生活聯系緊密，學生既親切又熟悉，其已有的生活經驗易對部分知識產生認知偏差。本節課基于燃燒的發現史，探尋在教學中引導學生暴露已有的認知偏差，采取有效的策略，促使學生在新情境下實現認知偏差的糾正，以期達到提升學生核心素養的目的。

二、關注認知順序的學生經驗分析

基于生活經驗、影視作品和之前學習，學生積累了許多燃燒在生產生活中應用和火災事故的案例，認識燃燒的兩面性;知道了許多物質點燃時可燃燒，氧氣具有助燃性、二氧化碳不助燃也不可燃;初步感知化學反應需要條件，多次感受了實驗探究、對比、討論與歸納等方法，逐步形成了從物質的變化、定量和能量的角度認識化學反應。這些認識為本課學習提供了豐富的感性認識，但學生尚未上升到化學反應是有條件的、控制條件可以使化學反應發揮最大的化學價值等視角來理性地認識燃燒。

三、培育學科核心素養的教學策略

燃燒在化學史及生活生產上具有重要意義，篩選合適的富有教育價值的史料、借鑒科學發展中獲得理論的研究方法，可促進學生從歷史角度深刻認識化學學科的意義和價值。本節課基于火的發展史、燃燒理論史等史料，采取創新性實驗與拓展性實驗并行的探究教學策略，為學生創設情境引發認知沖突，引導學生動手實驗、觀察思考、交流討論，在糾正認知偏差的過程中，理性認識燃燒現象，使學生對化學反應條件與價值形成正確的認知，進一步認識科學的本質，促進學生思維品質的發展，具體教學策略如圖1所示。

四、糾正認知偏差的教學設計及意圖

環節一：情境導人，激趣設疑（表1）。

【設計意圖】從真實的情景中，調出學生對“火”已有認知，引領學生從歷史角度感悟人類用火與文明發展的曲折歷程，建立火與燃燒的關系，帶著對燃燒的輝煌成果，糾正“燃燒的負面甚至災難性影響”“水火不容”認知偏差，激發學生對燃燒本質的好奇。

環節二：科學探究，自主建構（表2-表4）。

【設計意圖】燃素說是研究燃燒現象繞不開的環節，是人們最為直觀的想象。通過查閱史實，基于先輩與自己的經驗對燃燒條件作出猜想，既符合思維規律，又鍛煉信息提取的能力。而實驗的改進從認知順序引導學生關注“溫度”，再認識“著火點”的概念。整個過程暴露了燃燒需要點燃這一認知偏差，以加熱使物質燃燒的實驗讓學生產生認知沖突，進而發現“點”與“加熱”的本質是改變溫度以達到可燃物燃燒的著火點，從而糾正認知偏差211。

【設計意圖】“燃素說、氧化學說”史料的重演，可讓學生體會科學是處在不斷發展變化和成熟的過程中，是幾代科學家對真理的追求與執著。高低蠟燭的熄滅，與之前二氧化碳滅火的原理存在認知沖突，通過實驗在糾正認知偏差的同時，告訴學生二氧化碳和有毒煙氣主要停留在熱空氣的上部。所以，逃生時應該矮身退出房間，提高學生的安全意識。

【設計意圖】實驗的創新設計以一種新問題情境呈現，讓“新、奇、特”的信息喚起學生的思維動因，誘發學生思維的主動性。采用POE教學策略，即“預測一觀察一解釋”策略，學生結合所學知識對可能發生的現象及緣由進行“研判”，培養了學生分析問題、解決問題的能力：而對于“燃燒與其三要素之間的關系”的指向性問題，目的是培養學生控制變量的思想以及歸納演繹思維的能力，提升“科學探究與創新意識”等核心素養。最后，魔術的揭秘，鞏固對燃燒條件的認識。

整個教學環節，學生不僅親身經歷了科學探究的過程，初步感受對比實驗的方法，形成通過證據和推理證實或證偽來建立觀念;而且感受了科學家的探索歷程，初步養成科學家勇于質疑、求真求實的科學態度，產生對自己獲取知識過程進行反思的意識，多角度培養學生的核心素養。

環節三：拓展延伸，模型建構（表5）。

【設計意圖】異象燃燒實驗的演示，意在糾正認知偏差的同時拓展學生的視野，引導學生從定性和定量角度理解燃燒與氧氣的關系，從“不同物質形態”“二氧化碳不支持燃燒”的質疑中辯證認識一般與特殊的關系，讓學生在認知沖突后對燃燒本質有更全面客觀的認識，體會學無止境，學然后知不足的境界，實現了從“三要素”到“四面體”的思維轉換。從而，基于證據意識厘清了觀點、證據與結論的關系，提升學生學會建立并運用模型思想認識物質及其變化的一般規律。

環節四：辯證認識，科學用火（表6）。

【設計意圖】引導學生樹立正確的學科價值觀，體會化學的價值與功能。樹立“以控制條件來控制燃燒使之更好地服務于生活和保護好自己”的觀念。

五、從“三維目標”到“核心素養”教學反思

常規教學中，關注化學學科正能量的傳遞，以火的發展史感知燃燒的利用對人類文明發展與進步的重要性，端正學生對燃燒的認知偏差;基于燃燒理論史的發展，以辯證的角度讓學生產生認知沖突進而在科學探究過程中糾正認知偏差。拓展教學中，在成長教師的基礎上，從不同視角、不同層面的選擇活用了教材，更是發展了學生，使學生在合作交流中站在更高更深的角度思考問題、解決問題。

燃燒是學生熟知的生活現象，是首次從化學視角多角度認識化學反應。在系統認識化學反應的過程中，基于認知規律設計“歷史重演”的教學線索，在三維目標的基礎上重視培養學生的化學學科核心素養。

1.從知識技能到關注科學認識和觀念

通過白主探究的過程，認識化學反應的條件性;從鐵絲在氧氣中的燃燒建構定性與定量相結合的思維方式;從鎂條燃燒辯證認識一般與特殊的關系，體會學無止境;從鐵粉與鐵絲、固體石蠟與液體石蠟的燃燒，辨識物質形態在一定條件的性質，多角度讓學生認知在矛盾沖擊之后對燃燒本質有更全面客觀的認識，從而培養學生變化觀念與平衡思想、宏觀辨識與微觀探析的核心素養。

2.從過程方法到關注科學思想與方法

學生通過實驗探究過程，學會收集各種證據，并基于證據進行分析推理，證實或證偽假設，形成了物質可燃性研究的認知模型，能運用模型遷移并初步解決各類化學問題。同時，以實驗為載體讓學生產生認知沖突進而糾正認知偏差，逐漸把學生對燃燒的認識從感性帶到理性，從現象帶到本質，培養學生的證據推理與模型認知、實驗探究與創新意識的核心素養。

3.從情感態度價值觀到關注科學態度與責任

以火的發展史辯證認識化學與社會發展的關系;以燃燒理論史認識科學家對真理的追求與執著，在理解運用和評價質疑的過程中使學生感受到科學探究的艱辛與曲折，增強學生終身學習的意識和懷疑批判、嚴謹求實的科學精神，提升學生科學態度和社會責任的核心素養。

參考文獻

[1]陳建，李秀霞.運用探究教學策略糾正認知偏差——九年級“燃燒與滅火”教學設計[J].化學教學，2016（10）：32-35

[2]吳瓊材，楊梓生.關注學生經驗的教學設計——以“常見的化學反應——燃燒[第一課時）”為例[J].化學教與學，2015（5）：65-67

[3]王程杰.燃燒條件“3+1”[J].化學教學，2016（1）：49-55