基于認知彈性理論的高中化學教學設計研究

張武明

【摘? ? 要】認知彈性理論是不良結構領域知識獲取和轉移的一種學習理論，對高中化學教學設計具有重要意義。結合當前高中教學中培養學生基本素養的目標，提出了高中化學教學的設計策略，注重多視角的概念表征，實施多維分析與概念設計。

【關鍵詞】高中化學;教學設計;認知彈性理論

中圖分類號：G633.8? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1006-7485（2021）28-0103-02

Research on Senior High School Chemistry Teaching Design Based on Cognitive Flexibility Theory

（No.1 Senior High School in Wushan County， Gansu Province， China）ZHANG Wuming

【Abstract】Cognitive flexibility theory is a learning theory for the acquisition and transfer of knowledge in the field of unhealthy structure， which is of great significance to the design of senior high school chemistry teaching. Combining with the current goal of cultivating students' basic literacy in senior high school teaching， the design strategy of senior high school chemistry teaching is put forward， focusing on conceptual representation from multiple perspectives， and implementing multi-dimensional analysis and conceptual design.

【Keywords】Senior high school chemistry; Instructional design; Cognitive flexibility theory

一、認知彈性理論指導高中化學教學設計的適用性

基礎化學素養不僅是一種簡單的“認知結果”，也是當前學生普遍存在的“認知方式”。因此，傳統的客觀主義學習理論已不能適應學生化學基礎素養發展的需要。在當前課程中所應用的認知彈性理論，由于其“折中”的特點，可以兼顧發展中學生“認知結果”和“認知方式”的要求，對我國高中化學教學設計具有很強的指導性作用。

（一）高中化學教學內容存在結構不良領域知識

化學是一門以實驗為基礎的學科，其知識的接受、拓展和應用與實踐有著千絲萬縷的聯系，然而大多數化學知識來自化學實踐，通常與實際化學問題的動態情況沒有直接對應關系。學生在解決結構不良問題過程中所經歷的思維過程與化學基礎素養培養學生“認知風格”的需要十分吻合，包含結構不良領域的高中化學知識內容，既符合化學知識的客觀實際，又符合培養學生化學基礎素養的需要。

（二）高中化學教學應當采取高級學習的學習方式

高中化學鼓勵學生應采用“超前學習”的學習方法，事實上，傳統教學模式在培養學生核心素養方面的指導作用并不明顯，雖然簡化了化學問題面臨的處境，能在有限的時間內提高教學的內在有效性，但是，盲目依靠這種教學方法容易使學生形成思維傾向，會導致學生對復雜問題片面理解，不利于學生將所學知識轉移到實際問題情境中。因此，在高中化學教學中培養學生的基本化學素質，教師應創設與生活中實際化學問題相符的情境，關注學生在解決語境問題中知識生成和不斷完善的過程，鼓勵學生采取“高級學習”的學習方式，以深刻理解知識本體，體驗知識本體所表現出來的復雜性，結合知識和情境，在高中化學教學中靈活應用。

（三）高中化學教學要重視提升學生的認知彈性

與課堂學習和考試面臨的化學問題不同，現實生活中的化學問題具有很大的不確定性，存在許多潛在的無法控制的因素。要想有效處理化學中所面臨的問題，或者是對問題提出合理的看法與意見，不僅要求學生靈活運用自己的知識，分析問題的情況，做出正確的認識，同時學生必須合理地檢索或收集解決問題所需的信息，并根據問題的情況進行有針對性的重組，以應對情境問題。因此，提高學生的認知靈活性是學生基本化學素質發展中不可或缺的。

二、認知彈性理論指導下的高中化學教學設計建議

（一）重視概念多視角表征，實施概念的多維分析設計

當前我國高中化學學科的學習目標不僅是對化學理論知識的掌握，還包含對學生綜合素質的提高，以此為基礎達到對學生基本化學素養的提升，并增強學生認知靈活性。知識的呈現方式對學生認知彈性的發展起著決定性的作用，在知識呈現過程中運用的視角越多，越有利于學生認知彈性的發展。

如表1所示，教師在進行“Fe的電化學腐蝕”模塊的教學中，需要從不同角度進行學習方法的引導，讓學生通過對不同角度進行化學知識理解，從而達到對復雜知識的簡化，從中獲得化學知識，在提升學生認知彈性的同時，完成對化學知識的深入理解。一個化學問題在不同時間、不同境遇下的理解是不同的，所以需要從不同角度出發，才能實現對問題的深入分析。認知彈性理論的應用可以幫助學生在不同情況下進行知識的應用，方便學生對所學知識進行遷移運用，能有效提高學生的認知彈性。根據上述分析，在對高中化學課程設計中，需要將概念的多視角表征和案例的多維分析放在核心地位，以期做到舉一反三，通過一個知識或方法達到對相關問題的理解，從而增強學生對化學知識整體結構的理解。

（二）運用概念的相關案例，實施概念與案例“交叉縱橫形”設計

彈性理論中強調案例在教學過程中作用的理解，需要通過合理的案例幫助學生進行經驗總結以及知識深入理解，通過這種方法不僅可以提高學生的理論分析水平，而且可以起到理論與實踐的溝通作用。根據認知彈性理論的相關運用案例，將案例與相應的化學概念“配對”，并實現不同案例與概念之間的相互聯系。在具體的教學中，對一個化學理論的學習，需要聯系到很多相關理念，并通過很多相關的案例進行引導學習，而對于化學案例來說，更加需要多個相關案例對多個相互關聯的化學概念的表征進行支持，以此形成一個有化學概念和相應的化學案例所交替構成的“縱橫交叉形”結構。例如，在化學課程中對于“物質的量”板塊的學習，在這個單元中所涉及的知識點具有一定難度，如“物質的量與阿伏加德羅常數”“氣體摩爾體積”“摩爾質量”“物質的量濃度”。高中生在初中課程學習中已經學習了關于“HCl與NaOH的中和反應”“木炭燃燒生成CO或CO2”“高錳酸鉀加受熱分解生成氧氣”“實驗室制備H2”，為此可以通過彈性理論進行結合理解，以期待帶動本課程中的學習。

三、結語

當今時代，認知彈性理論對高中化學教學具有重要的指導意義。認知彈性理論不能成為教學過程中唯一的學習方法，對很多經驗不足的教師來說，這種教學方法的落實還存在很多有待改進的地方，為此教育研究者和一線教育工作者必須共同努力，進一步深化認知彈性理論教學方法。

參考文獻：

[1]胡楊， 王后雄. 基于認知彈性理論的高中化學教學設計研究[J]. 教育理論與實踐，2020（11）.

（責編? 侯? 芳）