運(yùn)用探究教學(xué)策略糾正認(rèn)知偏差

陳建 李秀霞

摘要：學(xué)生由于經(jīng)驗(yàn)積累和知識(shí)水平的限制，會(huì)對(duì)某些知識(shí)產(chǎn)生認(rèn)知偏差。通過設(shè)計(jì)“燃燒與滅火”問卷，對(duì)九年級(jí)部分學(xué)生實(shí)施調(diào)查，探討學(xué)生已有的認(rèn)知偏差。在統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)學(xué)生的認(rèn)知偏差設(shè)計(jì)教學(xué)，重點(diǎn)運(yùn)用探究教學(xué)策略對(duì)學(xué)生認(rèn)知偏差進(jìn)行糾正，使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)形成正確的認(rèn)知，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)。

關(guān)鍵詞：燃燒與滅火；認(rèn)知偏差；問卷調(diào)查；探究教學(xué)

文章編號(hào)：1005–6629（2016）10–0032–04 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的過程中，會(huì)受到經(jīng)驗(yàn)積累及知識(shí)水平等因素的影響，在認(rèn)知過程中出現(xiàn)對(duì)知識(shí)混淆、模糊化、曲解等，從而產(chǎn)生認(rèn)知偏差[1]。在學(xué)習(xí)新知識(shí)的時(shí)候，由于受到先前存在的認(rèn)知偏差的影響，無法真正掌握知識(shí)。要糾正認(rèn)知偏差，最首要的工作就是要使學(xué)生的認(rèn)知偏差得以暴露，教師才能根據(jù)學(xué)生存在的認(rèn)知偏差，采取合適的策略來糾正學(xué)生的認(rèn)知偏差。

建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者基于原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)生成意義、建構(gòu)理解的過程。對(duì)于燃燒和滅火的相關(guān)知識(shí)，大多來自生活經(jīng)驗(yàn)?！叭紵c滅火”課題內(nèi)容與學(xué)生的生活聯(lián)系密切，受日常生活經(jīng)驗(yàn)的影響，學(xué)生容易對(duì)相關(guān)知識(shí)，如著火點(diǎn)是物質(zhì)的本質(zhì)屬性、燃燒條件、滅火原理等產(chǎn)生認(rèn)知偏差。認(rèn)知偏差有多重暴露途徑[2]，本文選擇采取問卷調(diào)查這種較為有效的方式暴露學(xué)生的認(rèn)知偏差。在“燃燒與滅火”教學(xué)前，自編了關(guān)于“燃燒與滅火”相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的調(diào)查問卷（見表1）。對(duì)初中學(xué)生實(shí)施了問卷調(diào)查，分析了學(xué)生對(duì)燃燒的條件、滅火的方法和爆炸的條件的理解。

為了糾正出現(xiàn)的認(rèn)知偏差，針對(duì)性的教學(xué)策略是采用適合學(xué)生現(xiàn)有水平的探究教學(xué)來進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。初中化學(xué)教學(xué)的核心內(nèi)容是科學(xué)探究，探究教學(xué)也是初中化學(xué)的教學(xué)策略之一。采用探究教學(xué)策略，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)未知的情境，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，糾正原有的認(rèn)知偏差。

1 調(diào)查工具及調(diào)查對(duì)象

1.1 調(diào)查工具

根據(jù)學(xué)生可能存在的認(rèn)知偏差，編制了初三學(xué)生“燃燒與滅火”認(rèn)知偏差的調(diào)查問卷（課前）。

問卷說明：問卷共有10個(gè)調(diào)查項(xiàng)目，其中調(diào)查學(xué)生對(duì)燃燒條件的理解項(xiàng)目有7個(gè)，對(duì)滅火原理的理解有3個(gè)。

1.2 調(diào)查對(duì)象及問卷回收

本次調(diào)查的對(duì)象為福建省廈門市海滄區(qū)兩所學(xué)校各選取一個(gè)初三畢業(yè)班，共發(fā)放調(diào)查問卷90份，回收有效問卷90份，有效率為100%。

2 調(diào)查問卷分析

2.1 學(xué)生理解燃燒條件的分析

在燃燒條件方面，分析數(shù)據(jù)可以知道，100%的學(xué)生都知道不是所有的物質(zhì)都可以燃燒；對(duì)于“水火不容”，62.2%的學(xué)生認(rèn)同這個(gè)觀點(diǎn)，存在認(rèn)知偏差；有11.1%的學(xué)生認(rèn)同“必須點(diǎn)燃物質(zhì)才可燃燒”，存在認(rèn)知偏差；有44.4%的學(xué)生認(rèn)為“物質(zhì)燃燒必須要有氧氣參加”，對(duì)該知識(shí)點(diǎn)存在認(rèn)知偏差，認(rèn)為助燃物只有氧氣或者沒認(rèn)識(shí)到空氣中也有氧氣；對(duì)于“加熱不能使物質(zhì)燃燒”有88.9%的學(xué)生存在認(rèn)知偏差，已有經(jīng)驗(yàn)使他們不能理解著火點(diǎn)的含義；有65%的學(xué)生對(duì)“只要溫度達(dá)到物質(zhì)著火點(diǎn)就可燃燒”不能夠做出正確判斷，由于生活經(jīng)驗(yàn)的影響，不能系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)燃燒的三要素；對(duì)于“紙張比紙團(tuán)燃燒快是紙團(tuán)里面溫度低”的觀點(diǎn)有22.2%的學(xué)生存在錯(cuò)誤的理解，不理解接觸面積影響燃燒的劇烈程度。

2.2 學(xué)生理解滅火原理的分析

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，全部學(xué)生都不贊同“所有的物質(zhì)都可以用水來滅火”；有33.3%的學(xué)生贊同“水滅火的原理是水能降低物質(zhì)的著火點(diǎn)”，對(duì)著火點(diǎn)是物質(zhì)的固有屬性存在錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)；絕大多數(shù)的學(xué)生（71.1%）認(rèn)同“二氧化碳可以滅火是因?yàn)槎趸疾豢扇紵边@個(gè)觀點(diǎn)，對(duì)二氧化碳不可燃不助燃的理解不夠透徹。

通過分析上述調(diào)查數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)，所調(diào)查的學(xué)生受到已有知識(shí)水平等因素的影響，主要在物質(zhì)燃燒需要達(dá)到著火點(diǎn)以及著火點(diǎn)的本質(zhì)、燃燒發(fā)生需要同時(shí)具備三個(gè)條件（火三角）和影響燃燒的劇烈程度等存在認(rèn)知偏差。

3 糾正認(rèn)知偏差的教學(xué)設(shè)計(jì)

化學(xué)源于生活又高于生活，學(xué)生對(duì)客觀事物的認(rèn)知大部分來源于生活經(jīng)驗(yàn)和少量的書本經(jīng)驗(yàn)，并且有些教師在教授知識(shí)的時(shí)候采用“老師講，學(xué)生記”的模式，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)沒有本質(zhì)的理解。而燃燒與滅火同日常生活聯(lián)系較多，雖然在前面的生活和學(xué)習(xí)中有一定感性的知識(shí)儲(chǔ)備，但對(duì)燃燒條件和滅火原理還是缺乏理性認(rèn)識(shí)。為此采用探究教學(xué)策略來糾正學(xué)生的認(rèn)知偏差。通過探究活動(dòng)對(duì)學(xué)生先有錯(cuò)誤概念進(jìn)行矯正，讓學(xué)生加深對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)，初步感知科學(xué)的本質(zhì)[3]。

下面以人教版初中化學(xué)上冊(cè)第七單元課題1“燃燒和滅火”為例，談?wù)勥\(yùn)用科學(xué)探究策略在糾正認(rèn)知偏差方面的實(shí)踐嘗試。

3.1 創(chuàng)設(shè)情境，驅(qū)動(dòng)探究

[師]每年春晚魔術(shù)都是大家非常喜歡的一個(gè)節(jié)目，今天老師也給大家?guī)硪粋€(gè)魔術(shù)。這個(gè)魔術(shù)的名字叫做“水中生火”（在燒杯中裝熱水，燒杯底部倒放一個(gè)玻璃瓶塞，將一小塊白磷放在上面，然后將裝有氧氣的試管倒扣上去，白磷立即在水中劇烈燃燒），有誰能揭秘這個(gè)魔術(shù)？

[生]水火不容，為什么這個(gè)魔術(shù)水與火相容了？

設(shè)計(jì)意圖：通過該環(huán)節(jié)的設(shè)置，讓學(xué)生順利地糾正原有水火不容的錯(cuò)誤觀念，并且在后面的學(xué)習(xí)中讓學(xué)生知道在滿足燃燒的條件后才能燃燒，同時(shí)也激發(fā)了他們求知的欲望。一個(gè)好的問題情境能對(duì)探究活動(dòng)起到良好推動(dòng)的作用。

3.2 提出猜想，制定方案

[師]生活的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，燃燒是不會(huì)在水里發(fā)生的?？墒?，上面的魔術(shù)恰恰就是在水里面發(fā)生了燃燒。同學(xué)們想知道“水火相容”的秘密嗎？到底燃燒需要什么條件？請(qǐng)分析上面實(shí)驗(yàn)并聯(lián)系你的生活經(jīng)驗(yàn)，大膽地提出猜想，然后利用桌面上的儀器藥品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（藥品：白磷、氧氣、500mL燒杯、熱水、鑷子、大試管、紙片、小木條、小石子、石棉網(wǎng)、蠟燭、剪刀、水），小組交流，從中選出最好的方案進(jìn)行探究。

[生]提出猜想如：①需要可燃物（不是所有物質(zhì)都能夠燃燒）。②可燃物必須點(diǎn)燃才能燃燒。③燃燒需要氧氣或者空氣。

制定相應(yīng)的方案后小組交流方案。利用桌面上的儀器與藥品完成以下探究實(shí)驗(yàn)：①用坩堝鉗分別夾取一小片紙、一小塊石頭放在酒精燈上點(diǎn)燃，觀察現(xiàn)象。②用坩堝鉗分別夾取小紙片，一張?jiān)诰凭珶羯宵c(diǎn)燃，另一張不做任何處理。③白磷放在熱水中，觀察現(xiàn)象。有小組設(shè)計(jì)點(diǎn)燃蠟燭，將燒杯倒扣在蠟燭上。

設(shè)計(jì)意圖：一個(gè)好的問題情境一定是能夠起到激發(fā)學(xué)生探究欲望的作用的。由于初中學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平和學(xué)校硬件條件有限，采用小組合作探究和教師適當(dāng)引導(dǎo)，讓學(xué)生順利完成形成假設(shè)和制定方案的過程。通過上述環(huán)節(jié)，使學(xué)生經(jīng)歷從未知到提出猜想，再到設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)尋找事實(shí)依據(jù)的過程，形成新的認(rèn)識(shí)，從而完成對(duì)原有錯(cuò)誤認(rèn)知的糾正。同時(shí)在這一過程中學(xué)生也體驗(yàn)到探究獲得成功的樂趣，進(jìn)一步提升探究意識(shí)和能力。

3.3 分析現(xiàn)象，得出結(jié)論

[師]根據(jù)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，小組討論，從三個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中能得出什么結(jié)論？

[生]①用坩堝鉗分別夾取一小片紙、一小塊石頭放在酒精燈上點(diǎn)燃，觀察到小紙片燃燒，小石頭沒燃燒，說明燃燒需要可燃物。

②用坩堝鉗分別夾取小紙片，一張?jiān)诰凭珶羯宵c(diǎn)燃，另一張不做任何處理。學(xué)生得出燃燒需要點(diǎn)燃。

[師]針對(duì)學(xué)生對(duì)燃燒必須要點(diǎn)燃這個(gè)認(rèn)知偏差，教師演示用坩堝鉗分別夾取小紙片，一張?jiān)诰凭珶羯宵c(diǎn)燃，另一張放在石棉網(wǎng)上加熱。為什么另外一張紙片沒點(diǎn)燃也可以燃燒呢？再演示用坩堝鉗分別夾取小紙片和煤炭放在石棉網(wǎng)上加熱。

[生]學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，為何加熱也能使物質(zhì)燃燒？為什么紙張加熱燃燒而煤炭加熱沒有燃燒？

[師]引導(dǎo)分析物質(zhì)燃燒必須達(dá)到物質(zhì)的著火點(diǎn)。不同物質(zhì)的著火點(diǎn)不同，著火點(diǎn)是物質(zhì)的固有屬性。

[生]③白磷放在熱水中，觀察現(xiàn)象。有小組設(shè)計(jì)點(diǎn)燃蠟燭，將燒杯倒扣在蠟燭上。

“白磷實(shí)驗(yàn)，可燃物雖然達(dá)到著火點(diǎn)，但沒有燃燒。以及倒扣燒杯一段時(shí)間蠟燭熄滅”由這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可知燃燒必須要有氧氣或者空氣。

設(shè)計(jì)意圖：分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)行加工和整理，最終自己得出結(jié)論，對(duì)燃燒的條件形成理性的認(rèn)識(shí)。針對(duì)著火點(diǎn)是物質(zhì)的固有屬性存在的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，增補(bǔ)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，從而產(chǎn)生認(rèn)知沖突，糾正認(rèn)知偏差。而實(shí)驗(yàn)結(jié)論的獲得也是探究實(shí)驗(yàn)的最重要的環(huán)節(jié)之一。

3.4 鞏固新知，揭秘魔術(shù)

[師]剛才給大家表演的魔術(shù)在試劑瓶瓶塞上放置一定量的白磷，大試管中事先收集滿氧氣，將試管倒扣上去?，F(xiàn)在有誰能揭秘這個(gè)魔術(shù)嗎？

[生]思考、討論、反饋。在這個(gè)魔術(shù)中同時(shí)滿足燃燒的三個(gè)條件，白磷是可燃物，熱水的溫度達(dá)到白磷的著火點(diǎn)，倒扣的試管提供氧氣并將水與白磷隔絕開來，實(shí)際上并不是水和火真正相容。

設(shè)計(jì)意圖：通過揭秘水中生火魔術(shù)，將所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際，鞏固對(duì)燃燒與滅火的認(rèn)識(shí)。使學(xué)生系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)燃燒的三要素。

3.5 學(xué)以致用，滅火比拼

[師]火為之善用，可以造福人類，然而有時(shí)候，火不受我們控制卻會(huì)引發(fā)火災(zāi)。現(xiàn)在我們用一根燃著的蠟燭來模擬一場小型的火災(zāi)，大家運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，與同桌組成探究小組（提供剪刀、水、燒杯），盡可能多地想出滅火的方法并思考滅火的原理是什么？

[生]小組討論，提出滅火方案，進(jìn)行滅火實(shí)驗(yàn)。比如：將燒杯倒扣在蠟燭上、用手捏、扔到水里、用二氧化碳滅火器（隔絕氧氣）、用剪刀減掉燭芯（移走可燃物）、潑水（降低著火點(diǎn)）等。

[師]為什么二氧化碳可以用來滅火？利用了它的什么性質(zhì)？潑水來滅火降低了蠟燭的著火點(diǎn)嗎？

[生]小組討論：二氧化碳不可燃不助燃并且密度比空氣大。水降低了蠟燭的溫度，使溫度降低到著火點(diǎn)以下。

設(shè)計(jì)意圖：利用現(xiàn)有物品盡可能多地設(shè)計(jì)滅火方案，在發(fā)散學(xué)生思維的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力，也體現(xiàn)了探究教學(xué)是一種能使學(xué)生主動(dòng)獲取化學(xué)知識(shí)、運(yùn)用化學(xué)知識(shí)和解決化學(xué)問題的教學(xué)策略。設(shè)置兩個(gè)問題來糾正學(xué)生對(duì)“水滅火的原理是水能降低物質(zhì)的著火點(diǎn)”和“二氧化碳可以滅火是因?yàn)槎趸疾豢扇紵钡恼J(rèn)識(shí)偏差。

3.6 再探滅火，寓教于樂

[師]我們現(xiàn)在要進(jìn)行一個(gè)闖關(guān)游戲，尋找一位滅火達(dá)人，有誰要挑戰(zhàn)？

第一關(guān)：解釋“釜底抽薪”蘊(yùn)含什么滅火原理？

第二關(guān)：熄滅酒精燈采用什么原理滅火？

第三關(guān)：炒菜的時(shí)候油鍋著火，應(yīng)該如何處理？

第四關(guān)：在火勢很大的大樓里應(yīng)如何處理？

[生]進(jìn)行闖關(guān)游戲。

設(shè)計(jì)意圖：利用闖關(guān)游戲使枯燥的題目轉(zhuǎn)化成游戲的形式，達(dá)到寓教于樂的效果。

3.7 作業(yè)布置，服務(wù)生活

[師]大家根據(jù)家庭住房布局，以廚房著火為情境，設(shè)計(jì)最佳的火場逃生圖。

設(shè)計(jì)意圖：初中階段的化學(xué)教學(xué)主要是提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，即化學(xué)對(duì)生活有什么用，體現(xiàn)化學(xué)的應(yīng)用觀。

4 教學(xué)反思

學(xué)生在學(xué)習(xí)中或多或少存在認(rèn)知偏差。在進(jìn)行“燃燒與滅火”教學(xué)設(shè)計(jì)前，進(jìn)行問卷調(diào)查使學(xué)生認(rèn)知偏差有效地暴露出來。針對(duì)學(xué)生存在的問題，采用實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)策略進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。提供相應(yīng)的儀器藥品，讓學(xué)生自己提出猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究、得出結(jié)論。體現(xiàn)課堂是以學(xué)生活動(dòng)為中心，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)活動(dòng)的主人，成為學(xué)習(xí)行為的主動(dòng)執(zhí)行者，讓學(xué)生在活動(dòng)中多“說”、多“做”[4]。針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)探究，提升了課堂效率，同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)探究，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)生結(jié)合自己的思考產(chǎn)生認(rèn)知沖突進(jìn)而糾正認(rèn)知偏差。

參考文獻(xiàn)：

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[3]胡久華，王磊.初中化學(xué)教學(xué)策略[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2010.

[4]鄧聯(lián)勝，劉娟.基于暴露和糾正學(xué)生認(rèn)知偏差的課堂教學(xué)案例分析與思考[J].內(nèi)蒙古教育，2016，（1）：72～73.