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    運(yùn)用探究教學(xué)策略糾正認(rèn)知偏差

    2016-11-25 21:24:47陳建李秀霞
    化學(xué)教學(xué) 2016年10期
    關(guān)鍵詞:認(rèn)知偏差探究教學(xué)問卷調(diào)查

    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):

    [1]鄧聯(lián)勝.“說題”是暴露和糾正學(xué)生認(rèn)知偏差的有效策略[J].數(shù)理化學(xué)習(xí),2014,(8):87~88.

    [2]鄧聯(lián)勝.化學(xué)教學(xué)中學(xué)生認(rèn)知偏差的暴露途徑及糾正策略[J].學(xué)周刊,2012,(2):95.

    [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.

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