基于认知弹性理论的高中化学教学设计研究

张武明

【摘    要】认知弹性理论是不良结构领域知识获取和转移的一种学习理论，对高中化学教学设计具有重要意义。结合当前高中教学中培养学生基本素养的目标，提出了高中化学教学的设计策略，注重多视角的概念表征，实施多维分析与概念设计。

【关键词】高中化学;教学设计;认知弹性理论

中图分类号：G633.8        文献标识码：A      文章编号：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、認知弹性理论指导高中化学教学设计的适用性

基础化学素养不仅是一种简单的“认知结果”，也是当前学生普遍存在的“认知方式”。因此，传统的客观主义学习理论已不能适应学生化学基础素养发展的需要。在当前课程中所应用的认知弹性理论，由于其“折中”的特点，可以兼顾发展中学生“认知结果”和“认知方式”的要求，对我国高中化学教学设计具有很强的指导性作用。

（一）高中化学教学内容存在结构不良领域知识

化学是一门以实验为基础的学科，其知识的接受、拓展和应用与实践有着千丝万缕的联系，然而大多数化学知识来自化学实践，通常与实际化学问题的动态情况没有直接对应关系。学生在解决结构不良问题过程中所经历的思维过程与化学基础素养培养学生“认知风格”的需要十分吻合，包含结构不良领域的高中化学知识内容，既符合化学知识的客观实际，又符合培养学生化学基础素养的需要。

（二）高中化学教学应当采取高级学习的学习方式

高中化学鼓励学生应采用“超前学习”的学习方法，事实上，传统教学模式在培养学生核心素养方面的指导作用并不明显，虽然简化了化学问题面临的处境，能在有限的时间内提高教学的内在有效性，但是，盲目依靠这种教学方法容易使学生形成思维倾向，会导致学生对复杂问题片面理解，不利于学生将所学知识转移到实际问题情境中。因此，在高中化学教学中培养学生的基本化学素质，教师应创设与生活中实际化学问题相符的情境，关注学生在解决语境问题中知识生成和不断完善的过程，鼓励学生采取“高级学习”的学习方式，以深刻理解知识本体，体验知识本体所表现出来的复杂性，结合知识和情境，在高中化学教学中灵活应用。

（三）高中化学教学要重视提升学生的认知弹性

与课堂学习和考试面临的化学问题不同，现实生活中的化学问题具有很大的不确定性，存在许多潜在的无法控制的因素。要想有效处理化学中所面临的问题，或者是对问题提出合理的看法与意见，不仅要求学生灵活运用自己的知识，分析问题的情况，做出正确的认识，同时学生必须合理地检索或收集解决问题所需的信息，并根据问题的情况进行有针对性的重组，以应对情境问题。因此，提高学生的认知灵活性是学生基本化学素质发展中不可或缺的。

二、认知弹性理论指导下的高中化学教学设计建议

（一）重视概念多视角表征，实施概念的多维分析设计

当前我国高中化学学科的学习目标不仅是对化学理论知识的掌握，还包含对学生综合素质的提高，以此为基础达到对学生基本化学素养的提升，并增强学生认知灵活性。知识的呈现方式对学生认知弹性的发展起着决定性的作用，在知识呈现过程中运用的视角越多，越有利于学生认知弹性的发展。

如表1所示，教师在进行“Fe的电化学腐蚀”模块的教学中，需要从不同角度进行学习方法的引导，让学生通过对不同角度进行化学知识理解，从而达到对复杂知识的简化，从中获得化学知识，在提升学生认知弹性的同时，完成对化学知识的深入理解。一个化学问题在不同时间、不同境遇下的理解是不同的，所以需要从不同角度出发，才能实现对问题的深入分析。认知弹性理论的应用可以帮助学生在不同情况下进行知识的应用，方便学生对所学知识进行迁移运用，能有效提高学生的认知弹性。根据上述分析，在对高中化学课程设计中，需要将概念的多视角表征和案例的多维分析放在核心地位，以期做到举一反三，通过一个知识或方法达到对相关问题的理解，从而增强学生对化学知识整体结构的理解。

（二）运用概念的相关案例，实施概念与案例“交叉纵横形”设计

弹性理论中强调案例在教学过程中作用的理解，需要通过合理的案例帮助学生进行经验总结以及知识深入理解，通过这种方法不仅可以提高学生的理论分析水平，而且可以起到理论与实践的沟通作用。根据认知弹性理论的相关运用案例，将案例与相应的化学概念“配对”，并实现不同案例与概念之间的相互联系。在具体的教学中，对一个化学理论的学习，需要联系到很多相关理念，并通过很多相关的案例进行引导学习，而对于化学案例来说，更加需要多个相关案例对多个相互关联的化学概念的表征进行支持，以此形成一个有化学概念和相应的化学案例所交替构成的“纵横交叉形”结构。例如，在化学课程中对于“物质的量”板块的学习，在这个单元中所涉及的知识点具有一定难度，如“物质的量与阿伏加德罗常数”“气体摩尔体积”“摩尔质量”“物质的量浓度”。高中生在初中课程学习中已经学习了关于“HCl与NaOH的中和反应”“木炭燃烧生成CO或CO2”“高锰酸钾加受热分解生成氧气”“实验室制备H2”，为此可以通过弹性理论进行结合理解，以期待带动本课程中的学习。

三、结语

当今时代，认知弹性理论对高中化学教学具有重要的指导意义。认知弹性理论不能成为教学过程中唯一的学习方法，对很多经验不足的教师来说，这种教学方法的落实还存在很多有待改进的地方，为此教育研究者和一线教育工作者必须共同努力，进一步深化认知弹性理论教学方法。

参考文献：

[1]胡杨， 王后雄. 基于认知弹性理论的高中化学教学设计研究[J]. 教育理论与实践，2020（11）.

（责编  侯  芳）