基于认知灵活理论的高中化学概念教学策略研究

刘作儒

摘 要：在高中化学教学中，化学概念是一个十分重要的内容，属于化学知识网络的节点。而将认知灵活理论应用于化学概念教学中具有重要的现实意义，可以增强学生对化学知识体系的掌握，提高其知识迁移能力，为后面的学习奠定坚实的基础。

关键词：认知灵活理论;高中化学;概念教学

中图分类号：G63         文献标识码：A          文章编号：1673-9132（2016）10-0245-152

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2016.10.034

认识灵活理论是基于建构主义发展而来的高级学习指导理论，其主要应用目的在于提高学生认知弹性，从不同的角度理解所要学习的知识，并能够将其用于实例的分析中。在高中化学概念教学中，认知灵活理论的应用具有重要的现实意义。

一、认知灵活理论概述

自上个世纪九十年代起，建构主义逐渐兴起，斯皮罗等人针对结构不良与复杂问题的本质特征提出了认知灵活理论。劣构领域知识情境多变、问题复杂，若是仅从一个方面了解知识，则必然存在局限性。基于此，认知灵活理论的一大基本原理即为多元化表征，也就是从多个方面学习一个概念，或是从一个方面对多个概念进行学习，实现对概念全面而深入的掌握，增强知识的迁移运用能力[1]。

案例与概念的“十字交叉”是认知灵活理论的另外一个基本原理，如下图中的C1、C2、C3、C4分别是不同的案例，而Object指的是目标概念。由案例指向概念代表的是从不同的案例、不同的角度学习知识;由概念指向案例代表的是将知识迁移至不同的情境中，从而实现对案例的分析。

图1 案例与概念的十字交叉式

综上可知，知识体系的构建是双向的，一方面是学习新知识，另一方面则是利用知识对已有的经验进行改造。因此，在进行高中概念教学时，应学会充分使用生活实例，实现对化学概念的深入理解与灵活使用。

二、基于认知灵活理论的高中化学概念教学策略

（一）多角度引导学生自主探究

在传统的高中化学概念教学中，教师被固定在教学活动的实施者这一身份上，因此学生的学习往往是被动的、强制的，使得整个教学活动僵硬、枯燥。基于认知灵活理论的高中化学概念教学，教师的角色也应是多变的，其不仅是在向学生传输知识，更重要的是引导学生独立思考，主动探索学习。

例如，“物质的量”这一概念较为抽象，不利于学生的学习，因此教师在开展教学活动时，需结合生活实例帮助学生进行理解。假设现在一共有一卡车的一元硬币，理论上每一枚硬币的体积、形状以及质量都是一样的，那么如何知道卡车内的硬币数量。此时教师可以向学生提问，并令其互相讨论、总结，最终可以得到以下几种方法：（1）直接数数;（2）称量得到硬币总质量与一个硬币的质量，相除以后得到硬币数量;（3）称量硬币的总质量与100个硬币的质量，相除以后再乘以100，得到硬币数量;（4）量出硬币的总体积与100个硬币的体积，相除以后再乘以100，得到硬币数量;（5）量出硬币的总厚度与100个硬币的厚度，相除以后再乘以100，得到硬币数量;（6）通过模具的应用，实现对硬币的计量。例如，在木板中刻上凹槽，每个凹槽可卡入10枚硬币。对上述几种方法进行分析对比，得到简单、有效的方法。教师在此过程中需及时引入中间物理量搭桥换算法，并提出宏观物质以微观粒子的形式存在的概念，使得学生能够认识到“物质的量”属于物理量，指的是含有一定数量的粒子集合体，是大单位微粒集体。此种教学方式有利于增强学生的理解，加深记忆，也为后期“摩尔质量”的教学奠定基础。

（二）应用认知冲突理论修正学生思维

认知冲突指的是认知发展中原有认知和现实情境不符时，引发的心理矛盾。根据认知冲突理论研究发现，若是原有认知和现实情境出现差别，则往往是由主体对原有知识结构进行改变，以达到适应现实环境的目的。基于此，高中化学概念教学中，教师应刻意设置一些和学生原有知识结构相冲突的案例，从而达到吸引学生注意力、调动学习积极性的目的。此外，通过认知冲突理论的应用，能够实现学生原有认识的修正与思维宽度、广度的拓展[2]。

例如，“氧化还原反应”不仅是概念的教学，还是原理知识的教学，在不同的阶段，学生所学习的内容也存在一定的差异。在初中阶段，主要从“得氧”与“失氧”的角度学习氧化还原反应，在高一教学中应以此为基础，展开深入教学。首先，列举初中氧化还原反应：CuO+CO=Cu+CO2，然后引导学生思考反应中的“得氧”“失氧”，并分析变化本质。此时，可列举另外一个已学过的反应：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑，并指出在该反应中并不存在“得氧”“失氧”现象，但依旧是氧化还原反应。该反应分析对于学生而言，引发了其认知冲突，使得其在教师的引导下能够站在化合价的角度学习氧化还原反应，掌握氧化还原反应的一大重要特征为化合价升降，本质则是电子转移。在该教学策略中，教师向学生传达了一个重要理念，即认识是处于不断发展过程中的，实现学生思维的不断完善。

（三）超越具体事实，挖掘概念教学的深度

对于学生而言，只有具备深层概念理解能力，方能为后期高阶学习保驾护航。因此，教师在开展概念教学工作时，应把教学的重心放在培养学生对深层概念的理解能力上，而不是单纯的对化学概念进行强行的记忆。高中化学概念教学需摆脱具体知识点的局限，通过超越具体化的化学事实，激发学生的深层次思维，促使其能够在遭遇未知新问题时进行自主处理[3]。

例如，在“摩尔质量”“气体摩尔体积”“物质的量浓度”等概念教学中，教师可引入日常生活中的“单价”问题，如某样商品的单价为5元/斤，由此可得出：单价=钱数/斤数（质量）。将该等式引入到上述化学概念中，可以得出“摩尔质量”和“物质的量”的转化如下式：M=m/n。在此教学策略中，实现了细小知识点向概念性总结的转变，教师教会学生的是解决问题的方法，为其自主学习提供支撑。

三、结语

综上所述，高中化学教师必须认识到认知灵活理论在概念教学中的重要意义，并能够根据实际教学内容，选择合适的教学策略，从而有效调动学生的学习积极性，增强学生深层概念理解能力，为其后期的学习奠定坚实的基础。

[1]    葛岩.建构主义理论下高中化学概念的教学策略[J].读与写：教育

教学刊，2014（2）：148-149.

[2] 程素萍，王婷婷.认知灵活性理论及其对教学实践的启示[J].天津

师范大学学报：基础教育版，2011（1）：14-18.

[3] 谢晓红.基于知识迁移理论的高中化学概念教学[J].试题与研究：

新课程论坛，2012：40-41.

Research on the Concept Teaching of High School Chemistry Based on Cognitive Flexible Theory

LIU Zuo-ru

（Minle No. 1 High School， Minle Gansu， 734500， China）

Abstract：  In high school chemistry teaching， the concept of chemistry is a very important content， which belongs to nodes of chemical knowledge network. The cognitive flexibility theory applied to chemical concept has important practical significance in the teaching， which can enhance students mastery of chemical knowledge， improve the knowledge migration ability， and lay a solid foundation for the future learning.

Key words： cognitive flexibility theory; chemistry of senior high school; concept teaching

[ 责任编辑 赵建荣 ]