李文良 张丽芳 施凤鹤

摘要：有效的教学是基于学生经验的教学，学生由于经验积累和知识水平的限制，会对某些知识产生认知偏差。因此，探索在教学中引导学生暴露“燃烧条件”课题内容存在的认知偏差，重点沿着人类发现燃烧的历史进程，采取合适的策略纠正学生的认知偏差，体悟知识从已知到未知的发生、发展的全过程，以期达到提升学生核心素养的目的。

关键词：燃烧;认知偏差;化学史;核心素养

文章编号：1008-0546（2020）04-0073-04

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2020.04.018

一、设计背景

建构主义认为，学习是学习者基于原有的知识经验生成意义、建构理解的过程。有效的教学便是基于学生经验的教学。但是在学习过程中，学生会受到经验积累及知识水平等因素的影响，在认知过程中出现对知识混淆、模糊化、曲解等，从而产生认知偏差[1]。“燃烧条件”课题内容，与日常生活联系紧密，学生既亲切又熟悉，其已有的生活经验易对部分知识产生认知偏差。本节课基于燃烧的发现史，探寻在教学中引导学生暴露已有的认知偏差，采取有效的策略，促使学生在新情境下实现认知偏差的纠正，以期达到提升学生核心素养的目的。

二、关注认知顺序的学生经验分析

基于生活经验、影视作品和之前学习，学生积累了许多燃烧在生产生活中应用和火灾事故的案例，认识燃烧的两面性;知道了许多物质点燃时可燃烧，氧气具有助燃性、二氧化碳不助燃也不可燃;初步感知化學反应需要条件，多次感受了实验探究、对比、讨论与归纳等方法，逐步形成了从物质的变化、定量和能量的角度认识化学反应。这些认识为本课学习提供了丰富的感性认识，但学生尚未上升到化学反应是有条件的、控制条件可以使化学反应发挥最大的化学价值等视角来理性地认识燃烧。

三、培育学科核心素养的教学策略

燃烧在化学史及生活生产上具有重要意义，筛选合适的富有教育价值的史料、借鉴科学发展中获得理论的研究方法，可促进学生从历史角度深刻认识化学学科的意义和价值。本节课基于火的发展史、燃烧理论史等史料，采取创新性实验与拓展性实验并行的探究教学策略，为学生创设情境引发认知冲突，引导学生动手实验、观察思考、交流讨论，在纠正认知偏差的过程中，理性认识燃烧现象，使学生对化学反应条件与价值形成正确的认知，进一步认识科学的本质，促进学生思维品质的发展，具体教学策略如图1所示。

四、纠正认知偏差的教学设计及意图

环节一：情境导人，激趣设疑（表1）。

【设计意图】从真实的情景中，调出学生对“火”已有认知，引领学生从历史角度感悟人类用火与文明发展的曲折历程，建立火与燃烧的关系，带着对燃烧的辉煌成果，纠正“燃烧的负面甚至灾难性影响”“水火不容”认知偏差，激发学生对燃烧本质的好奇。

环节二：科学探究，自主建构（表2-表4）。

【设计意图】燃素说是研究燃烧现象绕不开的环节，是人们最为直观的想象。通过查阅史实，基于先辈与自己的经验对燃烧条件作出猜想，既符合思维规律，又锻炼信息提取的能力。而实验的改进从认知顺序引导学生关注“温度”，再认识“着火点”的概念。整个过程暴露了燃烧需要点燃这一认知偏差，以加热使物质燃烧的实验让学生产生认知冲突，进而发现“点”与“加热”的本质是改变温度以达到可燃物燃烧的着火点，从而纠正认知偏差211。

【设计意图】“燃素说、氧化学说”史料的重演，可让学生体会科学是处在不断发展变化和成熟的过程中，是几代科学家对真理的追求与执着。高低蜡烛的熄灭，与之前二氧化碳灭火的原理存在认知冲突，通过实验在纠正认知偏差的同时，告诉学生二氧化碳和有毒烟气主要停留在热空气的上部。所以，逃生时应该矮身退出房间，提高学生的安全意识。

【设计意图】实验的创新设计以一种新问题情境呈现，让“新、奇、特”的信息唤起学生的思维动因，诱发学生思维的主动性。采用POE教学策略，即“预测一观察一解释”策略，学生结合所学知识对可能发生的现象及缘由进行“研判”，培养了学生分析问题、解决问题的能力：而对于“燃烧与其三要素之间的关系”的指向性问题，目的是培养学生控制变量的思想以及归纳演绎思维的能力，提升“科学探究与创新意识”等核心素养。最后，魔术的揭秘，巩固对燃烧条件的认识。

整个教学环节，学生不仅亲身经历了科学探究的过程，初步感受对比实验的方法，形成通过证据和推理证实或证伪来建立观念;而且感受了科学家的探索历程，初步养成科学家勇于质疑、求真求实的科学态度，产生对自己获取知识过程进行反思的意识，多角度培养学生的核心素养。

环节三：拓展延伸，模型建构（表5）。

【设计意图】异象燃烧实验的演示，意在纠正认知偏差的同时拓展学生的视野，引导学生从定性和定量角度理解燃烧与氧气的关系，从“不同物质形态”“二氧化碳不支持燃烧”的质疑中辩证认识一般与特殊的关系，让学生在认知冲突后对燃烧本质有更全面客观的认识，体会学无止境，学然后知不足的境界，实现了从“三要素”到“四面体”的思维转换。从而，基于证据意识厘清了观点、证据与结论的关系，提升学生学会建立并运用模型思想认识物质及其变化的一般规律。

环节四：辩证认识，科学用火（表6）。

【设计意图】引导学生树立正确的学科价值观，体会化学的价值与功能。树立“以控制条件来控制燃烧使之更好地服务于生活和保护好自己”的观念。

五、从“三维目标”到“核心素养”教学反思

常规教学中，关注化学学科正能量的传递，以火的发展史感知燃烧的利用对人类文明发展与进步的重要性，端正学生对燃烧的认知偏差;基于燃烧理论史的发展，以辩证的角度让学生产生认知冲突进而在科学探究过程中纠正认知偏差。拓展教学中，在成长教师的基础上，从不同视角、不同层面的选择活用了教材，更是发展了学生，使学生在合作交流中站在更高更深的角度思考问题、解决问题。

燃烧是学生熟知的生活现象，是首次从化学视角多角度认识化学反应。在系统认识化学反应的过程中，基于认知规律设计“历史重演”的教学线索，在三维目标的基础上重视培养学生的化学学科核心素养。

1.从知识技能到关注科学认识和观念

通过白主探究的过程，认识化学反应的条件性;从铁丝在氧气中的燃烧建构定性与定量相结合的思维方式;从镁条燃烧辩证认识一般与特殊的关系，体会学无止境;从铁粉与铁丝、固体石蜡与液体石蜡的燃烧，辨识物质形态在一定条件的性质，多角度让学生认知在矛盾冲击之后对燃烧本质有更全面客观的认识，从而培养学生变化观念与平衡思想、宏观辨识与微观探析的核心素养。

2.从过程方法到关注科学思想与方法

学生通过实验探究过程，学会收集各种证据，并基于证据进行分析推理，证实或证伪假设，形成了物质可燃性研究的认知模型，能运用模型迁移并初步解决各类化学问题。同时，以实验为载体让学生产生认知冲突进而纠正认知偏差，逐渐把学生对燃烧的认识从感性带到理性，从现象带到本质，培养学生的证据推理与模型认知、实验探究与创新意识的核心素养。

3.从情感态度价值观到关注科学态度与责任

以火的发展史辩证认识化学与社会发展的关系;以燃烧理论史认识科学家对真理的追求与执着，在理解运用和评价质疑的过程中使学生感受到科学探究的艰辛与曲折，增强学生终身学习的意识和怀疑批判、严谨求实的科学精神，提升学生科学态度和社会责任的核心素养。

参考文献

[1]陈建，李秀霞.运用探究教学策略纠正认知偏差——九年级“燃烧与灭火”教学设计[J].化学教学，2016（10）：32-35

[2]吴琼材，杨梓生.关注学生经验的教学设计——以“常见的化学反应——燃烧[第一课时）”为例[J].化学教与学，2015（5）：65-67

[3]王程杰.燃烧条件“3+1”[J].化学教学，2016（1）：49-55