基于認(rèn)知同化理論的教學(xué)設(shè)計

張方政

認(rèn)知同化理論是美國現(xiàn)代著名認(rèn)知心理學(xué)家奧蘇貝爾提出來的一種學(xué)習(xí)理論，該理論闡述了學(xué)校課堂情境中學(xué)生學(xué)習(xí)的規(guī)律。奧蘇貝爾從學(xué)生學(xué)習(xí)的方式上將學(xué)習(xí)分為接受學(xué)習(xí)與發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)；從學(xué)習(xí)的內(nèi)容上又將學(xué)習(xí)分為有意義學(xué)習(xí)和機械學(xué)習(xí)。他認(rèn)為學(xué)校中的學(xué)習(xí)最主要的應(yīng)該是有意義的接受學(xué)習(xí)，有意義學(xué)習(xí)的過程就是原有觀念對新觀念加以同化的過程，即把新信息納入到原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中去，用原有的知識來解釋新知識，或者以新知識充實、改組原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

物質(zhì)的量是中學(xué)化學(xué)中的核心概念。以物質(zhì)的量為核心的基本概念構(gòu)成了定量計算的基礎(chǔ)，貫穿高中化學(xué)學(xué)習(xí)始終。通過

對《物質(zhì)的量的單位——摩爾》

的學(xué)習(xí)，可使學(xué)生體驗到定量研究的方法對研究和學(xué)習(xí)化學(xué)的重要作用，使學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識從初中的物質(zhì)變化、質(zhì)量守恒上升到對數(shù)量的認(rèn)識。但微觀粒子用肉眼是觀察不到的，十分抽象。對高一新生而言，他們的抽象思維能力還不是特別發(fā)達，再加上本節(jié)內(nèi)容概念多、關(guān)系式多，這些都構(gòu)成了學(xué)生的學(xué)習(xí)障礙。為了促進學(xué)生對“

物質(zhì)的量”概念的理解，進行了如下的教學(xué)設(shè)計。

一、加強教學(xué)與生活的聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生有意義學(xué)習(xí)的心向

奧蘇貝爾認(rèn)為，動機的作用與相對重要性，取決于學(xué)習(xí)的類型和學(xué)生的發(fā)展水平。學(xué)生的認(rèn)知學(xué)習(xí)是受內(nèi)部和外部動機影響的，而動機本身既受認(rèn)知學(xué)習(xí)結(jié)果的影響，又受身心發(fā)展和社會文化諸因素的影響。教師的教學(xué)藝術(shù)在于如何認(rèn)識、控制和調(diào)節(jié)這些因素，使學(xué)生始終充滿學(xué)習(xí)的動機。在教學(xué)過程中，既要充分挖掘知識本身的認(rèn)知功能，滿足學(xué)生的求知需求，更應(yīng)注重教學(xué)與生活的聯(lián)系，以學(xué)生熟悉的生活情節(jié)和感性認(rèn)識為基礎(chǔ)，不斷創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)部動機。如為了說明摩爾這個概念的使用規(guī)范，我用生活中的長度單位做類比，指明我們不能說“氫氣的摩爾數(shù)是5”就像我們不能說“這張桌子的米數(shù)是5”一樣。為了幫助學(xué)生理解摩爾的規(guī)定性，我通過播放一段視頻來吸引學(xué)生的注意力，同時引起學(xué)生在方法論上的思考。為了說明阿伏伽德羅常數(shù)是一個非常大的數(shù)，只能適用于微觀粒子，不能用來描述宏觀的物質(zhì)，我舉了以下例子：如果把

6.02×10²³個直徑為2.5cm的硬幣排成一行，可以來回于地球與太陽之間240.8億次；如果把6.02×10²³粒米給全球60億人吃，每人每天吃一斤，要吃14萬年。

二、設(shè)計先行組織者，喚醒學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)

奧蘇貝爾認(rèn)為，學(xué)生能否習(xí)得新信息，主要取決于他們認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的觀念，要促進新知識的學(xué)習(xí)，首先要增強學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中與新知識有關(guān)的觀念。在環(huán)節(jié)一的新課導(dǎo)入階段，我設(shè)置了四個問題情境，以喚醒學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。用學(xué)生知道的“千克作單位，對應(yīng)的物理量是質(zhì)量”“米作單位，對應(yīng)的物理量是長度”作為先行組織者，為學(xué)生同化“摩爾作單位，物質(zhì)的量是物理量”提供認(rèn)知固定點。用測化學(xué)課本一張紙的厚度來說明微小物質(zhì)的計量方法，用1滴水所含的分子數(shù)之多來說明引入一個新的計量單位的必要性，用箱、打、雙來類比摩爾就是一個單位。

在《物質(zhì)的量的單位——摩爾》的教學(xué)中，可直接告訴學(xué)生用摩爾做單位計量微觀粒子時應(yīng)注意的事項。接下來引導(dǎo)學(xué)生思考，一盒鉛筆有12支，一盒別針有100枚，1摩爾粒子集體所含的粒子數(shù)為多少呢？為避免學(xué)生機械學(xué)習(xí)，我在這里設(shè)置了一個比較性組織者，介紹保存在法國計量局的千克原器，是質(zhì)量的一個單位1kg，它是人們?yōu)榱耸褂谩⒂嬎愕姆奖愣藶橹饔^規(guī)定的，這樣學(xué)生可以順利完成“摩爾的規(guī)定”的同化過程。

三、創(chuàng)設(shè)問題情境，自主建構(gòu)知識

本節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)的另一個難點就是關(guān)系式多，學(xué)生普遍感到公式難記。為了減少學(xué)生的機械記憶，變接受學(xué)習(xí)為發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)，使學(xué)生直接參與到知識的形成過程，了解公式的來龍去脈，增強記憶的牢固性，便于學(xué)生提取信息，我通過創(chuàng)設(shè)問題情境，設(shè)計了一組簡單的計算題：1molH含有N_A個H，則2molH含有2×N_A個H，amolH含有a×N_A個H，引導(dǎo)學(xué)生運用歸納法自己找出物質(zhì)的量、微粒數(shù)目、阿伏加德羅常數(shù)之間的換算關(guān)系。這樣，通過學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)的知識，記憶會非常牢固。由于本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的重點在計算，因此，我設(shè)計了兩組例題，提醒學(xué)生注意解題規(guī)范和微觀粒子組成的層次性。

在摩爾質(zhì)量的教學(xué)環(huán)節(jié)，為了促進學(xué)生認(rèn)識的發(fā)展，使學(xué)生體驗科學(xué)研究的方法之一，即收集數(shù)據(jù)——發(fā)現(xiàn)規(guī)律——提出假設(shè)——理論證明，我設(shè)計了一個小組活動，通過提供數(shù)據(jù)讓學(xué)生分別計算1mol不同物質(zhì)的質(zhì)量，再分別與相對原子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量對比，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，然后讓學(xué)生證明1mol原子的質(zhì)量以克為單位時，在數(shù)值上等于相對原子質(zhì)量。

物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量之間的換算關(guān)系則采用演繹的方法，由學(xué)生根據(jù)摩爾質(zhì)量的定義自行推導(dǎo)得出。然后通過一組練習(xí)來加深對概念的理解，鞏固知識。

人類認(rèn)知發(fā)展的規(guī)律，是從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。如果沒有感性認(rèn)識做基礎(chǔ)，理性認(rèn)識就會有偏差或模糊不清。為了讓學(xué)生理解物質(zhì)的量是聯(lián)系物質(zhì)宏觀質(zhì)量和微觀粒子數(shù)的橋梁，我提供了一道計算題，通過質(zhì)量與粒子數(shù)的換算，幫助學(xué)生建立感性認(rèn)識，從而更深刻地理解物質(zhì)的量的橋梁意義。

四、精選練習(xí)，加強對概念的辨析

認(rèn)知同化理論認(rèn)為，原有概念與新學(xué)習(xí)的概念的區(qū)別程度，是影響意義學(xué)習(xí)和記憶保持的重要變量。教學(xué)要防止新舊概念的混淆，使新概念能夠作為獨立的實體保持下來。在物質(zhì)的量和摩爾的概念教學(xué)環(huán)節(jié)，為了加強對概念的辨析，提高概念掌握的牢固程度，我設(shè)置了如下一組判斷題：（1）摩爾是七個物理量之一。（2）摩爾是物質(zhì)的質(zhì)量單位。（3）氫氣的量為1摩爾。（4）氫氣的摩爾數(shù)是5。

為了讓學(xué)生更好地掌握摩爾質(zhì)量的概念，我設(shè)計了如下表格，引導(dǎo)學(xué)生分別從單位和數(shù)值兩個角度對相對原子（分子）質(zhì)量、1mol物質(zhì)的質(zhì)量、摩爾質(zhì)量三個概念進行了辨析。

總之，本節(jié)課我以認(rèn)知同化理論為指導(dǎo)，試圖通過提供一些內(nèi)容作為組織者，為學(xué)生建構(gòu)新知識提供固定點，通過知識遷移的方式進行教學(xué)，同時注意歸納法和演繹法在教學(xué)過程中的應(yīng)用，以期在認(rèn)識論與方法論兩個層面上達成學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的變化，實現(xiàn)有意義的學(xué)習(xí)。

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（責(zé)任編輯 羅 艷）