基于认知负荷理论的“打比方”教学策略

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1、基于认知负荷理论的“打比方”教学策略　　[摘要]　　基于认知负荷理论，分析在高中化学教学中运用生活化“打比方”进行教学的案例，并对生活化“打比方”教学提出建议，将抽象化学教学转变为形象教学，减轻学生外在的认知负荷，提升教学质量。　　[关键词]　　生活化；“打比方”；认知负荷；化学教学　　基础教育课程改革极力倡导减轻学生学业负担，但现状不容乐观。高中化学课堂教学中普遍存在学生学业负担过重、课堂低效的现象。很多教师忽视高中生认知发展特点，在课堂教学中只要求学生记忆某些概念、原理、物质的性质、实验现象等

2、知识，然后通过大量的练习来巩固、提升对知识的理解。在这种模式的学习中，学生外在认知负荷高，教学效果很不理想，导致很多学生认为化学就是死记硬背、枯燥无味的学科，对化学的学习失去兴趣。因此，我们有必要从减轻学生外在认知负荷的角度来改进我们的化学课堂教学，笔者以认知负荷理论为指导，尝试在教学中巧用生活化“打比方”进行教学，取得了较好的成效。　　一、认知负荷理论简介　　澳大利亚新南威尔士大学的认知心理学家约翰?斯威勒（JohnSwdler）于1988年首先提出认知负荷理论（CognitiveLoadThe

3、roy，简称CLT）。认知是指对信息的加工过程。负荷是指在认知过程中所需要的认知资源的总和。认知负荷理论在教学实践领域的研究取得了一定的成果，对教学实践具有重要的现实指导意义。　　认知负荷的生成因素有两类，一类是由学习材料本身的复杂性所引起的，称为内在认知负荷，内在认知负荷的高低取决于学习材料的复杂性和学习者已有的认知经验；另一类是由学习材料的组织和呈现形式所引起的，可分为无效认知负荷和有效认知负荷。无效认知负荷不利于信息加工与获得，也称为外在认知负荷；有效认知负荷有利于信息加工与获得，促进图式构

4、建和图式自动化过程，也称为相关认知负荷[3]。　　对于特定的学生个体而言，其认知负荷总量是一定的，三种认知负荷是一种此消彼长的关系。作为教学的组织者，要优化教学设计，在相同的内在认知负荷情况下，尽量减少学习者的外在认知负荷，提升相关认知负荷。　　二、基于认知负荷理论巧用“打比方”的教学案例分析　　案例1：强酸、弱酸溶液中H+的行为　　强酸、弱酸分别与金属反应产生氢气的量与速率的大小关系的比较，是很多学生认识理解上的一个难点。教学中笔者把强酸与弱酸比作“两个不一样的大富翁”，H+就是他们所拥有的“货

5、币”。强酸是一个把所有的货币都带在身上的富翁，相当于强酸完全电离；而弱酸是一个只把极少数货币带在身上，而绝大部分都存在银行的富翁，相当于弱酸部分电离。　　当等物质的量浓度等体积的盐酸与醋酸分别与足量的表面积相等的锌粒完全反应时，由于盐酸、醋酸都是一元酸，二者的物质的量相等，相当于盐酸与醋酸这两个富翁所拥有的货币总量一样。因为盐酸把所有的货币都带在身上，所以他想买东西时，可以直接付款，更方便，因而反应速率更快；而醋酸只带极少量的货币在身上，而且每次只能从银行里取出一小部分，因此想要买更多东西时，就要

6、多次提取，需要更多的程序，因而反应速率更慢。但是由于两个富翁的货币总量一样多，因此当把全部货币都用来买相同产品时，买到的产品数量应是一样多，即反应中产生的氢气总量相等。　　通过这个生活化比方，原来对这个问题毫无头绪的学生有了顿悟的喜悦，一下子理解了醋酸溶液中由于存在电离平衡而与盐酸表现出不同的性质。接着笔者又提出下面的问题：当等pH等体积的盐酸与醋酸分别与足量的表面积相等的锌粒完全反应时，二者反应的速率与产生氢气的总量关系如何？这个问题既可作为当前学习的一种巩固，也是一个提升。　　短暂的思考之后，

7、学生就七嘴八舌地讨论起来了，一个个显得胸有成竹，纷纷地说出各自的见解。当然，一部分对pH的概念理解不够透彻的学生还在犹豫之中。我们可以让已经领悟的同学，用刚才的比方来分析它们的反应过程。很快他们就做出如下的分析：两种酸的pH相同，即二者电离出来的H+浓度相同。此时，相当于盐酸与醋酸这两个富翁带在身上的货币一样多，但是盐酸没有储蓄，而醋酸还有很多的储蓄，这就意味着醋酸货币总量要比盐酸多得多。当带在身上的钱用完时，醋酸还可以再去银行取，可以在相对一段时间内都能保持比较旺盛的购买力，而且由于资产雄厚，可

8、以购买更多的产品。而盐酸所有的家当都带在身上，购买力明显比醋酸小。即等pH等体积的盐酸与醋酸分别与足量的表面积相等的锌粒完全反应时，醋酸的反应速率比盐酸大，并且产生的氢气的量也更多。此时，原先还在疑惑中的学生一听，也都会心地点着头，表示理解。　　通过这个生活化比方，把一个内在认知负荷非常高的知识点轻易地突破了。很多学生在高中毕业多年后告诉笔者，已经好几年没有接触化学了，但是当时关于“两个不一样的富翁”的比方，现在还记忆犹新。显然通过这个方式处理教材，已让学生真正地领悟了知识。　　在