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摘要：在新课标视域下，了解“知识的错觉”表象归因分析，以“科学项目式实践作业”为载体开展研究，减少“知识错觉”现象，打破自己知识盲区，培养独立思考能力。研究过程按： 认识自我，扩大认知半径；开放自我，接纳外界反馈；理解自我，坚持学以致用等实践策略实施。 通过一系列的“科学项目式实践作业”，多种形式相结合的方式拓展科学课堂学习检测，丰富学生的知识储备的同时，锻炼发现、转换、解析真实情景问题的能力，促进独立思考、探究学习的习惯培养。在协学组交流时将实践探究过程思维可视化展示，知识框架系统更完善、对科学的研究过程和方法、科学技术对社会和个人所产生的影响更深入理解，激发学生学习的内驱力，发展学生科学素养。同时也促进了教师专业素养的提高。

关键词：知识错觉；独立思考；项目式实践作业

一、研究缘起

（一）知识错觉表现的存在

知识的错觉是一种普遍存在的现象。由于知识共同体的真实存在，造成了学生的认知局限性，让学生高估了自己的能力。

表现一：知识的浅表，对事实的本质理解有差距

对于很熟悉、很简单的日常事物，由于解释性深度错觉（指的是不需要深度解释事物的运行原理，所以不会揭穿不了解的事实，从而制造一种自己“很懂”“很了解”的错觉），以为自己了解的表象，就是事物的全部，但被深入追问时却又答不上来。如吸饮料、推桌子不能推动摩擦力与推力大小关系等。在自习课、社团等自主学习时间，遇到困难就找“帮忙”，名为“讨论”实是寻求结论。

表现二：能力的缺乏，对自己的知识水平易高估

心理学上的达克效应（也称邓宁-克鲁格效应）：能力缺乏者，在自己欠考虑的情况下得出错误的结论。这些能力缺乏者沉浸在自己营造的优势虚幻中，高估自己的能力，无法客观评价他人。图1。

学生在许多项目设计过程中对实验方案的设计，不能较好根据实际条件考虑全面适性设计，致使在后期探究实践过程中遇到问题就束手无策出现脱节，如电路连接灯不亮，不能分析判断找出故障；课堂与课余学习过程中分界线过度清晰，致使学习延续性、迁移性不够，活动往往半途而废。

（二）知识错觉表现的深究

一旦产生了知识错觉，深入思考易停止。因为学生不能正确区分哪些知识是内化了的，哪些并没能掌握。将已有与外有知识混淆，影响对自身行动（设想）的判断决策。分析原因学生在批判性思维缺乏，我们需培养独立思考能力，加强质疑意识指导。

独思调查分析：

为了解学生学习过程独立性六项指标调查问卷，对学校七年级120名学生进调查，具体结果如表一：

问卷调查、学生交谈等，发现教师教学理念、课堂教学方式，对学生独立思考培养等方面都有一定的问题。这也更暴露学生知识错觉，并未意识到自己的知识能力缺乏，却沉浸于印证自己观点和想法的环境中，他的想法越容易得到强化，从而出现所谓的“过滤器泡泡”和“回音壁效应”。

二、研究设计

（一）实践操作思路

调查、交流还发现，学生对课余调查、实践探究类项目作业有意向。根据知识错觉表现及产生原因，通过一系列项目问题情境的“科学项目式实践作业”，以学生思维发展为学习主体，多种形式相结合的方式拓展科学课堂学习检测，丰富学生的知识储备的同时，锻炼发现、转换、解析真实情景问题的能力，促进独立思考、探究学习的习惯培养。思路流程如图2：

（二）理论依据概念

理论（1）新课标课程理念。《义务教育科学课程标准》（2022年版）中提出， 突出学生的主体地位，利用学校、家庭、社区的各种资源，创设良好的学习情境，设计适宜的探究问题，引发学生认知冲突，激发积极思维。倡导以探究和实践为主的多样化学习方式，让学生主动参与、动手动脑、积极体验，经历科学探究以及技术与工程实践的过程。教研室印发了《浙江省初中科学学科教学基本要求（2021版）》。第21条：“注重启发式、互动式、探究式教学，重视教与学的过程，呈现知识形成过程，尽量让学生在自身的体会和感悟中得出结论”。

理论（2）“最近发展区理论”。学生有现有水平（独立活动时所能达到的解决问题的水平）、可能的发展水平（通过教学所获得的潜力）。两者之间的差异就是最近发展区。超越其最近发展区而达到下一发展阶段的水平，然后在此基础上进行下一个发展区的发展。

概念（1）知识的错觉：在知识触手可及的世界，学生分不清什么是自己知道的，什么是自己不知道的，因而高估了自己的知识储备。平时经常说知其而不知所以然。解决关键是结合学生成长的身心发展规律，促发学生独立思考能力培养。当中项目实践化作业设计时包括实物模型、史实（理论或探究）资料、自编题组等。

概念（2）项目式作业：以协作方式师生围绕真实实践情景确定项目问题，协学任务合作思维碰撞（头脑风暴），个性（组合作）项目作业评价反思。过程要素包括：①真实情境，②问题模型，③学科综合，④专业设计，⑤协学合作，⑥项目成果，⑦反思评价。学生在任务驱动下完成项目，挖掘核心概念，追溯“知识”背后的“知识”，建构完整的知识框架，加深对知识内在联系的理解，质疑提炼、内化知识形，提高对知识的应用和迁移能力，发展科学核心素养。

（三）项目作业模式

图3 项目作业模式图

三、研究实施

“科学项目式实践作业”为载体，减少和克服“知识错觉”现象，打破知识盲区。

（一）自我剖析，扩认知半径

学生的认知因个人经历、家庭背景、成长经历等因素影响，存在着不同差异的缺陷，但由于不清楚自己的认知边界，所以才会产生知识错觉的现象。因此，可以通过扩大自己的认知，来减少这一现象。

美国气象学家J·马歇尔谢博德博士认为人的认知范围可看成一个圆圈（图4），认知半径变大，人的认知范围也就随之增大。视野拓宽了，愿意接纳的事物也就越多，知识盲区也会逐渐被打破。

（1）探究学习中对比感受，总结提炼

在探究学习过程中，回顾已往经验，思考教训并及时记录反思，尤其是存在一些看问题不全面的主观想法、对他人的行为不认同等极端偏见等，与现今情景对比探究感受，让自己从中得到启发。经过一段时间的对比和观察，能总结提炼自己在各方面中存在的偏见。

★案例1：智慧云平台技术延伸

教师项目任务布置，微课录制（包括假期项目）等资源上传至“云库”（学生设定权限范围内进入）如图5。学生可方便地运用各类智能移动技术进行学、互动，如QQ、微信群，学校网站也设立专栏为学生、教师增设互动空间如贴吧之类，这样将时空拓宽并能反复利用修改，是课堂教学的拓展与延伸，是课堂教学的必要补充，学生也有充分时间进行自我总结反思。

如大气压教学中教材给提供了覆杯实验、纸盒吸牛奶、瓶中取袋等实验。

再思考：能不能更生活化、更有“学景”联系。预学过程，可让学生提前模拟“课堂实验”，产生悬念，并自主探究。学生思维一旦激发就活跃发散，有许多突发奇想。同时也可给网络资源辅助，让学生学会解密（图6扫描二维码观看实验材料和操作步骤）。

（2）探究学习中对比研判，质疑求证

收集到探究数据（信息），不急于下定论，以质疑求证方式多方验证信息的来源及准确性（或权威性），用求实的心态来提高所获取知识的质量，同时锻炼辨析信息的能力。养成阅读习惯丰富阅历，拓宽视野和格局，也是破冰知识错觉的一种途径。

★案例2：《冷冻过的矿泉水瓶外壁水哪里来？》

利用电子拍摄设备（如手机）将遇到困惑现象拍摄成照片或视频，将其中问题要点呈现，然后在班级“解惑时刻”（图7）进行班级展示讨论，对学生来说首先他要能阐述清楚相关质疑问题现象，及个人的预思考，然后求助。唤醒学生学习的独思质疑意识，科学学习热情被激发，平时会有意识多观察、多思考、勤记录。对班级科学素材资源积累也极大丰富，便于教师能后续教学中素材取用。

《冷冻过的矿泉水瓶外壁水哪里来？》项目任务视频。学生对刚从冰箱里拿出的矿泉水瓶，放在外面一会儿，外壁出现水珠，其水珠来源，学生存在困惑。学生也主动思考并尝试实践分析，如图8（1）、（2）。

通过多种途径让学生拥有自己的学习空间，遵循学生的认知发展规律，建构“问题→探索→解决”模型，养成独立思考、独立解决问题的自主学习意识，逐渐形成个性学习方法，获得学习力。

（3）探究学习中对比研讨，反省强化

在组设计研讨过程，积极呈述个人观点，在协学组的分析中，强化自我反省，消除学习、生活中多种误区，克服因心态、地域环境、面对活动对象等的改变而陷入认知陷阱。此过程需坚持训练。

★案例3：项目任务思·学互动单设计反思栏

可选用经典习题或学生易混淆的知识点让学生思考，对所学知识应用到实际问题中去，达到拓展提高的目的。

环节设计说明：

“我的学习表情”（图9），插入一些网络对话表情，便于老师及时了解学生在自主学习（独思）、协学交流等过程中学习心情，为后续老师及时调整教学手段更好调动学生的积极性，方便教育教学工作更合理开展。

环节设计说明

学习知识、完成《学习单》的过程中，如果一旦出现问题，应该及时记录在这个栏目上，便于学生自己梳理学习体系，也好让老师了解学情，采取必要的补助措施，从而解决困惑！

再独思：框架再重构

初期和学生边回顾边编制，师生共同完成“知识网络”；一定阶段后，教师制成半成品的“知识网络”，由学生完成；最后发展到学生自己编制“知识网络”。通过编制网络，以达到整理知识点、理顺知识的关系、构建知识结构的目的。将编制的网络在组内、班内展示与交流，确定优秀的“知识网络”，部分学生可能会利用思维导图，若优秀则要进行展示激励。见图10。

（二）自我发展，恒学以致用

（1）探究学习中对比发展，项目实践

锻炼思维能力，要拓宽思维边界的广度，学以致用，来提高对知识的理解力。根据学习金字塔理论，要想能将知识能力最快且牢固掌握，需在积极实践过程不断思考，这样对项目任务的理解才能真正到位。

★案例4：“磁场对通电导体的作用”项目探究中的意外

指导学生在学习探究活动时，对实验现象（意外等）、结论等进行深入探索，积极寻找新实验（实践）证据来支撑，分析得到新的思考。

学生利用实验包进行“磁场对通电导体的作用”实验时（图11），经常发现导体不能运动，会自觉多层次的改进实验或求教老师，从原理上入手：增大磁场力或减小摩擦力，再将各实验器材进行变换改进，大大提高师生的实验操作能力。

项目探究任务之后，学生不满足于导体平移，自我提升项目难度：让导体能进行转动，实现类似电动机效果，进而自然产生“自制电动机探究”项目任务活动（图12）。实现通过科学项目式实践作业的学习，加强独立思考能力培养，更让学生高阶思维得到进阶发展，顺利突破知识错觉。

（2）探究学习中对比演练，迁移评价

对于项目任务设计、实施、学习，可从外界获取有价值的信息，并与自身经历进行“观察”和“比较”，对自身任务进行推演，不仅能更精准设计项目活动方案，还可以规避许多错误。

★案例5：《电荷与电流》之家庭电路安装项目任务

【学习背景】《电荷与电流》是浙教版科学八上第四章第1节。初中学生对“电”并不陌生，有一些感性认识和生活经验，小学已学一定的电路基础概念，但由于电是摸不着，看不到的，所以学生对“电”还是感到非常神秘，学生在前一课时学习了电荷的知识可以帮助理解本节内容，电路的构成，能规范地画出电路图和识别电路的三种状态是本节课的重要任务。为后续的电学学习打下了基础。教师为更好地激发学生的学习兴趣，在教学中设置项目模块学习任务，而八年级学生经过前期学习，具备了一定的实验技能，观察、实验、分析概括能力，为STEM项目探究活动奠定了基础。

【模块实践】

模块项目1：识情景

情景：某房间床头安装一盏“阅读灯”，根据房间布置，我们应考虑哪些问题？图13。

学生思考交流讨论，并在学习单上记录相关讨论结果。

设计要求：线路管铺设平直、实用方便，经济成本越低越好。

模块项目2：算成本

根据设计的图表（图14）预估算铺设线路所需材料数量。

1.PVC阻燃管：市场上PVC阻燃管一根3米，按你的方案量一量要多少米阻燃管，买多少根够用？

2.电线：该电路共要多少米电线，电线要分成多少段？

其他附带材料还要哪些？

小组汇报，其他小组根据共性问题进行补充，同时对电路连接需注意事项进行交流。

模块项目3：动手装

根据电路设计进行电路安装（规范操作，工具使用安全、电路用电安全细则）（图15）。

（1）协学组内轻声相互交流，并根据遇到问题自我排除故障。

（2）协学组间表达自己组的经验、困惑。

模块项目4：再加装

实践作业：如何在现有的电路中安装一台“电风扇”？

★案例6：《自制杆秤》项目评比活动

【项目情景】我们在学习杠杆平衡条件之后，在生活中有许多应用。请根据家中实践条件制作一个杆秤，要求能进行实际称量并兼顾一定精准度和美观度。请设计并完成实践制作验证。

【项目材料】木棒（粗细均匀、不均匀各一）、提绳（包括连接托盘、秤砣用绳）、托盘、计量用砝码（或螺帽等类似物体）、刻度尺、铜皮（或类似平衡用包裹金属片）、羊角钉、砂纸。

【项目工具】①制杆工具：小锯、刨子（或美工刀）、剪刀。②连接工具，将托盘、秤砣、提纽连接到杆秤上的细针等，将平衡铜皮包裹胶贴在杆秤两端。

【项目评价】表二：自制杆秤的使用精准度情况及刻度均匀性探究活动。

项目活动方案评价PTA评价量表。

【项目作品】

四、研究成效

（一）学生：科学参与兴趣高，知识错觉有破解

1．参与探究项目积极

经过科学项目式实践作业研究，实验班同学的学习兴趣明显比以前浓了。学习中遇到迷惘时，不再急于“求助”而是能静心地先自主思考，甚至在自主预习的过程中都能将教材深入研究。而有部分细心的同学都能发现教材上问题，且勇于向老师提出如浙教版八下教材P23活动内容文字信息是手摇发电机与电流表串联连接，观察电流表指针摆动情况来探究手摇发电机产生的电流性质。但在右边图1-50中却是电压表（当然若电压表零刻度在刻度盘中央，并联在电灯两端也可观察说明产生电位是否在改变，即产生交流或直流电）。还有就是在P8活动中学生也到实验吧进行模拟探究，结果发现用学生电源接通时一下小磁针能偏转，但学生电源立即跳闸断开，而用干电池做电源、导线单股、大磁针做实验现象很不明显。通过独思之后发现问题并不“迷信”教材或老师类似事例就有很多次，这就足以证明我们学生已慢慢地学会在“独思”了。

2．独思习惯逐步养成

再对原120名学生也分学习过程独立性六项指标调查，详细结果见表（三）。

通过课堂、社团等学习，学生活动操作基本技能、科学探究和实践能力得到提高（图17），养成独立思考的习惯。语言与书面表达能力得到发展，学会使用实验报告或小论文方式将实验现象、数据以及分析结果正确表达出来，并在网站中资源共享。具有收集和利用课内外资料的能力。

3．自主学习管理增强

学生掌握项目探究实践自主学习的方法，做学习的主人。学会策略性地学习；学会自我评价，共同评价，师生评价，评价意识提高，自主合作探究意识得到增强。再对学生完成作业后自主学习时间安排调查，结果见图18。从调查及观察可看出，学生对于阅读、科学实验探究等增多，而发呆、聊天等明显减少。

学生真正体会科学的意义，学以致用，更能激发学生学习的求知欲和积极性；基于真实境界，指向问题解决，学生真实得参与到科学探究中来，引导学生主动得进行深度学习。

（二） 教师：合作交流学习体，教学建构有模型

1．合作交流学习提效

集体活动合作形成学习共同体，交流讨论，各角度观察，对课堂结构、学生的表现、能力培养、课堂动态资源的利用、师生和生生之间的互动、项目任务实施中学生收获等全方位评析，重点是学生的“学”是否得到真正体现并有实效。（图19）

2．智慧大脑数据赋能

学校配备的“浅兰智慧大脑”配合教学适当调整版面栏目，完善网络功能，使网络研训更具操作性和实效性。教师可以依据学科特点，在相应学科备课、上传案例、参与论坛、设计作业。借学科子网站，教师可以及时与同伴交流心得，成果共享，互动共进。

3.构建新型师生关系

改变学生的学习方式和提高学生的学习质量具有一定的实践指导意义。在实践过程中，教师转变为教学的组织者、引导者、合作者，重视学生的“问题意识”和“自主探究”能力的培养，通过项目化设计让学生不断发现问题、提出问题、分析问题、解决问题，亲身体验、互动对话，学生的知识不是“灌”的，而是通过不断质疑“悟”出来的，能有效提升质疑能力，实现真正的减负。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育初中科学课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社：2022.

[2]邱际红.初中物理课堂中学生质疑能力的培养[J].科普童话·新课堂（中），2021，（8）.53.

[3]张悦颖，夏雪梅，跨学科的项目化学习：“4+1”课程实践手册[M]，教育科学出版社，2018

[4]支丽涓，多维渗透：基于学科本质的初中科学概念教学的策略研究，2020