創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突 提高化學(xué)課堂教學(xué)有效性

余芙蓉

摘要：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，總會(huì)出現(xiàn)新舊知識(shí)之間、日常概念與科學(xué)概念之間、直覺和常識(shí)與客觀事實(shí)之間等一系列的矛盾，這些矛盾就形成了“認(rèn)知沖突”。文章通過多種方法激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生思維變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，并加以合理利用，促進(jìn)教學(xué)課堂有效學(xué)習(xí)，使課堂更加精彩。

關(guān)鍵詞：認(rèn)知沖突；矛盾

文章編號(hào)：1008-0546（2014）08-0042-03中圖分類號(hào)：G632.41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.08.015

美國心理學(xué)家奧蘇伯爾認(rèn)為：學(xué)生是否能習(xí)得新信息，與學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的有關(guān)概念和經(jīng)驗(yàn)有很大的關(guān)系。普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要求：關(guān)注學(xué)生在教學(xué)過程中所表現(xiàn)的積極性、主動(dòng)性、變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，盡可能為學(xué)生留有發(fā)展的余地，最大限度地滿足學(xué)生的需要，注重學(xué)生個(gè)性的養(yǎng)成、潛能的開發(fā)和智能的發(fā)展。

學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，總會(huì)出現(xiàn)新舊知識(shí)之間、日常概念與科學(xué)概念之間、直覺和常識(shí)與客觀事實(shí)之間等一系列的矛盾，這些矛盾就形成了“認(rèn)知沖突”。

認(rèn)知沖突是一個(gè)人已建立的認(rèn)知結(jié)構(gòu)與當(dāng)前面臨的學(xué)習(xí)情境之間暫時(shí)的矛盾與沖突，是已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)與新知識(shí)之間存在某種差距而導(dǎo)致的心理失衡，即新知或新觀念與原有認(rèn)識(shí)或經(jīng)驗(yàn)之間的碰撞。課堂中學(xué)生生成的“認(rèn)知沖突”是可貴的，因?yàn)槟鞘菍W(xué)生們最真實(shí)的暴露，其中蘊(yùn)含著對(duì)問題的思考，我們教師就要憑借我們的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，適時(shí)的創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突，形成積極的認(rèn)知氛圍和情感氛圍，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”。并將學(xué)生生成的認(rèn)知沖突合理利用起來，激發(fā)學(xué)生思維，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，向深處挖掘，那課堂會(huì)因此而精彩！

一、創(chuàng)設(shè)生活矛盾情境，激發(fā)認(rèn)知沖突

在教學(xué)中通過創(chuàng)設(shè)一些生活情景，容易吸引學(xué)生的注意力；教師在其中不斷設(shè)置矛盾點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，使學(xué)生不斷形成懸念，產(chǎn)生企盼、渴望、欲答不能、欲罷不忍的心理狀態(tài)，由此調(diào)動(dòng)學(xué)生全身心的投入，學(xué)生的內(nèi)心需求不斷得到滿足，學(xué)生的主體性得到體現(xiàn)，學(xué)生的思維得到發(fā)展。

例如在蘇教版“必修1”《鐵、銅及其化合物的應(yīng)用》中創(chuàng)設(shè)生活情景：硫酸亞鐵是一種可用于治療缺鐵性貧血的藥劑。當(dāng)用硫酸亞鐵制成藥片時(shí)外表包有一層特殊的糖衣，如果糖衣脫落后，會(huì)發(fā)生什么情況呢，還會(huì)有藥效嗎？如果藥片已失效，如何去檢驗(yàn)？

問題1：如何檢驗(yàn)Fe2+

硫酸亞鐵藥片外表包有一層特制的糖衣，以保護(hù)硫酸亞鐵不被空氣中的氧氣氧化成硫酸鐵（硫酸鐵無治療貧血的藥效）。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)方法，如何檢驗(yàn)硫酸亞鐵中存在Fe2+ ？

［學(xué)生］：

方法1：觀察溶液顏色得到現(xiàn)象：應(yīng)為淺綠色。

方法2：與KSCN反應(yīng)得到現(xiàn)象：無明顯現(xiàn)象。

方法3：與NaOH反應(yīng)得到現(xiàn)象：白色沉淀迅速變灰。

綠色最后呈紅褐色。

然后討論最可行簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)方案為與KSCN反應(yīng)得到現(xiàn)象：無明顯現(xiàn)象。

［投影實(shí)驗(yàn)步驟］：

把藥片研碎（最好先刮去糖衣），在燒杯中用少量蒸餾水溶解，滴幾滴KSCN溶液，再分組實(shí)驗(yàn)。

有些組做出的結(jié)果是溶液變紅，直覺和常識(shí)與客觀事實(shí)之間等一系列的矛盾，這些矛盾就形成了“認(rèn)知沖突”。

分析某硫酸亞鐵藥片可能已被氧化。

追問那Fe2+如何保存？形成懸念引發(fā)思維。

二、在化學(xué)教學(xué)過程中，巧妙設(shè)置疑問來制造認(rèn)知沖突

如果所提問題的目標(biāo)指向過分明確，則學(xué)生的思維就很順利，結(jié)果來得太容易反而降低了思維活躍程度，留給學(xué)生思維空間太小。我們不妨改變這種模式，設(shè)置出一些疑問，從而激發(fā)他們的認(rèn)知沖突。

例如在蘇教版“必修2” 《分子間作用力和氫鍵》一節(jié)中講到：對(duì)組成相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高。然后，請(qǐng)預(yù)測(cè)下列三組物質(zhì)的熔沸點(diǎn)高低。

（1）HF、HCl、HBr、HI

（2）H2O、 H2S 、H2Se、 H2Te

（3）NH3、PH3、AsH3、SbH3

［思考］若按組成相似的物質(zhì)，隨分子間作用力的增強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)升高的規(guī)律分析H2O、HF、NH3應(yīng)有的沸點(diǎn)？

（學(xué)生作出圖線的延長線，應(yīng)得結(jié)論：HF應(yīng)為

-90℃以下，H2O應(yīng)為-70℃以下，NH3 應(yīng)為-170℃以下）

［講述］實(shí)際沸點(diǎn)是20℃、100℃、-33℃都高了許多。

［設(shè)問］為什么HF、H2O、NH3的沸點(diǎn)出現(xiàn)異常？ 直覺和常識(shí)與客觀事實(shí)之間等一系列的矛盾，這些矛盾就形成了“認(rèn)知沖突”。

［講述］氫鍵的形成增加了分子間作用力，所以沸點(diǎn)升高。

通過巧設(shè)一系列疑問，讓學(xué)生的思維高度集中，層層深入，層層剖析，使學(xué)生的理解不會(huì)停留于表面，能更好挖掘教材的內(nèi)涵。

例如在高中學(xué)業(yè)水平考試的復(fù)習(xí)《從鋁土礦到鋁合金》課中：

如何提純鋁土礦中的氧化鋁呢？先對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)回顧提出：

［疑問1］：Al2O3、SiO2、Fe2O3分別屬于哪類氧化物（酸性、堿性、兩性）？它們分別能與NaOH溶液、鹽酸溶液反應(yīng)嗎？

［學(xué)生］：Al2O3是兩性氧化物、SiO2酸性氧化物、Fe2O3堿性氧化物。Al2O3既能與NaOH溶液反應(yīng)又能與鹽酸溶液反應(yīng)，SiO2能與NaOH溶液反應(yīng)，F(xiàn)e2O3能與鹽酸溶液反應(yīng)。

進(jìn)行知識(shí)類比拋出：

［疑問2］：我們知道的兩性氫氧化物有什么？它有哪些重要性質(zhì)？通過回顧課本再次鞏固并掌握兩性氧化物和兩性氫氧化物。

通過以上的知識(shí)鋪墊再給出流程圖：如何提純鋁土礦中的氧化鋁呢？

［疑問3］：加入氫氧化鈉的目的？通入二氧化碳的作用？

［學(xué)生］：氫氧化鈉可以使鋁土礦中氧化鋁轉(zhuǎn)變成可溶性的偏鋁酸鈉。

通入二氧化碳使偏鋁酸鈉酸化生成氫氧化鋁。

［疑問4］：溶液B的主要成分？

［學(xué)生］：氯化鋁溶液、氯化鐵溶液。

［疑問5］：反應(yīng)流程甲用鹽酸或硫酸代替CO2好嗎？

［學(xué)生討論］：有些說能，有些說不能。經(jīng)過最后得出結(jié)論：能，少量酸可以，但工業(yè)上這步不用鹽酸或硫酸而是通過通CO2能更好地實(shí)現(xiàn)反應(yīng)。

［疑問6］：反應(yīng)流程甲中燒堿溶液能用氨水代替嗎？

［學(xué)生］：不能，因?yàn)檠趸X與氨水不反應(yīng)，再次強(qiáng)調(diào)兩性氧化物一般指能與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)。

我們通過以上設(shè)置6個(gè)小問題，對(duì)如何提純鋁土礦中的氧化鋁的問題，層層深入，層層剖析，不斷去激起學(xué)生思維的浪花，使學(xué)生的理解不會(huì)停留于表面，更好地掌握了兩性氧化物、兩性氫氧化物的概念，理解了Al2O3、Al（OH）3的重要性質(zhì)。從而突破了難點(diǎn)，掌握了重點(diǎn)，從而很好地促進(jìn)教學(xué)課堂有效學(xué)習(xí)。

通過在課堂上不斷創(chuàng)設(shè)疑問，一環(huán)扣一環(huán)，去激起學(xué)生的認(rèn)知沖突，就能使學(xué)生更加深入挖掘教材的內(nèi)涵。

三、借助學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和辯論來制造認(rèn)知沖突

化學(xué)實(shí)驗(yàn)受許多因素影響，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)一些異?，F(xiàn)象，不少演示實(shí)驗(yàn)即使在老師充分準(zhǔn)備的情況下，仍會(huì)出現(xiàn)失敗。實(shí)驗(yàn)中異?，F(xiàn)象的出現(xiàn)，會(huì)對(duì)學(xué)生造成認(rèn)知沖突，如果能很好地利用這種沖突，往往能收到意想不到的效果。

例如在蘇教版必修1《二氧化硫的性質(zhì)和應(yīng)用》一節(jié)“SO2還原性”的講授中，由于SO2易被空氣氧化，實(shí)驗(yàn)容易失敗。有關(guān)二氧化硫的實(shí)驗(yàn)：取一支試管并加入5mL二氧化硫溶液，滴加氯化鋇溶液，再滴加0.5mL 3%的過氧化氫溶液，振蕩，放置片刻后滴加稀鹽酸，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。沒有滴加H2O2之前，理論上沒有白色沉淀生成，可實(shí)際操作中仔細(xì)觀察會(huì)看到溶液有少許的渾濁；再加少量3%的過氧化氫溶液后，振蕩，有大量的沉淀生成，放置片刻后加稀鹽酸，沉淀不溶解。在此異?，F(xiàn)象面前，形成認(rèn)知沖突，此時(shí)我將計(jì)就計(jì)，就拿這個(gè)問題讓學(xué)生分析討論產(chǎn)生渾濁的原因，繼而把“SO2還原性較強(qiáng)”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)落實(shí)下去，并進(jìn)一步挖掘能與之反應(yīng)的氧化劑。

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學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，參與實(shí)驗(yàn)的主體是學(xué)生，不同組學(xué)生在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中就可能因種種原因而導(dǎo)致異常現(xiàn)象，這時(shí)，發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象的學(xué)生總會(huì)十分興奮和好奇，學(xué)生的內(nèi)心需求不斷得到滿足，并會(huì)不遺余力地去尋找答案，學(xué)生的主體性得到體現(xiàn)，學(xué)生的思維得到發(fā)展。教師如何充分利用這一資源，讓不同組之間進(jìn)行討論，耐心予以引導(dǎo)求證，既滿足學(xué)生的好奇心，又讓學(xué)生體會(huì)到發(fā)現(xiàn)、探究的樂趣。

四、利用學(xué)生的錯(cuò)誤，來制造認(rèn)知沖突

課堂上很多時(shí)候，一個(gè)“差錯(cuò)”帶給學(xué)生的撞擊遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過教師喋喋不休的說教。如老師不動(dòng)聲色地把學(xué)生中很容易犯的一種錯(cuò)誤解法當(dāng)作正確解法在黑板上給出。教師裝著要繼續(xù)講課，直到有學(xué)生提出質(zhì)疑。我們?cè)诮虒W(xué)中要把學(xué)生可能會(huì)出現(xiàn)的錯(cuò)誤有意呈現(xiàn)出來，并找到解決與處理的方法，這樣更容易糾正學(xué)生的錯(cuò)誤，從而提高學(xué)生的思維能力。

比如，學(xué)生在學(xué)習(xí)堿金屬鈉時(shí)，可讓學(xué)生思考鈉和CuSO4溶液能否反應(yīng)，并要求學(xué)生理論猜測(cè)反應(yīng)現(xiàn)象并寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。按照學(xué)生一般的思維，他們會(huì)自然地想到活潑的金屬鈉從CuSO4溶液中置換出不活潑的金屬Cu，現(xiàn)象是有紅色的Cu析出。個(gè)別學(xué)生，可能想到金屬Na也會(huì)與水發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣，由此我們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

把鈉投入到硫酸銅溶液時(shí)，沒有置換出銅反而產(chǎn)生無色氣體和藍(lán)色沉淀，這“出乎意料”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與預(yù)期的設(shè)想發(fā)生了矛盾，就產(chǎn)生了認(rèn)知沖突（鐵可以置換出硫酸銅中的銅），學(xué)生就會(huì)感到無比驚訝，他們迫切地希望找到問題的答案，思維處于高度集中狀態(tài)。這樣利用學(xué)生認(rèn)知中的差錯(cuò)制造出沖突，就能促進(jìn)教學(xué)課堂有效學(xué)習(xí)。

五、教師在設(shè)置沖突時(shí)要適時(shí)適度適量，不能太難和量太大

雖然在教學(xué)中設(shè)置認(rèn)知沖突能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，但是教師在設(shè)置沖突時(shí)要適時(shí)適度適量，不能太難和量太大，導(dǎo)致學(xué)生無法完成任務(wù)，降低學(xué)生的學(xué)生積極性和自信心，教師在設(shè)置認(rèn)知沖突的過程中要多方面考慮以達(dá)到更好的效果。

總之，學(xué)生學(xué)習(xí)任何知識(shí)都是從疑惑開始的，在高中化學(xué)教學(xué)中，教師要主動(dòng)地為學(xué)生設(shè)置一定的認(rèn)知沖突激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，吸引學(xué)生的注意力，讓學(xué)生通過不斷的打破沖突學(xué)習(xí)到新的知識(shí)。

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