認(rèn)知沖突策略在概念轉(zhuǎn)變教學(xué)中的應(yīng)用*——以“氧化還原反應(yīng)”的教學(xué)為例

徐夢(mèng)珊

（廣州市第十六中學(xué) 廣東 廣州 510080）

化學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程涉及到很多的概念理解和應(yīng)用，這些概念具有高度概括性和間接性，常常和學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生矛盾［1］。在中學(xué)階段的基本概念、基礎(chǔ)理論知識(shí)中“氧化還原反應(yīng)”具有極其重要的地位，元素及其化合物、電化學(xué)等都需要應(yīng)用到這個(gè)知識(shí)。由于初中涉及的氧化還原反應(yīng)知識(shí)具有局限性，學(xué)生在高中學(xué)習(xí)“氧化還原反應(yīng)”時(shí)較難接受新的定義。要使學(xué)生真正理解掌握氧化還原反應(yīng)概念，認(rèn)知沖突策略教學(xué)將是一種行之有效的教學(xué)方法。

一、概念轉(zhuǎn)變與認(rèn)知沖突

1．概念轉(zhuǎn)變

概念的轉(zhuǎn)變有兩種可能：一種是“豐富”原有知識(shí)，即新知識(shí)的加入補(bǔ)充原有知識(shí)的內(nèi)容， 通過(guò)積累的方式使知識(shí)發(fā)生變化。在這種情況下，新知識(shí)與原有知識(shí)之間基本上是一致的。另一種則是“修訂”原有知識(shí)，即新獲得的信息與原有的信息或者有關(guān)理解之間存在沖突，因而需要對(duì)對(duì)立的理解做出調(diào)整［2］。大部分學(xué)者在實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)中采用訪談的方式探查學(xué)生教學(xué)前的概念， 用實(shí)驗(yàn)班和平行班成績(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析為教學(xué)建議提供數(shù)據(jù)支持。教師也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)、課內(nèi)反饋、作業(yè)反饋等方式探查學(xué)生先有的觀念。

2．認(rèn)知沖突

學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)之前，頭腦中就具有形形色色的原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)，在學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)，他們總是試圖以這種原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)來(lái)同化對(duì)新知識(shí)的理解。當(dāng)遇到不能解釋的新現(xiàn)象時(shí)，就形成了認(rèn)知沖突。

3．氧化還原反應(yīng)中的認(rèn)知沖突與概念轉(zhuǎn)變

初中教材對(duì)氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是分別介紹、分開(kāi)教學(xué)， 因此大多學(xué)生會(huì)將氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分隔開(kāi)來(lái)，無(wú)法建立聯(lián)系，或認(rèn)為有氧氣參與就是氧化反應(yīng)等。對(duì)于這個(gè)反應(yīng)是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)的判斷，他們總是試圖以原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)來(lái)同化理解，學(xué)生就會(huì)有“是氧化？ 是還原？ 既是氧化也是還原？ ”多種疑惑，此時(shí)便形成了認(rèn)知沖突。高中教材對(duì)現(xiàn)有的知識(shí)作出調(diào)整和改造：將氧化還原反應(yīng)擴(kuò)大到即使沒(méi)有得氧、失氧關(guān)系，但只要化學(xué)反應(yīng)前后元素化合價(jià)有升降的反應(yīng)都屬于氧化還原反應(yīng)，并且從微觀的角度來(lái)認(rèn)識(shí)電子轉(zhuǎn)移與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系。這樣新舊知識(shí)相融合，學(xué)生形成一個(gè)比較成熟的理解?？梢?jiàn)概念轉(zhuǎn)變的過(guò)程就是認(rèn)知沖突的引發(fā)及其解決的過(guò)程。［3］

二、認(rèn)知沖突策略應(yīng)用于氧化還原反應(yīng)中的教學(xué)

認(rèn)知沖突策略是指利用反常資料或者矛盾信息，通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)討論或者比喻教學(xué)等方式形成認(rèn)知沖突情景，在課堂中最大限度暴露原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的負(fù)面影響，引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生解決問(wèn)題沖突，實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變的一種教學(xué)策略［4］。課堂教學(xué)一般為 “暴露——批判——建立學(xué)習(xí)方法”三個(gè)步驟：先引起學(xué)習(xí)者先前的知識(shí)，再以沖突的產(chǎn)生來(lái)改變他們的認(rèn)知結(jié)構(gòu)或心智模式［5］。

本文以氧化還原反應(yīng)的第一課時(shí)為例來(lái)說(shuō)明。在教材和教法分析過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)，氧化還原反應(yīng)是否發(fā)生由得失氧過(guò)渡到化合價(jià)的判斷是教學(xué)難點(diǎn)。盡管老師們用了很多的嘗試，如，精心引導(dǎo)，或直接點(diǎn)明用化合價(jià)判斷，但是學(xué)生還是會(huì)疑惑：為什么可以用化合價(jià)判斷氧化還原反應(yīng)？ 究其原因，是很多老師對(duì)初三學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備認(rèn)識(shí)不足。其實(shí)，學(xué)生在初三只是簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)了原子結(jié)構(gòu)，對(duì)原子結(jié)構(gòu)、電子得失、化合價(jià)變化之間的關(guān)系較為生疏，因此較難理解化合價(jià)與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系。如何突破呢？ 筆者做了大膽的嘗試：調(diào)整教學(xué)流程，先讓學(xué)生掌握氧化還原的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移，再引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)本質(zhì)自己發(fā)現(xiàn)氧化還原反應(yīng)會(huì)有化合價(jià)的變化。部分教學(xué)片段如下：

三、教學(xué)反思和認(rèn)知沖突策略應(yīng)用的總結(jié)

這節(jié)課在概念轉(zhuǎn)變過(guò)程中，通過(guò)多個(gè)化學(xué)反應(yīng)創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突，學(xué)生學(xué)習(xí)概念的積極性明顯提高，由于深刻體驗(yàn)了概念轉(zhuǎn)變過(guò)程，大部分學(xué)生掌握了氧化還原反應(yīng)本質(zhì)，懂得了為什么可以用和為什么要用化合價(jià)判斷氧化還原反應(yīng)。這說(shuō)明學(xué)生真正掌握概念的本質(zhì)和特征，“先本質(zhì)后特征”的教學(xué)流程更有利于概念的轉(zhuǎn)變。

目前，課堂上大部分認(rèn)知沖突情境都是由教師主導(dǎo)，因此教師還可以試圖引導(dǎo)學(xué)生自己探索，意識(shí)到認(rèn)知沖突的存在，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的興趣和動(dòng)機(jī)。如何更好地掌握科學(xué)概念，重要辦法是讓學(xué)生加深對(duì)概念形成的體驗(yàn)，首先要讓學(xué)生暴露前概念對(duì)自己認(rèn)知的負(fù)面影響，產(chǎn)生認(rèn)知沖突；其次教師通過(guò)有效的認(rèn)知沖突策略，引導(dǎo)學(xué)生分析、比較、綜合實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變；最后通過(guò)練習(xí)加深認(rèn)知體驗(yàn)，牢固掌握概念。簡(jiǎn)而言之，教師采取各種方式激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突促進(jìn)學(xué)生概念轉(zhuǎn)變，能達(dá)到事半功倍的效果。

［1］劉恩山，余慧娟．生物學(xué)：為何凸顯重要概念——《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011 版）》熱點(diǎn)問(wèn)題訪談［J］．人民教育，2012，（3）：45－46

［2］Vosniadou S．Learning and Instruction，1994，4：45－69

［3］裘志平．促進(jìn)概念轉(zhuǎn)變的科學(xué)課堂教學(xué)研究——以“化學(xué)式”概念教學(xué)為例［J］．化學(xué)教育，2013，（7）：28－30，35

［4］羅美玲．認(rèn)知沖突策略在概念轉(zhuǎn)變教學(xué)中的應(yīng)用［J］．化學(xué)教育，2013，（5）：23－26

［5］洪德貴．一種學(xué)習(xí)物理概念的有效策略——前概念轉(zhuǎn)變策略［J］．物理教學(xué)探討，2000，（3）：48－49