從認(rèn)知沖突出發(fā)優(yōu)化學(xué)生思維過程的課堂案例分析*
——有感于“視力的矯正”一課

陳 恒

(江蘇揚州梅嶺中學(xué) 江蘇 揚州 225002)

認(rèn)知沖突是學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)與所學(xué)新知識之間無法包容的矛盾.學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識之前，頭腦中已經(jīng)有了許多形形色色的原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)，在學(xué)習(xí)新知識時，學(xué)生總會試圖用原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)來同化新知識的理解，當(dāng)用原有認(rèn)知無法解釋新知識或新現(xiàn)象時，認(rèn)知沖突便隨之而發(fā)生.此時，學(xué)生會迫切希望找到矛盾的根源，從而產(chǎn)生強烈的求知欲，“憤悱”狀態(tài)隨之發(fā)生.

“憤悱”二字來源于孔子在《論語》中的一句名言：“不憤不啟，不悱不發(fā)”.按宋代理學(xué)家朱熹解釋則是：“憤者，心求通而未得之狀也；悱者，口欲言而未能之貌也.”用現(xiàn)代認(rèn)知科學(xué)的語言來說則是：“憤：心里想求通而又未通，就是學(xué)生對某一思維碰撞正在積極思考，急于解決而又尚未搞通時的矛盾心理狀態(tài)；悱：想說又不知道怎么說，是學(xué)生對某一客觀現(xiàn)象已經(jīng)有了自己的思考，但尚未考慮成熟，處于想說又難以表達的另一種矛盾心理狀態(tài)”.當(dāng)學(xué)生處“憤悱”狀態(tài)時，他們的探究欲望是最強烈的，此時只要從旁引導(dǎo)或激發(fā)，便可收到事半功倍的效果.可見，教學(xué)過程中，憤悱狀態(tài)對學(xué)習(xí)動機的推動具有極為重要的作用，而認(rèn)知沖突是促進憤悱狀態(tài)發(fā)生的原動力，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，從而將學(xué)生的學(xué)習(xí)引向縱深方向，可以更好地優(yōu)化物理的實驗課堂.下面筆者就以具體的教學(xué)案例進行分析，談?wù)勛约旱目捶?

蘇科版《物理》8年級上第四章第4節(jié)是“照相機與眼球，視力的矯正”，學(xué)生是在學(xué)完凸透鏡成像規(guī)律之后再進行本章學(xué)習(xí)的，以往常規(guī)的教學(xué)就是把照相機與人的眼睛進行類比，讓學(xué)生知道，照相機和眼睛在很多地方是類似的，比如膠片相當(dāng)于視網(wǎng)膜，鏡頭相當(dāng)于晶狀體，接著再告訴學(xué)生視力矯正的方法，教師一般通過演示實驗或者課件講解如何進行視力的矯正.按照這樣的流程進行授課，學(xué)生容易接受，教學(xué)過程也比較順暢，效率也較“高”.但實際上在這樣的教學(xué)過程中，學(xué)生的腦子僅僅像一個容器一樣被動的灌滿，整個教學(xué)過程幾乎沒有“為什么”，而只有“嗯，原來如此，知道了”.這樣的課堂，看似按部就班，井井有條，實則并沒有培養(yǎng)學(xué)生的思維.針對以上不足，筆者重新設(shè)計這節(jié)課，從一個認(rèn)知沖突出發(fā)，使學(xué)生進入“憤悱”狀態(tài)從而激活學(xué)生的思維，實際實施以后，效果不錯.

引入設(shè)計步驟如表1所示.

表1 “照相機與眼球，視力的矯正”課堂引入設(shè)計

在這種急于想知道原因的情感因素驅(qū)動下，學(xué)生迫切地希望通過探究來解決這一沖突——眼鏡的作用到底是什么？筆者順勢給了學(xué)生眼球模型的磁貼拼圖，學(xué)生熱烈地開始討論，通過小組合作的方式很快就將眼球模型簡化為凸透鏡成像模型，如圖1所示.

圖1 眼球模型簡化為凸透鏡成像模型

在這個由具體到抽象的過程中，全班學(xué)生幾乎沒有任何障礙地輕松越過.都抓住了問題的重點進行討論！而個別的、非本質(zhì)的方面、屬性與關(guān)系(如鞏膜、玻璃體的作用)幾乎都不討論，直接就舍棄了.這樣的效果，在過去傳統(tǒng)的教學(xué)中是無法達到的，過去總會有學(xué)生來問，眼球的構(gòu)造那么復(fù)雜，為什么我們只研究晶狀體呢？

其實細(xì)想起來，之所以出現(xiàn)這么好的教學(xué)效果，就是因為學(xué)生進入了“憤悱”狀態(tài)，這是認(rèn)識上的一種困惑狀態(tài)，即似懂非懂，有所知又非全知，而且學(xué)生對于眼睛的構(gòu)造又有強烈的探究欲望，在這種狀態(tài)下，學(xué)生清楚知道要研究什么，重點要探究什么，所以學(xué)生才會明晰地知道怎么做.即使有部分學(xué)生在探究過程中出現(xiàn)了一些卡殼，在這么熱烈的“憤悱”狀態(tài)下，小組之間會主動協(xié)調(diào)建立互助關(guān)系，很快就突破了障礙點，讓筆者深刻地感受到被充分激活思維的學(xué)生當(dāng)中所蘊含的巨大力量，筆者接著又順勢給每組學(xué)生提供了凸透鏡成像實驗器材(其中每組一共有3個凸透鏡，分別標(biāo)注長焦距、短焦距、中焦距)、可調(diào)節(jié)焦距的水透鏡.然后筆者用PPT給學(xué)生展示了如圖2所示的一個問題，讓學(xué)生進行分組探究.

圖2 問題展示

令人驚訝的場景出現(xiàn)了，在這個探究活動過程中，學(xué)生不僅很快就畫出了正確的光路圖，另外還有3組學(xué)生(全班共15組)居然嫌老師講得慢，主動要求一名表達能力較強的男生，直接將近視眼、遠(yuǎn)視眼的成因連同矯正方法一起都講了出來.有趣的是，學(xué)生并沒有把近視眼、遠(yuǎn)視眼分開來研究，而是打包為一個整體！他是這樣描述的：“之所以出現(xiàn)遠(yuǎn)視眼和近視眼，其實原因都是一個——晶狀體變形導(dǎo)致像沒有成在視網(wǎng)膜(光屏)上而已.因此，矯正的方法也很簡單——把晶狀體還原就可以把像調(diào)節(jié)到光屏上了.”學(xué)生給出的方法也很具體，佩戴對應(yīng)的眼鏡，近視眼戴凹透鏡，遠(yuǎn)視眼戴凸透鏡(學(xué)生的解釋是相當(dāng)于兩個透鏡進行組合，近視眼加凹透鏡相當(dāng)于把原來變厚的晶狀體變薄了，反之遠(yuǎn)視眼加凸透鏡等于把原來變薄的晶狀體變厚).從學(xué)生表述中可以看出，學(xué)生并沒用按照教師的傳統(tǒng)思維——從光線發(fā)散或者匯聚的角度來表述近視(遠(yuǎn)視)鏡片的作用，學(xué)生是用質(zhì)樸的等效思想，使得思維形成了自己獨特的認(rèn)知——他們認(rèn)為正常眼鏡的晶狀體是不厚也不薄的，因此只需要把變形的晶狀體“修好”就行了.這樣樸素的課堂生成完美地體現(xiàn)了一種質(zhì)樸的教育思想——“不憤不啟，不悱不發(fā)”.筆者非常的感慨，教學(xué)有時真的是“大道至簡”.在整個教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師沒有生硬的灌輸，但由于設(shè)計了一個巧妙的認(rèn)知沖突，完全激活了學(xué)生的求知欲，通過學(xué)生真正的自主探究，使得學(xué)生認(rèn)識由感性上升為理性，由具體變?yōu)槌橄?，形成一次認(rèn)知的飛躍.給筆者的啟示是:教師應(yīng)該激活學(xué)生在學(xué)校、在課堂的積極心理反應(yīng)過程，通過采取一定的方法和手段，有意地調(diào)節(jié)、控制有益的積極心理反應(yīng)過程，促進學(xué)生的探究內(nèi)在驅(qū)動力，引導(dǎo)學(xué)生進入到“憤悱”狀態(tài)，從而達到優(yōu)化課堂教學(xué)的目的.

成功的教學(xué)需要的不是強制，而是激發(fā)學(xué)生的內(nèi)因，自覺地啟動思維的閘門.在引入過程中設(shè)疑誘思，其實質(zhì)就是用懸念感來引發(fā)學(xué)生的思維.在適當(dāng)?shù)臅r機合理預(yù)設(shè)一個學(xué)生能夠通過探究解決的沖突，如本節(jié)課一開始的認(rèn)知沖突——“近視眼鏡不是可以提高視力么？”猶如磁鐵吸鐵一樣，能牢牢吸引住學(xué)生的注意力，把學(xué)生引導(dǎo)到“憤悱”之中.不難看出，孔子強調(diào)的“憤悱”狀態(tài)，是一種情緒高漲、興趣盎然、全神貫注、苦思冥想、欲罷不能、神經(jīng)系統(tǒng)高度興奮的心理狀態(tài).這種狀態(tài)下所迸發(fā)出的強烈的探求欲望和表達欲求，是學(xué)習(xí)、思考的動力和前提.

縱觀這節(jié)課的整個教學(xué)過程，學(xué)生把尋找矯正視力的方法作為滿足自己的渴求，那么他們對學(xué)習(xí)這個物理知識就會產(chǎn)生濃厚的興趣和強烈的求知欲望.心理學(xué)家指出：探究的欲望是推動學(xué)生進行研究活動的內(nèi)部動因.這就是說學(xué)生的探究欲望一旦被激發(fā)，就會對研究活動感興趣，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，積極地去探求其中的道理，學(xué)生不再是一個簡單“容器”，而是學(xué)習(xí)過程的主動參與者與踐行者、認(rèn)知過程的探索者.通過有效積極的探究活動，在學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的支持下，通過分類(近視、遠(yuǎn)視)、抽象(看不清的原因)、等效(視力的矯正就是將晶狀體修好)等思維加工過程，就可以形成物理概念和規(guī)律，重新組合自己的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu).這樣的教學(xué)過程因為站在學(xué)生的立場思考物理教學(xué)，站在學(xué)生的認(rèn)知角度來思考問題，教學(xué)效果好也就不足為奇了.

在這節(jié)課的課堂延伸的探究模塊中，也收獲了很多以往課堂沒有的成果.如當(dāng)提及遠(yuǎn)視眼能否用手術(shù)矯正時，有學(xué)生認(rèn)為不能，因為遠(yuǎn)視眼的矯正是需要把晶狀體變厚，而通過手術(shù)中切割的方法只能把晶狀體變薄，不能變厚，所以運用手術(shù)來治療遠(yuǎn)視眼是不行的，結(jié)果當(dāng)場就有學(xué)生提出反對意見，學(xué)生認(rèn)為隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是生物科學(xué)的發(fā)展，在白內(nèi)障都可以植入人工晶體的今天，想要治療遠(yuǎn)視眼，完全可以發(fā)明一種生物透明材料，“粘”到變薄的晶狀體上就可以解決這個問題！并且，還有幾個學(xué)生幾乎不約而同地提出一個新的問題，“散光”究竟是怎么回事？這幾位自信的學(xué)生，并沒有第一時間來找教師尋求幫助，而是自己組成了探究團隊，課后在家利用互聯(lián)網(wǎng)和淘寶上購買的實驗器材進行研究，還很得意地把這些研究過程和結(jié)果寫到了他們自己的日記中.作為教師的我，也是在過后的一次家校交流中才得知這樣的信息.筆者不禁感慨萬千，正如周光召所講的，“科學(xué)教育不應(yīng)該傳授給孩子支離破碎、脫離生活的抽象理論和事實，而是應(yīng)當(dāng)慎重選擇一些重要科學(xué)觀念，用恰當(dāng)生動的方法，幫助孩子們建立一個完整的對世界的理解.”

傳統(tǒng)的物理課堂往往把活生生的物理肢解為知識，而又把知識的獲得歸結(jié)為習(xí)題的訓(xùn)練，這樣的物理課堂是背離了物理的本質(zhì)和特性，不利于培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng).作為一名教師，我們的責(zé)任不光是傳授知識，更應(yīng)該在培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、提高物理核心素養(yǎng)方面下功夫.為此，我們要繼續(xù)優(yōu)化自己的課堂教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的思維潛能，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，思維由問題而起，問題是思維的“催化劑”，它能激起學(xué)生的認(rèn)知沖突，激起學(xué)生探究的興趣，打開學(xué)生的思維閘門，使思維處于活躍狀態(tài).因此，教師要善于激活學(xué)生的這個重要的“興奮區(qū)”，引導(dǎo)學(xué)生共同思索，彼此質(zhì)疑，相互辯論.使每個學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)自己主觀世界里的種種認(rèn)知沖突，并使各自的想法、見解發(fā)生變化，從而使每個學(xué)生進入“憤”與“悱”的更高境界，得到全面發(fā)展，從而為社會培養(yǎng)更多的適應(yīng)社會需要的復(fù)合型人才.這是一個不斷深入的過程，我們將不斷地探索、思考、實踐.