關(guān)于巧用認(rèn)知沖突打造高效初中科學(xué)課堂的策略

谷仙紅

【摘要】科學(xué)是初中教育中一門重要的學(xué)科，是培養(yǎng)學(xué)生關(guān)鍵能力的重要載體，須承擔(dān)起培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的責(zé)任。由于初中生發(fā)育不完全成熟，知識結(jié)構(gòu)不夠完善，在學(xué)習(xí)科學(xué)這一門學(xué)科時(shí)，存在一定的困難，難以真正地領(lǐng)略科學(xué)的美妙，并主動(dòng)地探索它的奧妙。因此，本文以初中科學(xué)課堂為例，提出了巧用認(rèn)知沖突的策略，打造充滿思維魅力的科學(xué)學(xué)習(xí)過程，促進(jìn)學(xué)習(xí)主體高階思維能力的提高，樹立正確的科學(xué)觀，實(shí)現(xiàn)初中科學(xué)課堂的高效性。

【關(guān)鍵詞】初中科學(xué)? 認(rèn)知沖突? 思維能力? 高效性

【中圖分類號】G633.98 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）50-0119-02

在教育過程中，始終離不開一個(gè)關(guān)鍵性的主題，那就是學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)是什么？根據(jù)現(xiàn)代教育理論的闡述，其認(rèn)為學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)實(shí)際上就是一個(gè)構(gòu)建型的過程，是學(xué)習(xí)者通過自身已有的舊知識經(jīng)驗(yàn)與新的知識經(jīng)驗(yàn)相互作用，進(jìn)而對自身知識經(jīng)驗(yàn)體系進(jìn)行生成、補(bǔ)充和改造的過程。這也就說明了，在教育過程中，只有學(xué)生形成了完備的、科學(xué)的知識體系，并且能夠進(jìn)行知識的遷移和深化，這才是學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)。初中科學(xué)是一門涉及多項(xiàng)學(xué)科內(nèi)容的學(xué)科，且內(nèi)涵豐富，學(xué)生在構(gòu)建知識體系的過程中具有一定的難度，需教師采取有效的教學(xué)策略，幫助學(xué)生更好地進(jìn)行知識體系的構(gòu)建，并在學(xué)習(xí)過程中能夠感受到科學(xué)的魅力，從而樹立起正確的科學(xué)態(tài)度，就需要在實(shí)際的教學(xué)過程中，把握好“認(rèn)知沖突”這一把鑰匙，讓學(xué)生能在認(rèn)知沖突的過程中，不斷完善思維，形成能力，進(jìn)而達(dá)到科學(xué)教學(xué)的目的。

一、認(rèn)知沖突的含義分析

通俗來講，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，由于自身已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)與實(shí)際遇到的情境有較大差異，從而產(chǎn)生矛盾或沖突，便成為認(rèn)知沖突。著名心理學(xué)家皮亞杰在其認(rèn)知理論中就說道：個(gè)體在認(rèn)知發(fā)展過程中會(huì)存在認(rèn)知不平衡的情況，此時(shí)要么是同化，要么是順應(yīng)，以此構(gòu)成新的認(rèn)知?？梢姡J(rèn)知不平衡的存在具有重要的意義，對于學(xué)生而言，有利于幫助他們進(jìn)行知識結(jié)構(gòu)體系的重構(gòu)和優(yōu)化。

二、認(rèn)知沖突對科學(xué)教和學(xué)的意義

認(rèn)知沖突在初中科學(xué)教學(xué)中具有舉足輕重的作用。首先，從學(xué)習(xí)主體的角度看，認(rèn)知沖突能促進(jìn)學(xué)生在求變時(shí)產(chǎn)生憤和悱的狀態(tài)，正如孔子在論述啟發(fā)式教學(xué)所言：“不憤不啟，不悱不發(fā)”。當(dāng)學(xué)生新舊知識發(fā)生矛盾后，就會(huì)引起最強(qiáng)烈的思考動(dòng)機(jī)和最佳的思維定向，使學(xué)生在求變求通中竭力從原有經(jīng)驗(yàn)和知識中突圍，使原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生改變與優(yōu)化。認(rèn)知沖突挖掘和處理得當(dāng)，學(xué)生的個(gè)性將會(huì)得到舒展與張揚(yáng)，高階思維能力也會(huì)得到很大的提升，實(shí)現(xiàn)初中科學(xué)課堂的高效性。其次，從教學(xué)方面來看，教師通過創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突，能夠排除教學(xué)過程中存在的干擾因素，如學(xué)生形成的思維定勢、錯(cuò)誤認(rèn)知等，這樣有利于真正實(shí)現(xiàn)教與學(xué)，進(jìn)而促進(jìn)科學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提升。

三、巧用認(rèn)知沖突的策略

（一）課前巧用認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的探索欲和求知欲

初中生雖然年齡較小，但是在他們的日常生活和學(xué)習(xí)生活中，也已經(jīng)積累了一定的知識和生活經(jīng)驗(yàn)。教師可以利用這些知識經(jīng)驗(yàn)作為學(xué)生獲得新知識經(jīng)驗(yàn)的起點(diǎn)，以此提升課堂教學(xué)的思維深度。但是在學(xué)生已知的知識和經(jīng)驗(yàn)中，也有許多是對于科學(xué)知識學(xué)習(xí)有著不利的影響。在實(shí)際的教學(xué)過程中，往往會(huì)看到學(xué)生對于科學(xué)知識的理解會(huì)局限于自身的直覺經(jīng)驗(yàn)。

所以在學(xué)生初中科學(xué)知識構(gòu)建的過程中，新舊知識產(chǎn)生矛盾和沖突是必然存在的，而此時(shí)如果教師對于學(xué)生產(chǎn)生的這種認(rèn)知沖突不重視，或者不經(jīng)過加工、創(chuàng)設(shè)，是很難引起學(xué)生的情緒注意力，學(xué)生甚至?xí)焕斫庑赂拍?，從而對學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣會(huì)造成較大的負(fù)面影響。對此，在初中科學(xué)課堂教學(xué)過程中，如果在課前學(xué)生預(yù)習(xí)自學(xué)中就巧用認(rèn)知沖突，既可以加強(qiáng)學(xué)生的探索欲和求知欲，又能提高他們自主學(xué)習(xí)的能力。

如在大氣壓的教學(xué)中要突破的認(rèn)知沖突之一：日常說吸牛奶、吸螺絲是錯(cuò)誤的！不是吸上來/出來的，而是大氣壓壓上來/壓出來的。在我們的教學(xué)設(shè)計(jì)中可以將此認(rèn)知沖突設(shè)計(jì)到自學(xué)導(dǎo)學(xué)案中：“揭秘生活中的科學(xué)：牛奶不是被我們吸上來的，螺絲也不是被我們吸出來的！里面隱藏著什么科學(xué)秘密？請你找出相關(guān)科學(xué)知識進(jìn)行解釋并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明?？?-3人小組合作。”這樣的設(shè)計(jì)既可以激發(fā)起學(xué)生探索的熱情，又可以提高他們的小組協(xié)作能力，同時(shí)也能夠進(jìn)一步進(jìn)行深度科學(xué)的學(xué)習(xí)。

（二）情境設(shè)計(jì)，感知和生成認(rèn)知沖突

情境也是認(rèn)知理論中強(qiáng)調(diào)的一個(gè)必不可少的條件，認(rèn)知主體處于情境中時(shí)，能夠在所處的環(huán)境和認(rèn)知者自身體驗(yàn)相互作用下生成概念。這一理論重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在情境中學(xué)習(xí)，充分尊重學(xué)生的主體地位，需要在教學(xué)實(shí)踐中促進(jìn)學(xué)生全身心地參與課堂教學(xué)中，以此對原有認(rèn)知的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而生成概念。教師在實(shí)際的科學(xué)教學(xué)過程中，可結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)情境，讓學(xué)生通過情境生成認(rèn)識沖突，并在身臨其境中形成正確的認(rèn)知觀念。具體可以通過智慧課堂的方式進(jìn)行教學(xué)，打破時(shí)空上的限制，讓教學(xué)變得更加生動(dòng)活潑，并充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的五官去感受各種知識。

以《地殼變動(dòng)和火山地震》這一課為例，許多學(xué)生對于地震的危害嚴(yán)重性并不是很了解，對此可以通過VR讓學(xué)生感受地震帶來的危害，充分激發(fā)學(xué)生對于地震發(fā)生原因的探究，然后再通過動(dòng)畫向?qū)W生直觀地展示地震是如何產(chǎn)生的，并加深學(xué)生對震源、震源深度、震中等相關(guān)概念的認(rèn)知。通過這樣情境再現(xiàn)的教學(xué)方式，讓學(xué)生既關(guān)注原有的生活經(jīng)驗(yàn)，也能夠充分激發(fā)學(xué)生的大腦和身體，同時(shí)也回應(yīng)學(xué)生的相關(guān)猜測，從而在情境中生成概念。

又比如在學(xué)習(xí)“壓強(qiáng)”這一內(nèi)容時(shí)，學(xué)生對于重力作用引起的壓力大小已經(jīng)有了正確的前概念，為更好地讓學(xué)生感受壓強(qiáng)與受力面積的關(guān)系，可以設(shè)計(jì)這樣一個(gè)教學(xué)情境：使用一個(gè)倒立凳，將其四支腳蹬固定在厚度恰當(dāng)?shù)募埳希茨軌虺惺芷椒诺拇u，然后問學(xué)生這張紙是否能夠承受磚的重力。先讓學(xué)生根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)判斷，然后再演示磚頭平放和豎放的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)同一重量的磚頭造成的效果不同，當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)預(yù)期與實(shí)際結(jié)果不一致時(shí)，自然而然就會(huì)形成認(rèn)知沖突，而正因?yàn)檫@一沖突的存在，促使學(xué)生想要探索和求知，形成認(rèn)知驅(qū)動(dòng)力，并在主動(dòng)探索和求知的過程中，思維能力得到提升。

（三）巧設(shè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)中突破“認(rèn)知沖突”

通過上述分析得知，在學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗(yàn)中，有些潛移默化的生活常識是不利于學(xué)生科學(xué)知識的學(xué)習(xí)的，甚至有些是錯(cuò)誤的觀念。在實(shí)際的科學(xué)教學(xué)過程中，教師要全面了解學(xué)生的舊知和已有經(jīng)驗(yàn)，了解學(xué)生對于某一個(gè)現(xiàn)象具有的科學(xué)知識，然后針對性地設(shè)計(jì)教學(xué)策略，讓學(xué)生在充分的認(rèn)識和理解中建立科學(xué)的新觀念，切忌直接告訴學(xué)生“這樣的想法是錯(cuò)誤的”，因?yàn)楹芏鄬?shí)踐證明，這樣的方式并不能夠有效轉(zhuǎn)變學(xué)生的觀念，甚至?xí)鸬竭m得其反的效果，對科學(xué)產(chǎn)生疑惑但是又不相信科學(xué)，更不可能引導(dǎo)他們進(jìn)行深度思考。

那么，如何轉(zhuǎn)變學(xué)生的觀念呢？巧設(shè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，是讓學(xué)生在體驗(yàn)中突破“認(rèn)知沖突”的有效策略之一。通過挖掘?qū)W生的認(rèn)知沖突，創(chuàng)設(shè)各種體驗(yàn)活動(dòng)等，讓學(xué)生在親身體驗(yàn)中突破“認(rèn)知沖突”。如在“流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”教學(xué)中，設(shè)問：“如果我們把一個(gè)裝著水的盆子放在水槽里，再往盆子里放入一個(gè)乒乓球。打開水龍頭時(shí)，水朝著乒乓球沖下，乒乓球會(huì)被水沖跑還是維持在水柱附近？”在提出問題后讓學(xué)生思考和猜想，說出自己的依據(jù)，然后將學(xué)生進(jìn)行分組，以小組的形式相互談?wù)摵徒涣?，充分激發(fā)他們求知的欲望。然后布置家庭小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在親身體驗(yàn)中突破“認(rèn)知沖突”，總結(jié)實(shí)驗(yàn)背后的科學(xué)原理。這樣的設(shè)計(jì)可以激發(fā)他們探索現(xiàn)象背后的科學(xué)真理的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)他們質(zhì)疑的能力、觀察的能力和解決問題的能力，營造充滿思維魅力的科學(xué)學(xué)習(xí)氛圍。

（四）利用小組合作交流，產(chǎn)生“認(rèn)知沖突”

每個(gè)學(xué)生都是獨(dú)立存在的個(gè)體，不同的學(xué)生對于同一個(gè)事物和問題的看法也就不同。而在初中科學(xué)教學(xué)中會(huì)涉及到許多概念的學(xué)習(xí)，為了更好地讓學(xué)生對這些概念加深理解，形成正確的認(rèn)知，教師可以小組合作學(xué)習(xí)的方式來實(shí)現(xiàn)，通過小組之間相互討論和交流，學(xué)生充分進(jìn)行表達(dá)，取長補(bǔ)短，認(rèn)識到自身對相關(guān)概念的認(rèn)識不足，并各自相互補(bǔ)充，從而幫助學(xué)生形成完備的知識體系。

以七上下冊的《運(yùn)動(dòng)和力》這一章中的“牛頓第一定律”為例，通過對學(xué)生概念理解的調(diào)查，大多數(shù)學(xué)生在自身生活體驗(yàn)的基礎(chǔ)上會(huì)認(rèn)為力的作用而引起物體運(yùn)動(dòng)。結(jié)合這樣的情況，教師在教學(xué)導(dǎo)入的環(huán)節(jié)，先將學(xué)生分組，然后讓學(xué)生以小組合作的方式進(jìn)行討論，討論的主題為“力與運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系”，讓學(xué)生進(jìn)行小組討論和匯報(bào)。在具體的討論過程中，不同的學(xué)生對于這一主題都有著不同的看法，有的學(xué)生仍然堅(jiān)持力的作用是導(dǎo)致物體運(yùn)動(dòng)的主要原因，也有的學(xué)生并不這么認(rèn)為，沒有力的情況下物體也能夠運(yùn)動(dòng)，他們之間都有不同的看法，而這些不同的看法便產(chǎn)生了認(rèn)知沖突，教師要善于著重這一點(diǎn)，讓學(xué)生在繼續(xù)討論過程中進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的觀點(diǎn)是否正確。有的學(xué)生利用毛巾和小車進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，觀察在鋪毛巾和不鋪毛巾的情況下小車滑行的情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)手離開小車之后，即使沒有手的推力作用，小車仍然能夠進(jìn)行滑行，所以證明了物體的運(yùn)動(dòng)不需要依靠力的作用進(jìn)行。通過這樣的教學(xué)方式，讓學(xué)生能夠在交流中認(rèn)識物體運(yùn)動(dòng)的概念，理解運(yùn)動(dòng)與力之間的關(guān)系，也有利于轉(zhuǎn)變學(xué)生錯(cuò)誤的認(rèn)知，且比直接講授的效果更好。

（五）巧設(shè)生活素材，制造“認(rèn)知沖突”

科學(xué)對邏輯思維等能力要求較高，有的學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)的過程中，理解和領(lǐng)悟能力較差、知識不會(huì)應(yīng)用、不能夠舉一反三等，這便使得學(xué)生感受到科學(xué)學(xué)習(xí)的困難，但是始終與學(xué)生能不能真正地領(lǐng)悟科學(xué)的本質(zhì)有著緊密的聯(lián)系?？茖W(xué)實(shí)際上來源于生活，但是又不同于生活經(jīng)驗(yàn)，兩者的區(qū)別在于科學(xué)是生活經(jīng)驗(yàn)的一種凝練，是客觀存在的，也是需要人們?nèi)ネ诰蚝吞剿鞯摹Ｒ虼?，在初中科學(xué)課堂教學(xué)過程中，挖掘出隱藏在實(shí)際生活中的認(rèn)識沖突進(jìn)行巧用，可以推動(dòng)學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中的思維深度，幫助學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)的本質(zhì)，并進(jìn)一步進(jìn)行科學(xué)的探索和應(yīng)用。

如在學(xué)習(xí)了“重力”知識后，學(xué)生會(huì)認(rèn)為同一個(gè)物體在地球表面的重力是一樣的。此時(shí)我們可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐卣购脱由?，提出問題“將同一個(gè)物體放置在地球上的不同地點(diǎn)，那么物體的受重力是否都一致？”巧設(shè)如下生活素材作為具體情境可以大大地激發(fā)學(xué)生思考和探索的興趣：“設(shè)想有一個(gè)舉重運(yùn)動(dòng)員在莫斯科比賽中創(chuàng)下了總成績396公斤的新記錄，隨后他在廣州的比賽中獲得了397公斤的成績。體育界認(rèn)為他刷新了自己保持的紀(jì)錄，但是從科學(xué)角度分析，這樣合理嗎？”像這些問題生活化、情境化是需要我們平時(shí)挖掘和積累呈現(xiàn)給學(xué)生的。這樣的設(shè)計(jì)，一方面可以讓學(xué)習(xí)主體積極主動(dòng)地投入思考和探索;另一方面讓他們感受到科學(xué)在生活中無處不在，獲得領(lǐng)悟科學(xué)本質(zhì)的成就感，樹立起正確的科學(xué)觀。

結(jié)語

唯物辯證法強(qiáng)調(diào)了事物普遍聯(lián)系與發(fā)展的根本性質(zhì)和內(nèi)容，那就是矛盾，生活中隨處可見矛盾。所以筆者認(rèn)為充分利用認(rèn)知沖突是實(shí)現(xiàn)初中科學(xué)課堂高效性的有效策略。充分挖掘和利用認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生入科學(xué)之境，生科學(xué)之情，進(jìn)行主動(dòng)的學(xué)習(xí)和探索，享受思維的魅力，求得科學(xué)的本質(zhì)，樹立正確的科學(xué)觀。

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