創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力*
——以牛頓第一定律的教學(xué)為例

胡家良 葉成林

(南京師范大學(xué)第二附屬初級(jí)中學(xué) 江蘇 楊州 211900)

提問有價(jià)值的關(guān)鍵性、高質(zhì)量的問題是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的高階思維活動(dòng)．提出問題不僅與學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)有密切關(guān)系，更與思維有關(guān)，尤其是與批判性思維關(guān)聯(lián)度較高．只有學(xué)生具有批判精神、具有批判性思維才能夠提出有價(jià)值的問題，從這個(gè)意義上講提出問題本質(zhì)上是批判性地思維的過程．在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力，可以提高學(xué)生的思維水平，可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)和長遠(yuǎn)發(fā)展奠定基礎(chǔ)．利用學(xué)生學(xué)習(xí)中的矛盾，創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突情境，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望．在理順矛盾、化解沖突過程中培養(yǎng)問題意識(shí)，提高學(xué)生提出問題的能力．

1 認(rèn)知沖突的教學(xué)價(jià)值

認(rèn)知沖突是指人們在原有的觀念與新經(jīng)驗(yàn)之間出現(xiàn)對立性矛盾時(shí)而感受到的疑惑、緊張和不適的狀態(tài)[1]．學(xué)習(xí)的過程就是不斷積累知識(shí)，有時(shí)新知識(shí)會(huì)與舊經(jīng)驗(yàn)之間產(chǎn)生矛盾，此時(shí)學(xué)生在認(rèn)知和心理上都會(huì)產(chǎn)生不平衡，會(huì)促使學(xué)生反思，促使學(xué)生自覺地進(jìn)行質(zhì)疑、批判的思維活動(dòng)，從而形成積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)，激發(fā)并保持學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，最終主動(dòng)構(gòu)建新知識(shí)，達(dá)到新的認(rèn)知平衡．“利用認(rèn)知沖突，可以展示科學(xué)自身魅力，關(guān)注學(xué)生科學(xué)思維智慧的形成，提高學(xué)生的興趣和效率．”[2]學(xué)生反思過程中，在質(zhì)疑、批判過程中，會(huì)因?yàn)槭ピ姓J(rèn)知平衡而發(fā)現(xiàn)新問題，提出新問題，從而實(shí)現(xiàn)對學(xué)生批判性提問技能的訓(xùn)練．

2 提出問題能力的重要性

提出問題可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)．提出問題其本質(zhì)是一種質(zhì)疑、批判的思維活動(dòng)．能夠提出高質(zhì)量問題的人，其思維具有嚴(yán)密性和批判性，不會(huì)將別人的觀點(diǎn)當(dāng)成自己的觀點(diǎn)，不會(huì)“是他人所是非他人所非”．于社會(huì)而言，大眾具有批判性思維，都能批判性地思考問題，民主制度實(shí)行起來才會(huì)更加順暢．于學(xué)生個(gè)體而言，通過提出問題能力的訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，實(shí)現(xiàn)學(xué)生思維能力的提升，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)和終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)．誠如義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)——“不迷信權(quán)威，勇于創(chuàng)新，有判斷大眾傳媒信息是否符合科學(xué)規(guī)律的初步意識(shí)，有將自己的見解與他人交流的意識(shí)，敢于提出與別人不同的見解，勇于放棄或修正不正確的觀點(diǎn)．”[3]

問題的提出，尤其是關(guān)鍵性問題的提出可以促進(jìn)學(xué)生的書面和口頭表達(dá)能力．這也是義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)——“能書面或口頭表述自己的觀點(diǎn)，能與他人交流，有自我反思和聽取意見的意識(shí)，有初步的信息交流能力．”[3]現(xiàn)在社會(huì)人與人之間的交流越來越頻繁，表達(dá)能力是每個(gè)人立足社會(huì)的重要技能．表達(dá)能力的提高有利于學(xué)生更好立足社會(huì)，更好實(shí)現(xiàn)人生發(fā)展目標(biāo)．

3 學(xué)生提出問題的現(xiàn)狀

提出問題對學(xué)生而言非常重要，但是學(xué)生提出問題能力卻不容樂觀．首先，學(xué)生在學(xué)習(xí)中很少提出自己的問題；其次，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到困惑時(shí)找老師問問題一般都是陳述性的知識(shí)問題，很少涉及到思維層面的高質(zhì)量問題，且學(xué)生在提出問題時(shí)表述混亂，經(jīng)常不能準(zhǔn)確表達(dá)清楚自己的問題．可見，學(xué)生提出問題的能力較弱．究其原因是學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備不足，思維能力不夠，尤其是沒有質(zhì)疑意識(shí)、缺乏批判意識(shí)．任何有價(jià)值問題的提出都是一種創(chuàng)新，都需要學(xué)生能夠具備批判性思維．學(xué)生提出問題能力的現(xiàn)狀與課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，與為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)和長遠(yuǎn)發(fā)展奠定基礎(chǔ)的目標(biāo)還有不少的差距．為此，有必要在物理教學(xué)中抓住一切契機(jī)加強(qiáng)對學(xué)生提出問題能力的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)．

4 創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突培養(yǎng)提問能力的策略

培養(yǎng)學(xué)生的提問能力是一個(gè)“系統(tǒng)工程”，要構(gòu)建民主和諧的師生關(guān)系，讓學(xué)生能在一個(gè)寬松愉悅的課堂氛圍中與教師平等對話，分享自己的想法，也需要教師以身作則，不迷信權(quán)威，敢于質(zhì)疑批判，能夠提出有創(chuàng)見的想法和解決問題的新思路．但是，認(rèn)知沖突打破了學(xué)生原有的認(rèn)知平衡，給學(xué)生的心理狀態(tài)造成了強(qiáng)烈的沖擊，有利于調(diào)動(dòng)并保持學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情，對培養(yǎng)學(xué)生提出問題能力有明顯作用．教師要根據(jù)學(xué)生實(shí)際和教學(xué)內(nèi)容，有針對性地設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力．以“牛頓第一定律”教學(xué)為例，可以在新課導(dǎo)入、滲透物理學(xué)史、新知識(shí)與舊經(jīng)驗(yàn)之間的矛盾、對知識(shí)價(jià)值及合理性的質(zhì)疑等幾個(gè)方面入手培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力．

4.1 演示實(shí)驗(yàn)制造矛盾

為了落實(shí)新課程標(biāo)準(zhǔn)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的理念，在新課導(dǎo)入環(huán)節(jié)，都會(huì)選取“貼近學(xué)生生活，符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)”的素材，最常見的是列舉貼近學(xué)生生活的實(shí)例和利用演示實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境．無論是列舉實(shí)例還是演示實(shí)驗(yàn)，教師若能創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突情境，新課導(dǎo)入將更能吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力，將更能“激發(fā)并保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣”，學(xué)生的學(xué)習(xí)將會(huì)更加有持久的動(dòng)力．

在“牛頓第一定律”的教學(xué)中，教師可以列舉如下兩個(gè)看似矛盾的例子．“對靜止的木箱施加一水平方向的推力，木箱沿水平方向運(yùn)動(dòng)；撤去推力后，木箱停下來”[4]“滑板車在沿水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果我們不再蹬地，它最終會(huì)停下來”[5]，第一個(gè)例子，有力作用物體就運(yùn)動(dòng)，撤去力物體停止運(yùn)動(dòng)，似乎力是維持物體運(yùn)動(dòng)的；第二個(gè)例子雖然不再蹬地滑板車最終也要停下來，但是從“不再蹬地”到“最終停下來”，滑板車運(yùn)動(dòng)了一段時(shí)間，運(yùn)動(dòng)了一段路程，似乎力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的．這樣兩個(gè)例子創(chuàng)設(shè)的情境是矛盾的，會(huì)激發(fā)學(xué)生一探究竟的欲望．為了更進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突和學(xué)習(xí)興趣，還可以進(jìn)行如下演示實(shí)驗(yàn)．首先，用一輛小車，車輪朝上置于水平桌面上，用水平力輕推，撤去推力，小車立即停止運(yùn)動(dòng)；接著，將小車車輪朝下，置于同一水平桌面，大力推動(dòng)后松手，撤去推力后小車仍繼續(xù)向前滑行．同樣的器材演示后得到不同的結(jié)論，前者得出力維持物體的運(yùn)動(dòng)，后者得到物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持．同樣將學(xué)生置于矛盾之中．

上述實(shí)驗(yàn)，有些是“不推不動(dòng)”，有些是“不推也動(dòng)”，學(xué)生就會(huì)陷入矛盾之中，問題：“物體的運(yùn)動(dòng)究竟是否需要力來維持”和“運(yùn)動(dòng)的物體最終停下究竟是為什么”的提出水到渠成．

4.2 利用物理學(xué)史中的“矛盾”

矛盾在物理學(xué)及其發(fā)展中普遍存在，物理學(xué)研究進(jìn)程中新舊矛盾的解決會(huì)誕生新的成果，推動(dòng)物理學(xué)邁上新臺(tái)階．當(dāng)矛盾出現(xiàn)意味著將有新問題產(chǎn)生，新問題解決后即將產(chǎn)生新理論．物理實(shí)驗(yàn)與理論研究發(fā)展不平衡、不同步，科學(xué)家們經(jīng)常在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)一些新的事實(shí)與原有理論之間存在矛盾，原有理論不能解釋新的實(shí)驗(yàn)時(shí)，就會(huì)迫使科學(xué)家找尋新的理論．

在“牛頓第一定律”教學(xué)中，介紹亞里士多德和伽利略兩位科學(xué)巨匠關(guān)于力與運(yùn)動(dòng)的思考和結(jié)論，展示歷史上科學(xué)家關(guān)于這一問題看法之間的矛盾，一方面可以進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生思考力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，另一方面可以在得出力與運(yùn)動(dòng)正確關(guān)系后引導(dǎo)學(xué)生思考如何評(píng)價(jià)發(fā)表錯(cuò)誤觀點(diǎn)的亞里士多德．讓學(xué)生明白：亞里士多德雖然觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，他得出錯(cuò)誤觀點(diǎn)受制于當(dāng)時(shí)人類對自然規(guī)律的認(rèn)知水平，受制于當(dāng)時(shí)人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的手段，但是他是第一個(gè)想到要去研究力與運(yùn)動(dòng)的人，提出問題比解決問題更重要．這樣既可以促進(jìn)學(xué)生透徹理解知識(shí)，更可以讓學(xué)生意識(shí)到提出問題的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)．

4.3 新知識(shí)與舊經(jīng)驗(yàn)的矛盾

學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)后，有時(shí)新知識(shí)會(huì)與原有經(jīng)驗(yàn)之間存在矛盾．利用這種矛盾創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突可以激發(fā)學(xué)生求知欲，引發(fā)學(xué)生新學(xué)習(xí)需要，可以幫助學(xué)生構(gòu)建新知識(shí)．教學(xué)中利用矛盾、解釋矛盾可以升華學(xué)生對知識(shí)的理解，更可以在此過程中讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)新問題，從而實(shí)現(xiàn)對學(xué)生提問能力的培養(yǎng)．

在“牛頓第一定律”教學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)了牛頓第一定律的內(nèi)容后，已經(jīng)清楚了物體在不受力時(shí)總保持靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持．而在學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)中存在大量“推就動(dòng)，不推就不動(dòng)”的情境，如何解釋這一矛盾？提出新問題：為何運(yùn)動(dòng)的物體撤去推力后運(yùn)動(dòng)一段距離后就會(huì)停下來？

4.4 對新知識(shí)價(jià)值的思考與拓展

新知識(shí)的學(xué)習(xí)學(xué)生理解還不到位，還存在疑問、困惑．讓學(xué)生說出對新知識(shí)的疑惑之處，并引導(dǎo)學(xué)生對新知識(shí)的價(jià)值進(jìn)行思考與拓展，這可以強(qiáng)化學(xué)生對知識(shí)的理解，促使學(xué)生更準(zhǔn)確理解知識(shí)，理清矛盾，化解認(rèn)知沖突．

在“牛頓第一定律”的教學(xué)中，得到的新知識(shí)(牛頓第一定律)告訴學(xué)生物體不受力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，然而實(shí)際中不受力的物體是不存在的．利用這一矛盾可以引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑，然后提出問題：不受力的物體不存在，那么牛頓第一定律還有實(shí)際價(jià)值嗎？解決質(zhì)疑問題之后，進(jìn)一步拓展：物體不受力保持靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力后物體將會(huì)如何運(yùn)動(dòng)呢？