妙用認知沖突提高教學效率

鞏海龍

【關鍵詞】 化學教學；認知沖突；日常經(jīng)驗；新舊聯(lián)系；實驗

【中圖分類號】 G633.8

【文獻標識碼】 A

【文章編號】 1004—0463（2015）14—0104—01

在認知發(fā)展過程中，當原有概念與現(xiàn)實情境存在某些差距時，就會引起學習者心理上的矛盾或沖突。在課堂教學中，若能巧設認知沖突，造成學生認知結(jié)構的不平衡，不僅能促成新的認知結(jié)構的形成，而且能激發(fā)學生的思維，大大提高化學課堂教學的有效性。因此，在教學設計時，需有意識地巧妙設置教學情境，讓學生在日常經(jīng)驗上、新舊聯(lián)系間、實驗探究中產(chǎn)生認知沖突。

一、基于日常經(jīng)驗，引發(fā)認知沖突

教師可以從生活中提取素材，設置認知沖突。例如，學生對于“酒是陳的香”這句俗語非常熟悉，但并不清楚其中的原因。若直接說明陳酒較香是因為生成了具有芳香味的酯，就會因為學生缺乏適當?shù)闹R基礎而無法引起學生的共鳴。于是就設計依次遞進的問題：“酒越陳越香說明了什么問題？酒在放置過程中可能發(fā)生了什么變化？生成的乙醛和乙酸是否產(chǎn)生酒香的原因？”

在此前，學生剛剛學習了乙醇能夠被氧化為乙醛，而乙醛能夠進一步被氧化為乙酸的知識，而當教師告知他們這兩種物質(zhì)均不是引起“酒香”的原因時，學生就會迫切產(chǎn)生知曉原因的強烈愿望。此時再演示酯化反應的實驗，學生就會特別關注酯獨特的氣味，并因能夠解釋酒香產(chǎn)生的原因，從而得到心理上的滿足感。

學生通過日常生活，不僅積累了豐富的日常經(jīng)驗，而且形成了大量的日常概念，也稱為“前科學概念”。當“前概念”與科學概念的含義一致（即樸素概念）時，就有助于學生理解與掌握科學概念；而當學生已形成的前概念偏離科學概念（即迷思概念）時，則會對學生的科學認識造成一定的障礙。建構主義的教學觀認為，對前科學概念的不滿是促使學生概念轉(zhuǎn)變的關鍵因素，只有當學生感到原有的概念失去了作用，不能解釋新的事件或者不能解決當前遇到的問題，產(chǎn)生認知沖突時，他才可能去改變原有概念。從這個意義上來說，創(chuàng)設認知沖突情境進行概念轉(zhuǎn)變在教學中具有重要作用。

二、基于新舊聯(lián)系，生成認知沖突

探尋新舊知識的聯(lián)系，并將此作為新知識的起點，可促進新知識的學習。研究表明，那些和學生已有知識有一定的聯(lián)系，學生知道一些，但是憑已有的知識又不能完全解決的問題，也就是說在“新舊知識的結(jié)合點”上產(chǎn)生的問題，最能激發(fā)學生的認知沖突，驅(qū)使學生有目的地積極探索。

例如，在“氧化還原反應”教學中，在學生的已有知識結(jié)構中已經(jīng)有了“4種基本反應類型”的概念，若提出問題：“以下2個反應屬于哪一種基本反應類型？①3CO+Fe2O32Fe+3CO2；②Cl2+H2O=HClO+HCl”。

學生通過分析發(fā)現(xiàn)，這兩種反應并不屬于4種基本反應類型中的任何一種，即4種基本反應類型并不能囊括所有的化學反應。由此就產(chǎn)生值得研究的問題，即這兩個反應到底屬于什么反應？有沒有可以囊括所有化學反應的更本質(zhì)的分類方法？這些問題的設計基于原有知識，而原有知識又不能解決當前問題。此時，師生共同分析化學反應中各元素化合價變化的特點，就可以發(fā)現(xiàn)兩者的共同特征在于化合價發(fā)生變化，而根據(jù)化合價是否變化進行化學反應的分類可以包容所有反應，從而促進“氧化還原反應”的學習。

三、基于實驗探究，制造認知沖突

化學是一門以實驗為基礎的自然科學。實驗是化學最精彩的部分，也是設置認知沖突的重要手段。由此，教師可以通過創(chuàng)設探究性實驗情境，預先有目的地讓學生嘗試作出猜想，然后通過實驗產(chǎn)生意想不到的新現(xiàn)象，促使學生用改變原有的認知結(jié)構去順應、解釋這些新現(xiàn)象。

例如，在學生學習完“鈉的化學性質(zhì)”后，可讓學生思考鈉和硫酸銅溶液能否反應，并要求學生推測反應現(xiàn)象并寫出反應的化學方程式。對于一般的學生來說，他們會自然地想到活潑的金屬鈉從硫酸銅溶液中置換出不活潑的金屬銅，現(xiàn)象是有紅色的銅析出。對于智優(yōu)學生來說，他們可能想到金屬鈉也會與水發(fā)生反應，由此推斷在生成紅色銅的同時還可能有氫氣生成。此時進行實驗，可能發(fā)現(xiàn)與學生預測均不相符的現(xiàn)象，即并沒有紅色的銅出現(xiàn)，而是生成藍色的氫氧化銅。

由此學生就會產(chǎn)生強烈的認知沖突，迫切希望知道氫氧化銅產(chǎn)生的原因。此時，引導學生對反應物的組成（鈉、水、硫酸銅）展開分析，就會得出反應的本質(zhì)是：鈉和水發(fā)生反應，生成的氫氧化鈉進一步和硫酸銅發(fā)生反應。進而推斷，鉀、鈣等比鈉更活潑的金屬應該具有相似的反應特征。

著名化學家傅鷹先生說過：“化學給人以知識，而化學史給人以智慧。”正是在解決傳統(tǒng)知識與不斷產(chǎn)生的新奇現(xiàn)象之間的認知沖突上，科學家的智慧得以體現(xiàn)，化學學科得以發(fā)展。因此，在無法直接進行實驗的情況下，可以利用科學史上一些著名的實驗來制造認知沖突，激發(fā)學生的探究熱情。

編輯：張 昀