化學(xué)教學(xué)中“認(rèn)知沖突”的應(yīng)用策略

北京市大興區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校 王 哲

北京航空航天大學(xué) 劉鈺莎

一、問(wèn)題發(fā)現(xiàn)

當(dāng)今發(fā)達(dá)的信息時(shí)代，學(xué)生擁有多種獲得信息的途徑，學(xué)生對(duì)新知識(shí)失去了往日的新鮮感，但是由于沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)，他們對(duì)新知識(shí)的認(rèn)識(shí)往往膚淺的、模糊的，甚至是和科學(xué)知識(shí)相悖的，通過(guò)各種途徑得到的前概念需要教師在課堂中為其補(bǔ)充、修正或重建。但是學(xué)生并沒(méi)有這種主動(dòng)被補(bǔ)充、修正或重建的意識(shí)，如果新知識(shí)對(duì)學(xué)生沒(méi)有足夠吸引力和沖擊力，他們往往極力維持原有的“認(rèn)知平衡”。于是乎，常常發(fā)現(xiàn)教師講課或滔滔不絕，或娓娓道來(lái)，但是學(xué)生精神渙散，有的學(xué)生昏昏欲睡，有的在隨意記著的筆記，更有甚者在翻看手機(jī)或其他資料，缺乏內(nèi)部學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)行為的主動(dòng)性，這樣的課堂教學(xué)效率極低，長(zhǎng)此下去，會(huì)使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)失去興趣，甚至憎恨學(xué)習(xí)。如何改變學(xué)生不積極主動(dòng)學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀？如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力，讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣呢？教師可以嘗試在教學(xué)環(huán)節(jié)中巧妙制造“認(rèn)知沖突”的教學(xué)方法。

二、理論依據(jù)

心理學(xué)家認(rèn)為，“知覺(jué)具有恒常性”，由于人們已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)具有相對(duì)穩(wěn)定性，使知覺(jué)往往不隨問(wèn)題情境的變化而改變。教學(xué)中有意制造“認(rèn)知沖突”，是利用了知覺(jué)的恒常性，先使學(xué)生“上當(dāng)”，然后再尋求解脫。從認(rèn)知理論可以知道，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，其認(rèn)知結(jié)構(gòu)是可以變化和重新組合，其變化過(guò)程可以表述為：“平衡—不平衡—新的平衡”。當(dāng)一個(gè)問(wèn)題能夠納入現(xiàn)有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)時(shí)，則這個(gè)問(wèn)題就能夠被迅速解決，認(rèn)知結(jié)構(gòu)的平衡不會(huì)被打破，使學(xué)生原有的概念被充實(shí)。相反，如果新的問(wèn)題不能納入已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，則原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的平衡被打破，這時(shí)，學(xué)生就要調(diào)整或重建已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，即需要概念的重建。據(jù)此，教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該有意識(shí)地設(shè)置一些認(rèn)知沖突，形成懸念，讓學(xué)生處于欲答不能、欲罷不忍的心理需求，在解決認(rèn)知矛盾的過(guò)程中，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，引發(fā)學(xué)生的積極思維，能有效刺激學(xué)生的求知欲和探索心向，使學(xué)生認(rèn)知不斷從“不平衡”到“新的平衡”轉(zhuǎn)化，使學(xué)生頭腦中的概念不斷被充實(shí)和重建，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行認(rèn)知結(jié)構(gòu)的同化和順應(yīng)。那么，化學(xué)教學(xué)中，教師如何為學(xué)生制造一些認(rèn)知沖突來(lái)引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)呢？本文淺談幾種化學(xué)教學(xué)中設(shè)置認(rèn)知沖突的方法。

三、方法應(yīng)用

1.創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)認(rèn)知沖突，提高學(xué)習(xí)興趣

教學(xué)中教師可以通過(guò)創(chuàng)設(shè)情景，激起認(rèn)知沖突。利用素材或活動(dòng)中與學(xué)生認(rèn)知的矛盾因素，把學(xué)生置于矛盾氛圍之中，使學(xué)生產(chǎn)生解決矛盾的迫切需要。例如在“化學(xué)反應(yīng)速率”部分，教師可提供這樣一個(gè)化學(xué)事實(shí)情景：鈉與乙醇的水溶液反應(yīng)時(shí)，增大乙醇的濃度，反應(yīng)速率反而減小。這與學(xué)生剛學(xué)過(guò)的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響規(guī)律相矛盾，認(rèn)知沖突由此而生。通過(guò)討論，學(xué)生對(duì)影響反應(yīng)速率的內(nèi)因和外因的關(guān)系有了更深刻的理解（鈉與水反應(yīng)較鈉與乙醇反應(yīng)要?jiǎng)×业亩?，?dāng)乙醇溶液濃度增大時(shí)，鈉與乙醇的反應(yīng)逐漸居于主要地位，反應(yīng)物性質(zhì)這一內(nèi)因起了決定性作用，所以反應(yīng)速率減?。Ｔ趯W(xué)習(xí)化學(xué)平衡的影響因素時(shí)，老師給出合成氨的反應(yīng)，讓學(xué)生根據(jù)平衡移動(dòng)原理分析合成氨應(yīng)該采取什么條件？當(dāng)學(xué)生分析得出應(yīng)該采用加壓、降溫的條件時(shí)，老師給出工業(yè)合成氨采用溫度400℃～500℃，壓強(qiáng)并不很高，采用20MPa～50MPa時(shí)，學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，激起強(qiáng)烈的好奇心，這時(shí)老師引導(dǎo)學(xué)生考慮催化劑的活性問(wèn)題、增大壓強(qiáng)對(duì)設(shè)備與動(dòng)力的要求、采用通入過(guò)量氮?dú)夂桶币夯蛛x提高轉(zhuǎn)化率等等，學(xué)生在這樣的好奇心引領(lǐng)下，在不斷解決沖突的過(guò)程中，逐漸形成將理論分析和實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合的思路，長(zhǎng)期保持這樣的熱情和好奇心，勢(shì)必增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，研究化學(xué)問(wèn)題的興趣。

2.欲擒故縱，制造認(rèn)知沖突，修正已有概念

通過(guò)初中化學(xué)學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)一些物質(zhì)的分類(lèi)、性質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)有了初步了解，高中階段無(wú)論對(duì)物質(zhì)的類(lèi)別、性質(zhì)還是對(duì)化學(xué)反應(yīng)要進(jìn)行更深入、更系統(tǒng)地學(xué)習(xí)，并且要通過(guò)元素化合物的學(xué)習(xí)掌握研究物質(zhì)的思路和方法。如何讓學(xué)生在原有認(rèn)知的基礎(chǔ)上，將不完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)加以修正和完善，欲擒故縱，制造認(rèn)知沖突，也是一種有效的教學(xué)方法。

3.步步為營(yíng)，巧設(shè)認(rèn)知沖突，充實(shí)已有概念

任何知識(shí)并不是孤立存在的，新舊知識(shí)間存在這樣或那樣的聯(lián)系，尤其在學(xué)習(xí)難度大、比較抽象的知識(shí)時(shí)，教師必須了解學(xué)生原有的知識(shí)水平，尋找學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中能與新知相連接的節(jié)點(diǎn)，也就是常說(shuō)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的生長(zhǎng)點(diǎn)，然后在生長(zhǎng)點(diǎn)上由淺入深設(shè)置一系列問(wèn)題，步步為營(yíng)，問(wèn)題設(shè)置時(shí)巧設(shè)沖突，在新知識(shí)與舊認(rèn)知的矛盾中增強(qiáng)問(wèn)題解決意識(shí)，在一個(gè)個(gè)問(wèn)題的解決過(guò)程中充實(shí)、完善、拓展已有認(rèn)知。

4.利用實(shí)驗(yàn)，設(shè)置認(rèn)知沖突，重建認(rèn)知結(jié)構(gòu)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的主要特征之一，化學(xué)實(shí)驗(yàn)所展示的物質(zhì)世界的神奇變化與鮮明直觀的化學(xué)現(xiàn)象是學(xué)生對(duì)化學(xué)產(chǎn)生興趣的源泉，而當(dāng)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生現(xiàn)象和結(jié)論與他已有的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生沖突時(shí)，更能有效地激發(fā)學(xué)生進(jìn)行探究和完善、修正已有認(rèn)知，所以化學(xué)教學(xué)中可以利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)置認(rèn)知沖突。

心理學(xué)家認(rèn)為，概念轉(zhuǎn)變教學(xué)就是使學(xué)生原有概念改變、發(fā)展和重建的過(guò)程，但是當(dāng)新的科學(xué)知識(shí)在用于解釋現(xiàn)象時(shí)，學(xué)生感覺(jué)比前概念還不能令人滿(mǎn)意或更難理解，學(xué)生不會(huì)自覺(jué)接受新知識(shí)。如果教師教學(xué)中充分利用化學(xué)手段，巧妙設(shè)置問(wèn)題情境和給學(xué)生制造一些認(rèn)知沖突，使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的求真知的欲望，教師再幫助學(xué)生構(gòu)建新知與已有認(rèn)知的橋梁，學(xué)生會(huì)不自覺(jué)地打破原認(rèn)知的平衡，被新的科學(xué)認(rèn)識(shí)同化，學(xué)生的認(rèn)識(shí)需要在一次次沖突的解決中對(duì)錯(cuò)誤認(rèn)知不斷得以修正和重建，對(duì)已有的科學(xué)認(rèn)知不斷得以充實(shí)和發(fā)展，逐漸形成對(duì)物質(zhì)世界的客觀的、科學(xué)的、正確認(rèn)識(shí)。