在“認(rèn)知沖突”中引入新課的幾個(gè)案例

摘要：認(rèn)知沖突能引起學(xué)生認(rèn)知心理的不平衡，激起學(xué)生的求知欲和好奇心，使學(xué)生產(chǎn)生解決這種認(rèn)知沖突獲得心理平衡的動(dòng)機(jī)。在教學(xué)中教師應(yīng)針對(duì)學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的混淆點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)、盲點(diǎn)和缺失點(diǎn)，再運(yùn)用生活素材和實(shí)驗(yàn)手段創(chuàng)設(shè)必要的問(wèn)題情境，制造沖突，從而為引入新課創(chuàng)造契機(jī)。

關(guān)鍵詞：認(rèn)知沖突；原有認(rèn)知；問(wèn)題情境；生活素材；驚奇實(shí)驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2008)5(S)-0019-2

“認(rèn)知沖突”是指人的原有圖式與新感受到的事件或客體之間的對(duì)立性矛盾。一旦引發(fā)這種認(rèn)知沖突，就會(huì)引起學(xué)生認(rèn)知心理的不平衡，就能激起學(xué)生的求知欲和好奇心，使學(xué)生產(chǎn)生解決這種認(rèn)知沖突獲得心理平衡的動(dòng)機(jī)。學(xué)生在生活中憑直覺(jué)和不夠嚴(yán)密的概括形成了原始的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，教師運(yùn)用學(xué)生熟悉的生活素材來(lái)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景，使學(xué)生意識(shí)到新經(jīng)驗(yàn)與原有觀念的不一致，從而使他們產(chǎn)生學(xué)習(xí)的心理需求。在物理教學(xué)中，作為揭示學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)與新觀念對(duì)立的重要手段是實(shí)驗(yàn)。正如我國(guó)學(xué)者鐘啟泉教授指出的，“實(shí)驗(yàn)是在學(xué)習(xí)者的面前引起日常生活中不可能經(jīng)驗(yàn)到的現(xiàn)象。違背學(xué)習(xí)者常識(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將造成學(xué)習(xí)者意識(shí)中的認(rèn)知失衡狀態(tài)，擺脫這種認(rèn)知矛盾狀態(tài)求得解放的需求，就成了學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)”。

因此，在教學(xué)中教師必須要了解學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，找準(zhǔn)學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的混淆點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)、盲點(diǎn)和缺失點(diǎn)，根據(jù)這些再運(yùn)用生活素材和實(shí)驗(yàn)手段創(chuàng)設(shè)必要的問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生嘗試用原有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)對(duì)當(dāng)前的現(xiàn)象或問(wèn)題進(jìn)行解釋?zhuān)l(fā)現(xiàn)不能解釋、甚至結(jié)論是相反的，由此就引發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突，從而可以激發(fā)他們強(qiáng)烈的探究欲望和學(xué)習(xí)的熱情。教學(xué)實(shí)踐表明，此時(shí)就是引入新課極佳的契機(jī)。那么，在物理教學(xué)中應(yīng)如何更有效地創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，制造沖突呢？下面筆者就這個(gè)問(wèn)題想談?wù)勛约旱恼J(rèn)識(shí)，期與同行交流。

1 運(yùn)用生活素材制造沖突

科學(xué)一旦走進(jìn)學(xué)生的生活世界，就會(huì)使學(xué)生感到科學(xué)的學(xué)習(xí)對(duì)自己來(lái)說(shuō)是有意義的。而只有對(duì)學(xué)生有意義的知識(shí)，才會(huì)為學(xué)生所選擇。所以，從實(shí)際生活中引出的問(wèn)題，往往能夠?yàn)閷W(xué)生所關(guān)注，并能引起學(xué)生的興趣。在學(xué)習(xí)物理之前，學(xué)生通過(guò)日常的生活觀察，對(duì)多種物理現(xiàn)象便已有了自己的認(rèn)識(shí)，并形成了一些與科學(xué)知識(shí)相悖或不盡一致的觀念和規(guī)則，這就是前概念。在物理教學(xué)中，如果能夠基于這些前概念，從平常的生活現(xiàn)象中提出一些極不尋常的、出乎學(xué)生意料的物理問(wèn)題，往往會(huì)引發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突，從而帶來(lái)很好地教學(xué)效果。

案例1 細(xì)繩為什么不能被拉直呢？

下面是“力的分解”一課的教學(xué)引入。



師：在生活中，我們可以看到高壓輸電線和晾衣繩都是彎曲的（如圖1-1），這是什么原因造成的呢？

生：是重力。

師：對(duì)！是重力。那么，有沒(méi)有辦法將它們拉直呢？

生：有。

師：我們請(qǐng)兩位同學(xué)上來(lái)嘗試一下。

（如圖1-2所示，在一根繩子的中間懸掛一個(gè)重硾，讓兩位學(xué)生使勁地往兩邊拉。）

師：沒(méi)有拉直，我們給他倆鼓點(diǎn)勁。

（師生一起為兩位學(xué)生鼓勁加油，但結(jié)果是他們不管怎么用力拉總是拉不直。）

師：我看他倆夠努力了，拉不直不能怪他們，其實(shí)這是一個(gè)不可能完成的任務(wù)。

生：為什么拉不直呢？（學(xué)生自發(fā)地提出）

師：這個(gè)問(wèn)題要等到我們學(xué)了“力的分解”之后才能解決。（引出了課題）

學(xué)生知道高壓線與晾衣繩彎曲的原因是由于重力的作用，但他們卻沒(méi)有倒過(guò)想：就是因?yàn)橹亓Φ淖饔茫瑧覓熘匚锏睦K子是彎曲的，所以繩子是不能被拉直的。學(xué)生認(rèn)為繩子是可以被拉直的，在他們作出這個(gè)判斷之前，其實(shí)并沒(méi)有經(jīng)過(guò)理性的思考，而是依據(jù)生活中顯而易見(jiàn)的直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)。在面對(duì)這個(gè)意料不到的結(jié)果時(shí)，學(xué)生頭腦中自認(rèn)為正確的、無(wú)需懷疑的想法卻受到了挑戰(zhàn)，使他們不得不去審視原有的觀點(diǎn)。

2 運(yùn)用驚奇實(shí)驗(yàn)制造沖突

在人的情緒發(fā)生的心理機(jī)制中，客觀事物與個(gè)體預(yù)期之間的關(guān)系，是決定情緒發(fā)生的一個(gè)重要因素。當(dāng)具有新異性、變化性的刺激超出個(gè)體預(yù)期，會(huì)產(chǎn)生驚奇情緒，如果個(gè)體發(fā)現(xiàn)這一刺激與自己認(rèn)知需要相聯(lián)系時(shí)，驚奇就轉(zhuǎn)化成情緒性興趣。個(gè)體一旦產(chǎn)生由驚奇轉(zhuǎn)化來(lái)的興趣，往往會(huì)在心理上伴以某種沖動(dòng)感，將有助于學(xué)生產(chǎn)生“跳一跳”去學(xué)習(xí)、探究有一定難度的學(xué)習(xí)任務(wù)的心向。在物理教學(xué)中，利用實(shí)驗(yàn)即可創(chuàng)設(shè)許多豐富多彩的驚奇情境。

案例2 一節(jié)電池的威力為什么會(huì)有如此大呢？

在“自感現(xiàn)象”教學(xué)時(shí)，以“千人震”實(shí)驗(yàn)作為引入。教師先問(wèn)學(xué)生：兩手加在一節(jié)干電池兩端會(huì)有什么感覺(jué)？學(xué)生心理納悶：老師為何問(wèn)這個(gè)問(wèn)題。然后，我給出如圖2所示的電路圖，隨意指定一位學(xué)生上臺(tái)，用兩只手接觸線圈L的兩端，閉合電鍵后，詢(xún)問(wèn)學(xué)生是否有觸電的感覺(jué)。學(xué)生試驗(yàn)后回答：無(wú)觸電的感覺(jué)。接著我將電鍵斷開(kāi)，隨即學(xué)生就驚奇地體驗(yàn)到“觸電麻木”的滋味。隨后，多名學(xué)生手拉手再與線圈相連，斷電瞬間，同時(shí)都有觸電的感覺(jué)。這樣學(xué)生會(huì)覺(jué)得這個(gè)現(xiàn)象太不可思議了，因而很自然地就會(huì)問(wèn)：一節(jié)電池的威力為什么會(huì)如此大呢？就在學(xué)生百思不得其解的時(shí)候，教師趁機(jī)引入新課：等到我們學(xué)了自感現(xiàn)象就能解決這個(gè)問(wèn)題。

這個(gè)自感線圈對(duì)于求知的學(xué)生來(lái)說(shuō)就好像魔法一樣神奇，從而激發(fā)起對(duì)自感現(xiàn)象的強(qiáng)烈探究欲望。

3 針對(duì)學(xué)生原有認(rèn)知的不足制造沖突

建構(gòu)主義認(rèn)為，在學(xué)習(xí)新知識(shí)和面對(duì)新問(wèn)題時(shí)，個(gè)體往往可以基于原有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)他們?cè)械恼J(rèn)知能力對(duì)新問(wèn)題給以解釋或提出預(yù)期的假設(shè)。由于學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的不足，這往往會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的預(yù)期與客觀的事實(shí)不相符合。故此，在物理教學(xué)中，教師可以針對(duì)性地選擇事例或現(xiàn)象，讓學(xué)生用原有的知識(shí)去對(duì)事例或現(xiàn)象進(jìn)行解釋?zhuān)顾麄冊(cè)械恼J(rèn)識(shí)與當(dāng)前面臨的現(xiàn)實(shí)產(chǎn)生無(wú)法調(diào)和的矛盾，從而激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。

案例3 用兩種方法計(jì)算燈絲的電阻，結(jié)果為什么會(huì)相差這么大呢？

下面是“電阻定律”一課的引入。

師：（出示燈泡）這是一只普通的白熾燈泡，上面標(biāo)有“220V100W”的字樣，它表明什么意思？如何利用它們來(lái)計(jì)算燈絲的電阻？

生：額定電壓及額定功率。

R＝U2額／P額＝(220V)2／100W＝484Ω。

師：要測(cè)定燈絲的電阻，通常情況下用什么方法？

生：伏安法。

演示 如圖3所示，連接好實(shí)驗(yàn)線路。

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閉合S，測(cè)出燈絲兩端電壓及通過(guò)的電流；計(jì)算燈絲電阻

R＝U／I＝3V／0.062A≈48Ω。

生：（驚奇）怎么回事？(有些學(xué)生認(rèn)為計(jì)算時(shí)點(diǎn)錯(cuò)了小數(shù)點(diǎn)，經(jīng)檢查無(wú)誤）

師：要弄清這個(gè)問(wèn)題，還得研究導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)？是什么關(guān)系？（提出課題）

這一獨(dú)具匠心的引入，正是從學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)出發(fā)，以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過(guò)學(xué)生的觀察和思維，造成學(xué)生認(rèn)知沖突，用原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)無(wú)法解決實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果，使學(xué)生感到好奇并渴望求解，學(xué)生產(chǎn)生了進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣，有利于學(xué)生進(jìn)入特定的學(xué)習(xí)狀態(tài)，有利于教學(xué)目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。

(欄目編輯黃懋恩)

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。