淺議以認知沖突突破概念理解困難的教學策略

鐘肖媚

【摘要】學生的認知發展就是利用原有的知識經驗通過同化和順應日益復雜的環境，使原有的知識經驗得到豐富或改造，形成新的知識經驗的過程。教學的主要任務就是幫助學生形成新的知識經驗，尤其是新舊知識經驗（概念）的轉變。教育不能是單純的傳遞，教師要遵從學生的認知發展規律，在教學中注重發現學生的前概念，創設有效的情景，引發學生的認知沖突，實現概念的轉變。

【關鍵詞】前概念? ?科學概念? ?認知沖突

【中圖分類號】G632.4

【文獻標識碼】A

【文章編號】1992-7711（2020）16-177-02

學生的認知發展過程并不可能總是一帆風順的，在實際教學中，我們會發現學生會形成一些片面的、錯誤的知識經驗，會影響其后續的認知發展。有些片面的、錯誤的知識經驗可能根深蒂固，不易消除，有些正確的知識經驗又可能比較抽象，不易讓學生獲取和理解。教師應該幫助學生實現這些知識經驗的改造、轉變，形成新的、較為全面的、正確的知識經驗。教師要弄清學生的錯誤的知識經驗的根源，遵從學生的認知發展規律，并引用適當的情景，引發學生的認知矛盾，幫助學生實現概念的轉變。

一、前概念與科學概念

物理概念是對物理現象、物理過程特征的概括和描述，是物理學的基本要素。物理概念教學是物理教學的重要組成部分。學生對物理概念的正確理解，是物理教學的首要目標，也是對物理知識進一步學習的前提。學生對物理概念理解的偏差會影響著對其它物理概念、物理規律的學習，因此教師必須重視物理概念的教學。

初中學生抽象思維還不成熟，對一些比較抽象的物理概念理解比較困難。學生在日常生活中會積累一些知識經驗，又會利用自己逐漸掌握的知識，對一些事物、現象進行自發的判斷，繼而會產生一定的看法，形成新的觀點。但是由于學生個體認知能力的發展階段性、差異性等原因，有些學生認識事物時可能只關注到事物的一些表象，不能從本質上去了解認識事物，導致對事物的認識比較片面、比較膚淺，甚至有些認識可能是不科學的、錯誤的。本文中把學生對事物原有的、片面的、錯誤的認識稱之為前概念，許多研究者又把它們稱之為迷思概念、錯誤概念、樸素概念、異相構想等等，雖然表述不一致，但表達的意思還是比較相似的。而把能反映客觀事物本質屬性、正確的認識稱為科學概念?？茖W概念揭示的是復雜紛繁的自然現象的本質，有時具有一定的抽象性和復雜性。

按照認知心理學的觀點，前概念是由主體的認識活動所產生，它的存在是必然的。前概念在學生的學習中扮演著非常重要的角色，美國著名教育心理學家奧蘇泊爾曾說：“假如我把全部教育心理學僅僅歸納為一條原理的話，影響學生唯一最重要的因素就是學生已經知道了什么，要探明這一點，并應據此進行教學”?？茖W概念的形成建立在它的前概念基礎之上，科學概念的學習的最基本的方式是依靠前概念的轉變學習。建構主義理論認為，學生學習科學概念單靠教師的傳授是低效甚至是無效的，所以在實際的教學中，教師要把握住并利用好學生的前概念，才能使教學有的放矢，幫助學生轉變前概念，形成科學概念。

二、認知沖突

皮亞杰的兒童認知發展階段理論認為，個體的認知發展是“平衡——不平衡——更高水平平衡”的過程。當個體原有的知識經驗能夠同化外界環境的信息時，個體將處于認知的平衡狀態;當認知主體原有的知識經驗不能同化外界環境的信息時，個體將處于認知的不平衡狀態，認知的不平衡將促使個體調整自己原有的知識經驗，以便順應外界環境，能夠與外界環境的信息一致，從而達到認知的更高水平的平衡狀態。個體意識到原有的知識經驗（前概念）與周圍環境的信息之間不平衡時所形成的狀態就是認知沖突。認知沖突使個體產生內驅力，促進自我調整，構建新的知識經驗，獲得科學概念。

蘇格拉底認為，不要直接地把學生所要學的知識告訴他，只有揭露對方認知中的矛盾，促使學生知覺自己所持想法和真理之間的不一致，發現知識結構中的錯誤或漏洞，才能激發和推動學生思考問題的積極性和主動，才能讓學生理清自己的思路和對問題的真正理解。

因此引發認知沖突在概念轉變過程中具有關鍵意義，因為只有體驗到認知沖突，個體才能感受到已有概念的不足，認識到替換或調整已有概念的必要性。

科沃恩把認知沖突分為三種類型，具體見圖1。

認知沖突類型一：學生前概念或迷思概念（C1）與環境（R2）的認知沖突。

認知沖突類型二：學生已有科學概念（C2）與環境（R2）之間的認知沖突。

認知沖突類型三：學生的前概念或迷思概念（C1）與學生已有科學概念（C2）之間的認知沖突。

可見環境這一因素是引發認知沖突的重要手段，教學中要根據學生的前概念，充分考慮，創設有針對性的有效的情景，成功引發學生的認知沖突。

三、認知沖突教學策略

根據皮亞杰認知發展理論中的平衡機制，個體的認知發展按照“平衡——不平衡——更高水平平衡”的三個階段，在實際教學中大致可以分三個環節展開認知沖突教學。

1.暴露前概念

前概念對科學概念的形成具有非常重要的作用，是認知沖突中必不可少的要素。學生的前概念就是認知病癥，只有對癥才能下藥，所以教師應該先要預測或了解學生的前概念，了解癥結所在，才能開展下一步“引發沖突”。同時為了使沖突更加明顯，應該充分把學生的前概念暴露出來。

例如，在學習杠桿的要素之一——力臂時，根據經驗，我能預測學生會出現前概念：力臂是支點到力的作用點的距離。在教學中，還要把學生的這個前概念暴露出來。我以蹺蹺板為例，配合蹺蹺板的模型圖（杠桿），讓學生從增大轉動效果的角度思考杠桿的幾個要素，并要求學生完成概念填空及在圖中標出這幾個要素。學生基本能準確找到支點、動力、阻力這些要素，但是對動力臂和阻力臂的理解會出現偏差。部分學生認為移動力的作用點的位置可以改變杠桿的轉動效果，所以從支點到力的作用點的距離（如圖2）是杠桿的關鍵要素——力臂，這就是學生的前概念。這樣，通過填空及作圖的形式暴露了學生的前概念。

2.創設情景，引發沖突，使前概念解體

了解到學生的前概念后，就要想辦法針對癥結引發認知沖突。認知沖突是因為前概念與外界環境的信息不適應所引起的，因此環境是引發認知沖突的重要手段，所以教師在教學中要創設與前概念不平衡的情景，把不平衡的地方放大并強調，把矛盾暴露給學生看，從而引發學生的認知沖突。

在暴露了學生對力臂理解的前概念后，我采取以下情景演示引發學生的認知沖突。

（1）在杠桿一端A點掛上鉤碼，如圖3，在鉤碼的拉力F作用下，杠桿會發生轉動。

（2）不改變F拉力的大?。ㄣ^碼的個數），不改變F拉力的作用點（A點），當杠桿在如圖4所示位置時，拉力并沒有對杠桿產生轉動效果。

在這對比演示過程中，我引導學生運用控制變量法分析，在杠桿的其他要素（支點、力的大?。┎蛔兊那疤嵯?，雖然力的作用點不變（支點到力的作用點的距離），但是轉動效果卻改變了，這說明真正影響杠桿的轉動效果的因素并不是“支點到力的作用點的距離”。前概念不能同化外界環境的信息，學生就會懷疑原有的知識經驗，會調整原有的知識經驗，使前概念解體。

3.構建科學概念

學生產生認知沖突后，并不是所有的學生都能夠順利地有效地解決認知沖突，有的學生雖然知道原有的知識經驗有問題，但是未能形成新的知識經驗前，可能會保持原有的錯誤;有的學生可能會機械記憶、更換概念、或表面建構，而沒能真正理解新知識。所以當學生的前概念解體后，教師要通過一些有效的手段幫助學生構建新的概念（科學概念）。

為了幫助學生建立對力臂的正確認識，我采取以下方法：在杠桿一端掛上鉤碼，讓杠桿分別在三個不同的位置（如圖5、圖6、圖7所示）自由放下，學生感受到在圖7位置時，拉力對杠桿的轉動效果更強。我利用教具T形尺輔助演示，突出幾個位置中變化的距離，邊講解邊引導學生歸納得出力臂的正確認識：支點到力的作用線的距離（l）。

結語

在教學中在利用認知沖突，較順利、有效地幫助學生實現概念的轉變，能夠促進學生進行有意義的學習，教師應該重視認知沖突策略在教學中的應用。本文關于認知沖突教學策略的研究還比較膚淺，例如引發認知沖突的手段、認知沖突的解決等方面，這些方面非常值得我們在教學實踐中不斷去探索和研究。

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