認知沖突在小學科學教學中的運用

翁文娟

【摘? 要】科學是小學的重要學科之一，其在培養學生的科學思維、創新能力等方面發揮著重要作用。近年來，隨著素質教育的不斷深入，小學科學教學也受到高度重視，教師在小學科學教學中運用認知沖突，進一步促進學生的科學思維發展，提高教學質量。

【關鍵詞】小學科學;認知沖突;教學運用

在小學階段，科學屬于一門探究性學科，能讓學生養成良好的科學思維，并采用正確、科學和客觀的態度看待周圍的事物。然而，要想在科學教學中喚醒學生的學習動機，則必須借助認知沖突的力量，讓學生在“沖突”中完成有效的自主學習探究，發散學生思維。教師必須深入了解認知沖突對科學教學的重要性，并積極通過“巧設懸念實驗”“結合生活經驗”“實驗反差對比”“營造爭論氛圍”等策略，有效發揮認知沖突的作用，使學生各方面的能力在“沖突”中獲得全方面提升。

一、認知沖突在小學科學教學中運用的重要性

認知沖突在小學科學教學中的重要性主要體現在以下兩點：第一，學生方面，對小學階段的學生而言，他們希望自己是探究者、發現者和研究者的需求十分強烈，而小學學科作為一門探究性學科，能在一定程度上滿足學生的心理需求。在小學科學教學中運用認知沖突，能讓學生在學習中產生認知沖突，并在解決“沖突”的過程中完成有效的探究，進而最大限度地滿足學生的心理需求。同時，制造認知沖突，能有效解放、激活學生的思維，使其思維空間得到拓展與鍛煉，逐步完善學生科學思維。第二，科學教學方面，在課堂教學中制造認知沖突，將學生引入自主探究氛圍中，使學生全身心投入科學的學習中，進而提升教學質量。同時，在認知沖突影響下，能有效營造活躍、生動的課堂氛圍，激發學生學習科學知識的興趣。由此可見，認知沖突在滿足學生心理需求、鍛煉學生思維能力和提高科學教學質量方面有重要作用，而教師需深入了解這些重要性，從而更好地在小學科學教學中運用認知沖突。

二、認知沖突在小學科學教學中的運用策略

（一）巧設懸念實驗，制造沖突機會

小學科學課堂實驗不僅能提高學生發現問題、解決問題的能力，還能進一步培養學生的科學思維。然而，在科學實驗教學中，隱藏著諸多認知沖突，但在以往的教學中部分教師對這些內容并未重視，嚴重限制了學生認知思維的拓展。因此，教師要善于抓住實驗教學的認知沖突切入點，并結合教學實際巧設懸念實驗，讓學生在實驗情境中抓住“沖突”的機會，使學生的思維得到有效激發。例如，在“馬鈴薯浮起來”的科學實驗教學中，教師要求每一位學生準備一杯清水，并將馬鈴薯放到清水中，引導學生觀察馬鈴薯的運動情況。經過觀察，學生發現馬鈴薯逐漸下沉，隨后教師將馬鈴薯放到一杯鹽水中，結果學生發現馬鈴薯懸浮起來。此時，學生發現自己的實驗結果和教師的實驗結果不一致，教師就可以拋出懸念：“為什么我的馬鈴薯是浮起來的？”在懸念的引導下學生猜測的答案各不相同，如教師的馬鈴薯不一樣、教師杯子里的水不一樣等。馬鈴薯放到水中會下沉，這是學生原有的認知，而通過此類實驗的不同結果，與學生的原有認知產生沖突，使學生在求知欲的驅使下開展自主探究。學生可以在書中發現“鹽水會讓馬鈴薯浮起來”這一知識點。通過設置懸念實驗，讓學生帶著疑惑進行思考，并在思考中產生認知沖突，進而加深獲取新知識的記憶，提高學習效率。

（二）結合生活經驗，引起認知沖突

當前的科學課程標準要求科學教學與現實生活聯系，讓學生用所學知識聯系現實生活中相關現象，提高學生探究周圍事物的興趣。科學與生活關系十分密切，而在生活中學生會形成許多錯誤認知。在小學科學教學中，教師要善于抓住學生錯誤的認知，并根據教學內容，聯系生活實際，讓學生進行科學事實對比，引起強烈的認知沖突，進而引導并糾正學生錯誤的認知，培養其良好的科學思維。例如，在“衣服能產生熱量嗎”的教學中，當學生看到這一問題時，大部分學生認為穿著衣服就會暖和，所以衣服能產生熱量。但有學生指出：“衣服不會產生熱量。”此時有學生反駁：“要是衣服不能產生熱量那為什么穿衣服呢？”教師讓學生講一講衣服不會產生熱量的理由，該學生認為：“要是衣服能產生熱量，衣服沒穿的時候就很熱了，但事實是衣服放著不會熱。”聽了這一理由后，大部分學生會覺得有道理，這一矛盾的產生使學生的解決欲望增強。隨后，教師指導學生結合生活實際進行驗證，在認知沖突引導下進行科學實驗，學生發現：“衣服不能產生熱量，只能保存人體散發的熱量。”結合生活實際尋找認知沖突，讓學生對錯誤的生活“常識”產生疑問，并帶著問題進行實驗，最終借助科學事實，有效糾正學生的錯誤。同時，能讓學生在心理失衡下開展驗證，并借助科學事實進行平衡，使學習記憶更為深刻。

（三）實驗反差對比，激發沖突思維

以往的小學科學教學課堂，教師只關注課堂流程，機械灌輸式的教學大大降低了科學課教學質量。造成這一現象主要是因為缺乏認知沖突教學，學生對學習沒有興趣，導致其探究性、創造性思維逐漸弱化。因此，教師必須充分運用認知沖突，使學生的學習積極性得到有效激發，并進行深層次思考。教師可結合科學教學內容，挖掘實驗反差對比點，進一步激發學生的沖突思維，進而實現真正意義上的學習。教師可以借助實驗結果的反差產生“矛盾”，瞬間激活學生的“疲沓”思維，使其對科學實驗探究充滿熱情。可以適當制造此類“小矛盾”，讓學生迸發思維的火花，并通過自主探索科學答案，使其有效掌握科學知識點，并鍛煉學生的探究思維和創造思維。

（四）營造爭論氛圍，加深認知沖突

在課堂教學中，學生對某一問題存在不同觀點時會產生爭論，而在爭論中學生的學習動力會得到有效激發，獲得良好的教學契機。但在以往的小學科學教學中，大部分教師對學生的爭論并未重視，只引導學生理解觀點正確的一方，長期以往，則會導致學生的爭論在課堂中逐漸減少，不利于學生的思維發展。因此，在小學科學教學中，教師要善于營造爭論氛圍，借助爭論契機，讓學生在課堂中勇于爭論，加深認知沖突，使學生的語言表達能力和科學思維得到有效培養。例如，在“我們來造環形山”的教學中，教師首先為學生展示月球環形山形成的原因，挑出具有代表性的原因形成正、反兩方面的觀點，如選擇隕石撞擊原因假說，正方為支持隕石撞擊說，反方為反對隕石撞擊說。隨后，將學生隨機納入觀點陣營，劃分完成后，教師指導學生通過實驗、網絡等方式收集支持自己觀點和反對對方推理證據的資料。待資料收集完成后，教師可以組織學生開展辯論賽，在逐層遞進的辯論中，能讓學生更好地學習“環形山”的相關知識。根據教學內容，教師為學生設計矛盾立場，并讓學生根據自己的立場進行辯論，進一步加深了認知沖突。同時，在辯論賽中，學生的觀點沖突會進一步深化，而在搜尋證據的過程中，學生會在相互質疑下產生激烈的思維碰撞。

（五）挖掘知識矛盾，誘導認知沖突

教育心理學認為，矛盾沖突可有效激發學生的學習動機，當學生發現利用自己已知的有限知識不能解決問題時，學生的求知心理可以刺激學生主動學習。對學生的思想進行巧妙刺激，能激發學生的情感需求，加強學生的探究欲望。例如，在“聲音是怎樣產生的”教學中，教學難點是引導學生從實驗中分析得出聲音是由物體振動產生的。在教學過程中，讓學生通過敲、拍、打等方式發出聲音，并討論聲音是怎樣產生的。學生經過認真觀察思考，認為聲音的產生是因為物體受到力的作用，從而發出聲音，然而這與聲音產生的真正原因不符。在教學過程中，可以通過讓學生用力拉橡皮筋、用力揉捏紙團、用力按壓書桌，讓學生安靜聽有沒有聲音發出，并進行小組討論，思考為什么用力卻不能使物體發出聲音。通過兩個不同觀點之間的矛盾，刺激學生繼續探究物體產生聲音的原因，加深學生的思考，在引導學生認知聲音是由振動產生的過程中，讓學生對聲音的產生進行多層次對比和分析。

（六）設置知識“陷阱”，暗布認知沖突

學生會將在生活中觀察到的現象認為是事實或是真理，但實際上很多時候真理并非如看到的那樣簡單，其中有許多需要學生繞過的知識“陷阱”，深入探究事物的本質，逐層進行分析，逐漸打破“陷阱”，產生新的認知。在教學過程中，設置知識陷阱，讓學生暴露出普遍存在的錯誤觀點，喚起學生思維注意，并加以引導，幫助學生突破固有思維，增加沖突認識，讓學生形成透過現象觀察事物本質的思維習慣。例如，在“空氣占據空間嗎”教學中，教學重點是讓學生認識到空氣與其他物質一樣，能占據空間，但空氣占據空間的多少是可以改變的，認識到空氣是一種物質。在教學過程中，先通過《烏鴉喝水》的故事讓學生思考水是怎樣升上來的，學生經過思考知道是因為石子占據了水原本的空間，進而讓學生思考“空氣會占據空間嗎？”這個問題。有的學生認為空氣不占據空間，而有的學生認為空氣占據空間。讓學生思考“空氣能不能讓水從瓶子里漫上來”，在學生討論思考后，可以讓學生觀察噴壺實驗，讓學生說說從實驗中觀察到怎樣的現象，說明了什么，通過觀察實驗讓學生發現空氣也占據空間。知識陷阱可以加強學生對事物的思考，讓學生列舉關于“空氣占據空間”的實例，比如吹氣球、氣墊船等實例，加深學生對空氣占據空間的認識。

（七）注重對比觀察，強化認知沖突

觀察是一種主動的、有系統的、有意識的、受思維影響的知覺活動，在科學課堂中，探究的基礎是觀察。學生對周圍事物的好奇心促使學生產生了觀察欲望，但受心理、年齡等影響，小學生的觀察能力尚未形成系統，易受情緒影響。在教學過程中，指導學生根據觀察對象的特點，按照系統性的觀察順序，發現事物的本質屬性，達到觀察的目的。例如，在“種子發芽”教學過程中，其教學重點是讓學生了解影響種子萌發的主要因素。在教學過程中，可以讓學生準備兩組相同的種子，其中一組種子保持濕潤，另一組種子保持干燥，堅持每天觀察，對比兩組種子的變化并記錄下來。使學生在對比觀察過程中強化認知沖突，學會對比發現其差異，捕捉它們各自的特征。

總而言之，在小學科學教學中運用認知沖突能有效啟發、強化并凝聚學生的思維，使學生在學習中進一步發展自身的科學思維。在運用認知沖突的過程中，教師要注意結合學生的實際情況和教學需求，制造起伏、活躍、有效的認知沖突。同時，教師還要加強對認知沖突的解讀，巧妙設置認知沖突，以進一步激活學生的思維，進而打造高效課堂。

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