創設認知沖突在深度學習中促進學生思維發展

李珊珊

〔摘? ? 要〕? 高效的科學課堂離不開學生的積極思考，學生認知水平的提高是在沖突不斷產生再化解的過程中實現的。本文結合真實的教學案例，闡述創設認知沖突的策略，使學生在解決沖突的過程中，主動學習。

〔關鍵詞〕? 小學科學；認知沖突；深度學習；科學思維

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? 〔文章編號〕? 1674-6317? （2023）? 11-0019-03

深度學習以培育學生核心素養為目標，在教學中側重學生思維發展和能力培養是提高學生科學素養的教育思想的表現。在課堂中創設認知沖突，能激發學生的求知欲和學習內驅力，有利于學生形成思維碰撞，促進思維發展。

所謂認知沖突，是指在學習新事物的過程中，學生已有的知識結構與新知識產生矛盾或沖突，使學生心理不平衡。瑞士的心理學家皮亞杰認為，學生的知識結構是通過同化與順應的過程漸漸構建的，并且在平衡—失衡—平衡的過程中，漸漸完善認知體系。當學生發現用舊知識無法解釋新現象時，就會打破自己舊的認識體系，接納新信息，實現認知體系的平衡與發展。筆者將通過自身的教學實踐和思考，以創設認知沖突為載體，淺談學生科學思維的逐步建構。

一、緊扣生活經驗，激發內在思維

深度學習是建立在學生前概念知識基礎上的。科學知識與學生的生活密切相關，學生進入學校前，并非一張白紙，而是帶著他們在生活中獲取的知識與經驗。他們對生活中的很多現象，常常自以為是地認定是事實，而實際并非如此。錯誤的生活經驗常常會形成學生錯誤的認知，而且積重難返。建構主義倡導，學習要建立在學生已有的概念、基礎上，了解學生與教學目標之間的差異，抓住學生學習的出發點，發展他們對新事物的認識與理解。作為教師，要善于創設活動，讓學生嘗試通過對新知識的合理質疑，使學生的思維結構形成一定的沖突。教師要幫助學生化解思維沖突點，通過破舊立新，正確地接納新概念。

在蘇教版三年級《空氣占據空間嗎》一課中，學生對“空氣占據空間”這一知識是很難理解的。在課堂中，筆者先讓學生在正常情況下把氣球吹大，接著加大難度，把一個氣球套進裝滿水的瓶子里，學生帶著疑惑嘗試，無法吹大。此時，學生解釋道：瓶子里的位置已經被水占滿了，氣球沒有吹大的空間。終極挑戰：把空瓶里的氣球吹大。根據他們的生活經驗，這是一個很容易的活動，學生自信滿滿地嘗試，卻發現徒勞無功。為何有水沒水都無法吹大氣球呢？筆者適時進行引導：被水占滿的瓶子無法吹大氣球，那空瓶呢？里面真的什么都沒有嗎？學生恍然大悟，原來空瓶里面有無色無味的空氣，正是它們占滿了瓶子，導致無法吹大氣球。

學生初步理解空氣占據空間的性質后，筆者進一步進行“乒乓球在哪里”的趣味活動。材料有：裝滿水的水槽、乒乓球、去底塑料瓶。用去底的塑料瓶罩住放在水槽中的乒乓球，乒乓球會在哪里呢？按照學生的生活經驗，大部分學生認為它會停留在水面上，而實驗結果卻是：停在水底。筆者引導學生根據剛才所學的知識解釋現象：因為空氣占據空間，水無法進入瓶子，所以乒乓球停在水底。活動升級：那你們有辦法讓乒乓球停在水槽中間或水面上嗎？學生思維進一步被激發，知道可以通過瓶蓋旋松、旋緊一點，讓空氣進去，乒乓球就可以實現“隨時停下”。

有效的教學應提前洞察學生的前概念，為其做出準確的自我解釋及建構意義創造學習環境和條件。在教學中，教師以學生“空瓶里沒有東西，氣球可以吹大”的錯誤生活經驗為突破口，實驗出現的現象與學生原有的認知產生沖突，化解沖突的過程就是建立正確科學觀念的過程，學生有效的學習就是將新舊知識進行重新整合的過程。對于學生由于生活經驗引發的“錯誤”，教師要進行引導、點撥，起到排憂解難的作用，讓學生得以沖破固有思維。

二、設計懸念實驗，推動思維進階

研究表明，源于問題、源于探究、源于項目等具有挑戰性和實踐性的學習方式，能夠有效推進深度學習。小學科學課程標準明確指出，小學生對世間萬物具有強烈的好奇心和求索欲，這種好奇心和求索欲是促進學生科學學習的內驅力，對其一生的發展具有重要影響。學生面對生疏的、難度稍大的問題時，表現出能夠具體剖析、獨特性的解決思路、組合資源，是深度學習中育人的追求。小學科學課程的組織與教學，應選擇合適的情境素材進行深度學習，要保護學生的好奇心與求索欲。在課堂中設計蘊含懸念的實驗情境，能激發學生的學習興趣，調動思維，讓學生主動探究，在教師輔助下，思維逐步提升。

在教學中，教師要深入教材，設計合適的懸念實驗，在學生的心里埋下一粒思維的種子。在解決問題的過程中，學生不斷思考、交流，思維生根發芽，解開謎團時，學生豁然開朗，思維向深處不斷邁進。

三、營造辯論氛圍，拓展思維寬度

學生通過質疑辯論讓思維外顯是實現深度學習的關鍵策略之一。在課堂上，當學生產生不同意見時，應鼓勵他們勇于表達自己的想法，引導他們思考、討論、再思考、再討論，分析得出嚴密的結論。小學科學課程綜合了多個學科的知識，強調與學校開設的各個學科進行融合、滲透，以提高學生的綜合實踐能力。掌握自然現象的規律、解決現實問題也需要利用不同領域的知識與方法。隨著高年級科學課程中科普課比重的增多，很多學生缺乏主動學習的熱情，將“辯論賽”引入課堂，無疑是一個很好的選擇，可以鍛煉學生收集信息的能力，活躍科學思維。

蘇教版六年級上冊《地球以外有生命嗎？》一課，筆者發現，課題有“辯論”的意味，卻不夠味，大部分的學生都認為地球以外有生命，可能以微生物的形式存在。根據實際情況，筆者確定辯題：“地球以外是否有智慧生命的存在？”首先，班級學生以小組為單位，討論辯題，然后推薦一名學生作為辯手。辯手有一周左右的時間，通過查閱資料來支持自己的觀點。辯論開始后，學生的高能輸出，讓筆者大為驚訝。他們用“銀河系的行星數量來衡量宇宙中行星的數量，分析有智慧生命的可能性”，說出“黑暗森林法則”的威懾力，讓筆者大為感嘆。正方辯手的觀點之一是“生命必需的物質，宇宙中都沒有，比如空氣等”。在聽眾提問環節，有學生反問：“你怎么知道宇宙之外智慧生命的生存要求和人一樣？”贏得學生陣陣掌聲。

教學中，每個學生都可以通過自己的努力，獲得成功的體驗，教師應該抓住教育契機。當學生對某個問題有不同理解時，就會發生爭議，學習的動力就會增強，這時，教師應該為學生渲染一個敢于為事實爭辯的氛圍，在生生互動中，提高學生的語言組織能力與表達能力，增長思維的敏捷性，拓展思維的寬度。

四、把握事物本質，豐富思維認知

深度學習的特征之一是“本質與變式”，產生深度學習的學生能夠把握事物的本質和內在聯系，由本質推出多個變式。學生掌握本質的過程，需要剔除非本質的干預。分清本質與非本質根本屬性差異的過程，也是學生對知識深度解讀的過程。這個過程，需要學生具有深刻而敏捷的思維品質，不是教師將事物本質的文字告訴學生的過程，而是學生主動去把握的過程，要使學生與正在學習的知識之間建立密切的聯系。經過多次的磨合與探索，事物的本質才會逐漸顯現，會在學生眼前呈現最豐富、最迷人的風姿。

筆者曾經觀摩過一節公開課，是蘇教版四年級的《點亮小燈泡》。在課上，教師先讓學生“畫一畫”可以點亮小燈泡的方式，再“連一連”，在能點亮小燈泡的幾幅電路圖中找出共同點。學生很快明白：“電流要從電池正極出發，經過側面連接點、金屬架、底部連接點，最終回到電池負極，形成一個閉合回路，這樣小燈泡就可以亮起來。”當學生對這樣的規律深信不疑時，教師拋出一個新的任務：當電路檢修員，通過觀察電路的連接方式，判斷小燈泡能否被點亮。有一幅電路圖，導線沒有經過側面連接點，只是碰到了金屬螺紋，不符合剛才得出的結論，學生都覺得小燈泡不會亮。可在動手嘗試后，學生卻非常驚訝地發現，這樣也可以點亮小燈泡！學生思維的火花馬上被點燃。思考片刻后，學生發現原來金屬螺紋會導電，所以即使不碰側面連接點，只要碰到螺紋，電路就可以形成閉合回路。

協助學生理解事物的本質與內在關聯，是教師教學的重要工作。掌握事物的本質，是化繁為簡、強本弱枝的前提，也是建構知識體系的條件。學生掌握了事物的本質，才能從眾多事實中突出根本，認識到事物各種各樣的變化，學生才能從生活中找到事物的原型，學會把知識應用到生活中，融會貫通，見微知著。

深度學習是我國全面深化改革、落實核心素養的重要途徑。深度學習的產生離不開思維的創造與發展。教師巧妙解讀教材，有計劃地在課堂中創設認知沖突，引發學生思考，是以“教師為主導，學生為主體”教學理念的體現，可以強化學生注意力、驅動探究欲，激活學生的科學思維，讓他們經歷愉快、高效的學習，提高思維品質。

參考文獻

[1]繆宏敏，黃蓉潔.依托認知沖突，促進思維發展[J].教育研究與評論（小學教育教學版），2017（5）：57-61.

[2]中華人民共和國教育部.義務教育小學科學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2017.

[3]陳斌.例談“認知沖突”在小學科學教學中的運用[J].教學月刊（小學版）綜合，2020（5）：28-30.

[4]田慧生，劉月霞.深度學習：走向核心素養[M].北京：教育科學出版社，2018.■