認知沖突策略在化學教學中的應用

許靜冰　趙雷洪

【摘要】在高中化學教學中，教師可以通過應用認知沖突策略，引發學生原有認知結構與新知識的矛盾，激發學生的認知內驅力，培養學生的思維能力，提高化學教學的有效性。

【關鍵詞】化學教學 認知沖突 教學效果

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）05-0182-01

認知沖突是一個人已建立的認知結構與當前面臨的學習情境之間暫時的矛盾與沖突，是學生已有的知識、經驗與新知識之間存在某種差距而導致的心理失衡[1]。認知沖突策略，就是在課堂教學中，教師有意識地設置一些問題情境，引發學生的認知沖突，再通過教師的引導，解決認知沖突，使學生的認知結構得到發展，從而提高教學效果的教學策略[2]。現代心理學研究表明，在課堂教學中設置認知沖突，可以為學生提供真實的學習背景，模擬解決實際問題的過程。在教學過程中，很多教學環節都可以應用認知沖突策略，例如以下幾種應用：

1.課堂導入中認知沖突策略的應用

課堂導入既要求時間短，又要求教師在短時間內，能夠吸引學生的注意力，激發學生的興趣和求知欲，引導學生積極主動的投入到化學新課的學習中。在課堂導入中應用認知沖突策略，這種認知上的沖突使學生頭腦中一下子充滿了問題，學生的探究欲也一下子被調動起來。通過認知沖突的設置，不僅能激發學生的學習興趣和求知欲，吸引學生的注意力，還能自然地過渡到教學新內容，并為新知識的學習創造了良好的學習狀態。

2.概念教學中認知沖突策略的應用

化學概念是化學基礎知識的重要組成部分。任何一個化學概念都有它明確的內涵和外延。而學生在對概念加以應用時，常由于對化學概念的內涵和外延不夠明確，忽略了一些潛在的限制條件而發生錯誤。在化學概念的教學中，教師可以充分利用認知沖突策略來強化學生對化學概念內涵和外延的學習。

3.實驗探究中認知沖突策略的應用

化學是一門以實驗為基礎的學科，實驗是化學最精彩的部分。學生在觀察或進行實驗之前，會在頭腦中有意無意地生成假設。當實驗現象與假設相近時，學生就會感受到成功的喜悅。當實驗結果和學生的假設不一致時，學生就會產生強烈的認知沖突，激發學生進一步探索的欲望。由此，教學中教師可以通過創設探究性實驗情境，預先讓學生做出猜想，然后通過實驗產生令學生意想不到的新現象，引發學生的認知沖突，促使學生積極主動的探索和解釋這些新現象。

例如，學生在學習了鐵及其化合物的性質后，知道了可用KSCN來檢驗Fe3+。在含有Fe3+的溶液中加入KSCN溶液，溶液變成血紅色，而在含有Fe2+的溶液中加入KSCN溶液，溶液不變色。在探究Fe3+和Fe2+的轉化條件時，教師可以在上課幾天前配制含Fe2+的溶液。在上課時向學生展示這瓶含Fe2+的溶液。然后向學生提問：如果取部分Fe2+溶液于試管中，并向試管中滴加KSCN溶液，會有什么實驗現象？學生會毫無疑問的回答無明顯的現象。這時教師取部分Fe2+溶液于試管，向試管中滴加KSCN溶液。這時學生驚訝的發現溶液變成了血紅色。

這個實驗現象和同學們原先的猜想大相徑庭，引發了學生的認知沖突，學生就會思考到底是哪里出現了問題。在學生產生疑問的時候，教師及時強調KSCN可以使Fe3+溶液變成血紅色，但不能使Fe2+的溶液變色的特點。于是學生猜想可能是Fe2+溶液中混入了Fe3+，進而猜想這瓶Fe2+溶液可能被空氣中的氧氣氧化了。教師通過這個實驗引發學生的認知沖突，引出Fe3+和Fe2+的相互轉變及轉變條件的教學最佳時機。

4.習題講解中認知沖突策略的應用

化學講解是化學教學的重要組成部分，在解答習題時存在著明顯的對與錯，答錯了就說明學生存在認知上的沖突。因此，可以說習題教學是認知沖突的集中發生地。在習題講解中，教師如果可以有效的利用學生的這些認知沖突，或者有意識的引發學生的認知沖突，將直接影響習題教學的效果。如果教師直接告訴學生習題的答案，學生往往不會留下深刻的影響。相反，如果教師可以有效的利用和設置認知沖突，使學生在認知沖突中發現自己原先錯誤的解題思路，這樣學生對知識的理解會更加深刻，從而提高教學效果。

例：將質量分數為30%的硫酸與90%的硫酸溶液等體積混合，混合液的質量分數為（ ）

A. >60% B. <60% C. 60% D. 無法確定

此題意在考查學生溶液的稀釋問題，為了進一步鞏固這類題目的解題思路和方法，教師利用原題可增加如下變式練習，引發學生的認知沖突，使學生對問題的認識不斷深化，思維水平不斷提高，從而提高課堂的有效性。

[變式練習]將質量分數為10%的氨水與30%的氨水溶液等體積混合，混合液的質量分數為（ ）

A. >20% B. <20% C. 20% D. 無法確定

在此題的解決過程中，很多學生立即用第一題的規律得出了A的答案。通過教師的講解，學生知道了兩個題目的差異，提高了解題的思維水平。從原題到變式練習，變換問題的部分條件或提問方式，引發了學生新的認知沖突，使學生對問題的認識不斷深化，思維不斷升級，對解題規律的把握也越來越深刻。

高中化學教學中采用認知沖突策略，有助于學生更新原有的知識體系，構建新的知識體系，提高課堂教學的有效性。教學中教師從學生的認知規律、知識經驗等方面出發，利用教材中新知識與舊知識的矛盾、科學概念與生活經驗的矛盾、客觀事實與直覺的矛盾，引發學生的認知沖突，使學生意識到原有的知識是錯誤的或有缺陷的，為學生主動建構科學知識體系搭建一個平臺。這樣不僅能能轉變學生頭腦中一些根深蒂固的不科學知識，還能使學生更加清晰明確的掌握新知識，提高化學教學的有效性。

參考文獻：

[1]袁維新.認知建構論[M].徐州：中國礦業大學出版社，2002，8：179-182.

[2]張年逢.認知沖突策略在高中生物教學中的應用研究[D].蘇州大學，2009.