巧用認知沖突 打造有效課堂

寧貽欣

【摘 要】生活世界是科學世界的意義之源，課程改革倡導讓教育回歸生活。但是有時就因為是生活中最熟悉不過的現象，導致學生對它們的存在習以為常，而喪失了探究的興趣。如探究“聲音是怎樣產生的”，由于學生對聲音再熟悉不過， 一般的課堂教學就容易因為好奇心的缺失導致學生的主動探究熱情不高。要改變這一現狀，需要教師不斷制造和利用認知沖突促進學生實現前概念與現實的對話，從而激發學生的探究興趣。

【關鍵詞】生活 認知沖突 科學探究

所謂認知沖突，指的是當學生的認識與周圍環境進行交互作用時，就會出現各種各樣的問題、困惑以及相互之間的認識差異。教師巧妙運用學生的認知沖突可以激發學生的探究興趣，提升教學有效性。本文，筆者就以青島版五年級上冊《聲音的產生》一課為例，談談如何利用學生的這種認知沖突，令科學學習呈現出生活化、活動化和層次化，使學生的學習在興趣激勵中開啟，在體驗感悟中前行，在疑惑沖突中迸發。

一、創設矛盾情境，激發認知沖突

從學習的意義上講，發生沖突就會產生新的學習需要，學生的認知發生沖突時，恰恰是我們教學的最佳時機。因此，教師要在教學活動中重視學生思維的認知結構，了解學生的知識、經驗及思維習慣，有針對性地選擇典型事例，使他們原有的認識與當前的現實產生無法調和的矛盾，從而激起發學生的學習興趣。

《聲音的產生》一課，作為上課的引子，筆者讓學生做一做“猜猜我是誰”的游戲，學生顯得很興奮，躍躍欲試。筆者首先找了班里幾個比較活躍的男、女學生說幾個字，學生都猜對了誰是誰。接著又找了幾個平日沉默寡言的學生，讓學生猜是誰的聲音，思考、遲疑中學生猜的時間明顯加長。當學生嘟腮抿嘴時，筆者播放了一段錄音，錄音是班上一位感冒的學生的聲音，這下猜錯的人越來越多。這是為什么呢？筆者提醒學生注意各種現象的對比。在對思維沖突的辨析總結中，大家初步認識了人是靠聲帶的震動發聲的，每個人的聲帶結構各不相同，發出的聲音就不一樣。任何事物的發聲都有其固有的屬性，在不同條件下是可以改變的。這樣在活潑多變的活動中，學生從不同角度看問題的能力得到普遍提升。為鞏固成果，筆者又從學生熟悉的材料和問題入手，用竹筷敲打木罐、鐵罐、瓷罐和玻璃罐對比猜物，再用鐵罐裝一半玻璃球及鐵罐裝滿玻璃球兩種情況比較發聲。最后，筆者又在裝滿玻璃球的鐵罐中灌滿水，“你們看還能發聲嗎？”問題由易到難，進一步明確了物體發聲和物體形狀結構、空氣振動等有關，環環相扣，既把探究推向深處，又為后續的學習作好鋪墊，做到一材多用，也符合思維探究的最近發展區原則。

這個簡單的課堂游戲，以抓住典型事例感知聲音引入，使學生認識到聲音能幫助我們辨析事物（人），但是此后游戲中的錯失 ，又重新激發了學生想知道聲音更多奧秘的欲望，達到了上課之初抓住學生注意力的效果。接著辨析各種聲音，拉近了學生與科學概念的距離，更容易使他們對聲音產生許許多多的疑問，從而有效調動學生自主探究的熱情和興趣。

二、利用思維矛盾，化解認知沖突

在“猜猜我是誰”的游戲基礎上，筆者讓學生通過課桌上物體發出的聲音歸納發音體的共同特征。學生探究熱情高漲，一時間忙得不亦樂乎。有吹樹葉的、敲桌子的，還有戳鉛筆的、摳鉛筆盒的……巡視中筆者發現學生大都認為吹打、敲擊、摩擦、搖晃等讓物體發聲的方法是發音的原因，意識上暴露了明顯的認知沖突。于是筆者適時指導學生不僅要關注讓物體發聲的方法，特別要注意觀察發音體發音時的變化，還可以畫一畫發音體移動的軌跡。學生再次觀察后，筆者又以立在水中的音叉敲打發音時和停止敲打時水面呈現的現象進行演示印證。

探索綜合了觀察、實驗、比較、辨別、歸納等活動，學生由此明白了物體發音時都有“抖動”的現象，初步建立起對“振動”概念內涵的認識。“老師，我把瓶子吹得很響，為什么沒有振動呢？”實驗中有個吹塑料瓶的學生又出現了思維的矛盾，筆者這樣啟發他：“不是瓶子在振動，那可能是什么在振動呢？”通過教師的啟發，很多學生想到了是空氣在振動，但又無法看到，于是筆者鼓勵學生用轉換法試一試。交流中有了瓶里加水、加鹽、加小球等許許多多的辦法來驗證“空氣在振動”的猜想。不同材料的探索互補，形成了完整的科學概念。

非學無以致疑，非問無以廣識。此間筆者利用了學生的注意力停留在對物體施加外力這一認知沖突上，及時引導學生抓住“現象”“振動”與“聲音產生”之間的聯系闡述自己的看法，再放手讓學生探究，體現由扶到放、由現象到本質的認知規律。

三、借助遷移思辨，平息認知沖突

科學包藏了偶然性和必然性，需要多次驗證結論的科學性，教師要善于在更多的認知沖突中搭起支架。在經歷了個體的探究獲得一定的方法后，《聲音的產生》一課的第二個探索活動是組織小組活動。筆者將全班學生分為六組，分別提供三個層次的實驗材料：鋼尺、鋸條、橡皮筋。學生在合作探究中努力讓橡皮筋、鋼尺、鋸條發出聲音。在細心觀察的同時新的困惑又來了，學生對拉鋸條的動作停止后聲音也停止了的現象可以理解，但對鋼尺、橡皮筋在動作停止后依然發聲的現象感到困惑。其原因是這一現象割裂了振動和發聲的辯證關系，這正是突破認知矛盾揭示規律的關鍵節點。筆者讓學生比較彈鋼尺、扯橡皮筋和拉鋸條的不同現象并誘導：“既然聲音是由于物體振動產生的，那么物體停止振動，聲音就應該消失了是嗎？”此處的關鍵是停止振動會怎么樣，筆者讓學生按住鋼尺、拉住橡皮筋試試，學生感受到振動停止了，聲音也就停止了。為了讓結論更完整、更科學，筆者又利用音鈸和喉嚨發聲的實驗反證這一結論的正確性，把抽象的知識，轉化成逼真的感性知識，收到了良好的效果。

四、利用疑問引思，化沖突為探究動力

科學教育講究邏輯推理，同樣重視實證，對不完全歸納推理形成的結論要反復驗證。如在做向水杯倒水的實驗時，學生以為總結出振動產生聲音就萬事大吉了，思維止于淺表層次，對發生的音高等現象置若罔聞。其原因還在于探究性活動難度相對大，以及知識和閱歷又欠缺。于是筆者適時引導學生思考：“往水杯倒水產生了什么現象？在不同的高度倒水又會怎么樣呢？”學生的思維在疑問的驅動下表現出高度的活躍性。反復試驗捕捉有效的信息后，學生興奮地說出了液體也能通過振動發聲，也發現水流的高度、流量、空氣與聲音大小的關系，并由此推導出笛子等樂器能發出高低不同聲音的原因。

而在另一組的實驗中，筆者啟示性地發問：“兩塊石頭撞擊發聲怎么驗證它們也在振動？上課鈴的小錘為什么是鐵質的，換用別的材料會怎樣？”不同材料的比較引發新的沖突。“越薄越細的東西發音越高”“金屬、玻璃發音大而清脆”“施力越大聲音就越大”“硬的東西比軟的東西發音大”……學生的思維一發不可收拾，不同意見沖突引發學生間的大討論，對知識的認識也在這個過程中越發清晰深刻了。

除了教師主動設疑，引導學生思考，筆者還鼓勵學生大膽質疑，以疑促學。如在課堂上筆者看到一個學生似乎有什么話要說，便鼓勵他站起來說說看。這個學生皺皺眉：“老師，我站起來又坐下，已經給了力怎么沒發出聲音呢？”因為學生的接受能力有所不同，由此及彼的類比推理能力還比較薄弱，看起來這個學生代表了很大一部分學生的疑惑，于是筆者把問題丟給學生并鼓勵旁證，還讓學生做了用手擠氣球不松手，用力彎一下尺子的活動，讓學生通過這些活動領悟到“振動”的科學內涵，只有力的作用不一定使物體發音。

五、利用事實沖突，鞏固新課新知

認識只有放到實踐中檢驗才能形成牢固的科學知識，即在新的事實沖突中完成對所學知識的檢驗和鞏固。《聲音的產生》一課的最后，筆者拿出一個裝了釘子、玻璃球的鐵盒子：“誰能讓這個音樂盒不發出聲音？”反向思維使學生在自我知識梳理中把探究推向新的高潮。另外，教師還可以設計與教學內容相聯系的興趣點進行大膽嘗試和創新：“怎樣折紙，才能使甩動時聲音最大？”在豐富知識的過程中使學生手腦并用、廣泛參與，以展示達到興趣激勵的作用，使學生充分感受科學學習不同的方式和意義。

總之，整節課的教學圍繞核心概念“聲音是由物體振動產生的”展開，教學中突出順應學生以前概念生成科學概念的學習心理需求，不斷制造和利用認知沖突促進學生前概念與現實的對話：制造聲音揭示前概念，實境導題；增補對話模塊，激活學生思維，使學生由關注造聲方法轉向發聲物體；探究“振動”內涵時由易到難，由顯到隱，由固體到液體、氣體，逐步豐富概念外延。

（山東省青島市市北區河西小學 266033）