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(fā)展就是利用原有的知識經(jīng)驗通過同化和順應日益復雜的環(huán)境，使原有的知識經(jīng)驗得到豐富或改造，形成新的知識經(jīng)驗的過程。教學的主要任務就是幫助學生形成新的知識經(jīng)驗，尤其是新舊知識經(jīng)驗（概念）的轉(zhuǎn)變。教育不能是單純的傳遞，教師要遵從學生的認知發(fā)展規(guī)律，在教學中注重發(fā)現(xiàn)學生的前概念，創(chuàng)設有效的情景，引發(fā)學生的認知沖突，實現(xiàn)概念的轉(zhuǎn)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(fā)展過程并不可能總是一帆風順的，在實際教學中，我們會發(fā)現(xiàn)學生會形成一些片面的、錯誤的知識經(jīng)驗，會影響其后續(xù)的認知發(fā)展。有些片面的、錯誤的知識經(jīng)驗可能根深蒂固，不易消除，有些正確的知識經(jīng)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(xiàn)這些知識經(jīng)驗的改造、轉(zhuǎn)變，形成新的、較為全面的、正確的知識經(jīng)驗。教師要弄清學生的錯誤的知識經(jīng)驗的根源，遵從學生的認知發(fā)展規(guī)律，并引用適當?shù)那榫埃l(fā)學生的認知矛盾，幫助學生實現(xiàn)概念的轉(zhuǎn)變。

一、前概念與科學概念

物理概念是對物理現(xiàn)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(guī)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(jīng)驗，又會利用自己逐漸掌握的知識，對一些事物、現(xiàn)象進行自發(fā)的判斷，繼而會產(chǎn)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(fā)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(zhì)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(zhì)屬性、正確的認識稱為科學概念。科學概念揭示的是復雜紛繁的自然現(xiàn)象的本質(zhì)，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(chǎn)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(jīng)知道了什么，要探明這一點，并應據(jù)此進行教學”。科學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(zhuǎn)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(zhuǎn)變前概念，形成科學概念。

二、認知沖突

皮亞杰的兒童認知發(fā)展階段理論認為，個體的認知發(fā)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(jīng)驗能夠同化外界環(huán)境的信息時，個體將處于認知的平衡狀態(tài);當認知主體原有的知識經(jīng)驗不能同化外界環(huán)境的信息時，個體將處于認知的不平衡狀態(tài)，認知的不平衡將促使個體調(diào)整自己原有的知識經(jīng)驗，以便順應外界環(huán)境，能夠與外界環(huán)境的信息一致，從而達到認知的更高水平的平衡狀態(tài)。個體意識到原有的知識經(jīng)驗（前概念）與周圍環(huán)境的信息之間不平衡時所形成的狀態(tài)就是認知沖突。認知沖突使個體產(chǎn)生內(nèi)驅(qū)力，促進自我調(diào)整，構建新的知識經(jīng)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(fā)現(xiàn)知識結構中的錯誤或漏洞，才能激發(fā)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(fā)認知沖突在概念轉(zhuǎn)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(diào)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(huán)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(huán)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(huán)境這一因素是引發(fā)認知沖突的重要手段，教學中要根據(jù)學生的前概念，充分考慮，創(chuàng)設有針對性的有效的情景，成功引發(fā)學生的認知沖突。

三、認知沖突教學策略

根據(jù)皮亞杰認知發(fā)展理論中的平衡機制，個體的認知發(fā)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(huán)節(jié)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(fā)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(jù)經(jīng)驗，我能預測學生會出現(xiàn)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(zhuǎn)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(xiàn)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(zhuǎn)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(chuàng)設情景，引發(fā)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(fā)認知沖突。認知沖突是因為前概念與外界環(huán)境的信息不適應所引起的，因此環(huán)境是引發(fā)認知沖突的重要手段，所以教師在教學中要創(chuàng)設與前概念不平衡的情景，把不平衡的地方放大并強調(diào)，把矛盾暴露給學生看，從而引發(fā)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(fā)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(fā)生轉(zhuǎn)動。

（2）不改變F拉力的大小（鉤碼的個數(shù)），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(chǎn)生轉(zhuǎn)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、力的大小）不變的前提下，雖然力的作用點不變（支點到力的作用點的距離），但是轉(zhuǎn)動效果卻改變了，這說明真正影響杠桿的轉(zhuǎn)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(huán)境的信息，學生就會懷疑原有的知識經(jīng)驗，會調(diào)整原有的知識經(jīng)驗，使前概念解體。

3.構建科學概念

學生產(chǎn)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(jīng)驗有問題，但是未能形成新的知識經(jīng)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(zhuǎn)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(xiàn)概念的轉(zhuǎn)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(fā)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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