認知沖突策略在中學物理課堂中的應用

田穎異 崔雪梅

（延邊大學師范學院，吉林 延吉 133002）

一、前沿專題的確立

改革開放30年是中國面向世界的30年，在這30年間，我國中小學課程與教學領域伴隨著社會發生了翻天覆地的變化。我國30年的課程與教學的探索，是全球教育改革的重要組成部分，同時深受世界教育改革理論和行動的影響。為了應對國際社會風云變幻所提出的新課題，抓住自我發展的新機遇，主要就是要全面把握國際社會發展變化的基本問題和總體趨勢，抓住教育改革的前沿問題。

（一）學術研究前沿

確定前沿問題，可以通過中國知網，查找相關主題的學術期刊、博碩論文、報紙、專利、圖書等資料。通過查找的相關文獻，可以看出該主題近些年的關注指數分析、最早研究文獻、最新研究文獻、最高的被引文獻以及研究該主題的具體學科分布，從而確定前沿問題。

（二）學術研討會

研討會通常是由某一學會或是一群擁有同樣研究興趣的研究員組織開辦的，較大型的會議可能會由專業研討會組織代表某學會代理。隨著課程的改革，不同學科的專家都會針對本方向的前沿問題進行研討，因此，可以通過查找近期的研討會進行分析，從而確立前沿性問題。

（三）實踐調查

在實踐調查方面，可以去相關的基礎教育研究機構進行考察，了解該機構主要研究哪些方面以及存在的問題有哪些，將調查的相關研究機構的問題進行整合，確立前沿問題。

（四）政策性文件

通過解讀高中物理課標，普通高中課程方案和中國高考評價體系等政策性文件，可以確定我國當前教育改革的前沿問題。隨著時代的發展，教育事業也在不斷完善，政策性文件的修訂，是我國教育改革的重要環節，直接影響學生核心素養的發展。

在義務教育的基礎上，普通高中課程能進一步提高學生的科學素養，發展學生的思維能力，從而成為全面發展的人。

二、確立前沿專題的依據

通過在中國知網查找認知沖突這一主題，可以了解到近幾年的關注指數。發現在2000年關注度逐漸上升，一直到2005年。從2006年至今的14年里，該主題的關注指數一直呈波動趨勢。因此，有理由認為認知沖突這一主題具有一定的前沿研究價值。

所謂認知沖突，指的是學生原有的認知結構與所學的新知識產生不可調和的矛盾。隨著大時代的發展，接收信息的來源變得更加廣泛，學生對于自己所感興趣的事物進行自主建構認知結構，那么不免會產生錯誤的認知結構，因此在接受新知識時，就會產生認知沖突。通過查找資料，可以發現對于這一主題的研究領域是十分廣泛的，其中中等教育的領域占很大一部分，因此，認知沖突這一現象在中等教育中存在普遍現象，具有極大的研究價值。

三、理論基礎

（一）前概念理論

前概念是指學生在接受正式教育以前，對一些生活現象，生活經驗的感知，通過自身頭腦的總結與加工，從而對某些事物有了初步的認識或理解。［1］在前概念的內涵上，可將其分為正確的前概念、錯誤的前概念、不妥的前概念和不完整的前概念。錯誤的前概念與所學的新知識之間會產生矛盾，也就是所說的認知沖突，需要學生將原有的錯誤的認知結構轉變成正確的認知結構，從而習得新知識。物理概念是指人們對客觀事物的共同屬性和特征作出的歸納與總結，具有一定的抽象性，是人們通過長時間的觀察、總結，實驗與思考相結合得出的結論。［2］因此，需要教師引發學生認知沖突，從而理解物理概念的真正含義。

（二）個體建構主義理論

建構主義延續了認知學習理論，是認知學習理論的新發展，可以將其歸納為兩種主要的取向：個體建構主義和社會建構主義。

個體建構主義主要關注的是學生自身如何建構認知方面和情感方面的素質，其基本觀點是：學習是一個意義建構過程。個體主義建構主要是以皮亞杰的思想發展起來的，他認為學習是新舊知識的相互作用的一個過程，學生學習新知識時，通過同化或順應的方式，將所學的新知識納入原有的認知結構中，當新知識與原有的認知產生矛盾時，學生將原有的錯誤的認知結構轉變成正確的，進而習得新知識。

（三）奧蘇貝爾的學習動機理論

奧蘇貝爾認為學習動機對于學生的學習起著不可或缺的作用，他將學習動機分為認知內驅力、自我提高內驅力和附屬內驅力三個方面。在這三種內驅力里，認知內驅力是內部學習動機，表現為對學習本身感興趣，學習的目的就是為了滿足自己的求知欲和好奇心，對真理的追求。學生在學習新知識時，不免會產生認知沖突，認知沖突的產生就是激發學生認知內驅力的過程，從而讓學生達到有意義的學習。

（四）費斯廷格的認知失調理論

當學生的頭腦中有兩個相對的觀點共同存在時，就會導致其心理上產生一種不和諧、不一致的緊張感，這種狀態被費斯廷格定義為認知失調。當學習者產生認知失調后，就會想盡辦法消除，從而激發學生的學習動機。根據認知失調理論，可以知道，當學生認知失衡時，學生會想盡辦法去平衡自身的認知結構，這樣既激發了學生的求知欲望，又讓學生進行了有意義的學習，提高學生的學習效率。

從費斯廷格提出的理論可以總結出，學習者有讓自己保持認知平衡的內在傾向性，當學生產生認知失調狀態時，就會用行為動力來解決認知沖突，習得新知識，從而提高學習效率。

四、文獻綜述

在對于認知沖突研究的過程中，不同的學者對于認知沖突的內涵、分類以及引發認知沖突的因素均有不同的看法。在眾多研究認知沖突的國外學者中，普遍能夠被人們接受的是科沃恩和杜伊特對認知沖突的分類，科沃恩根據認知沖突的產生階段，將認知沖突分為以下三種類型。第一種類型是學生概念與科學概念的沖突；第二種類型是科學觀念與經驗的沖突；第三種類型是學生概念與科學觀念的沖突。最終的目的是將學生的錯誤前概念轉化成科學觀念，從而習得新知識。［3］

在認知沖突解決的研究中，杜伊特將認知沖突分為三種類型：一是學生頭腦中存在的原有認知結構與所學新知識時的實驗結果不相符引發的沖突；二是學生原有的認知結構與教師所講述的觀點不相符而引發的沖突；三是對于同一知識點，學生與學生之間也會存在不同想法，從而產生不同觀點的沖突。［4］

在教學中，國內對于認知沖突的研究十分的廣泛，主要集中在數學、生物、化學等學科。我國學者孫艷青和張建偉將認知沖突分為三種類型，分別是直接經驗中的認知沖突和間接經驗中的認知沖突；現實概念的認知沖突和潛在概念的認知沖突；可兼容的認知沖突和針鋒相對的認知沖突。［5］

張年逢將認知沖突分為認知主體間、認知主體內部的認知沖突。對于某一觀點，不同學生都存在著不同的原有認知結構，當他們之間產生矛盾時，就是所說的主體間認知沖突。當學生遇到新的環境或知識時，學生已有的認知結構不能解釋所遇到的現象，就會產生主體內部的認知沖突。［6］

通過查找有關認知沖突的文獻，可以發現，前人都已經意識到認知沖突對于課堂教學的重要性，但是對于教學的指導作用不強，僅僅停留在介紹認知沖突，引發認知沖突的依據，并沒有對如何有效解決認知沖突，如何利用認知沖突策略進行進一步說明。

五、研究問題

新課程改革提倡以學生為主體，教師為主導的教學模式。因此在教學過程中，教師要設計相應的教學方法及教學過程引發學生的認知沖突，從而可促進學生轉變錯誤的認知結構，并能積極、主動地構建良好的認知結構。

不同學生的邏輯思維不同，具有不同的認知結構，所以在學習新知識時，教師必須清楚地了解到不同學生的原有認知結構，有針對性地引發學生的認知沖突，從而才能激發學生學習興趣和探求知識的欲望。傳統的課堂教學往往忽視了學生的主體地位。新課改倡導“自主、合作、探究”的學習方式，體現學生在課堂的主體地位和教師在課堂中的主導作用。設計并應用認知沖突策略進行教學，正是實施這一學習方式的突破口，同時也促進了學生思維能力的發展。

貫徹以學生為本的教育方針，教師要從學生的角度出發，充分考慮學生的學習情況，了解學生的最近發展區，引發學生的認知沖突，設計合理的物理教學情境，引導學生習得新知識。因此選擇研究認知沖突在中學物理課堂上的應用這一前沿問題。

六、研究方向

物理學是自然科學領域的一門基礎學科，研究自然界物質的基礎結構、相互作用和運動規律。［7］物理學是在觀察與實驗的基礎上，建構物理模型，利用數學方法等工具，通過科學推理以及科學論證的方法，形成系統的理論體系。物理是一門探究性學科，無論是從理論到實踐，還是從實踐到理論，不僅要求學生需掌握扎實的理論知識基礎，還必須具備一定的動手能力。

學生在義務教育物理課程的學習過程中，教師主要通過知識、過程與情感三個方面培養學生的科學素養。從義務教育物理課程到高中物理課程，知識的深度與廣度在增加，學生的邏輯思維能力也有一定的提升，因此高中物理課程從物理學科的本質出發，從物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任等四個方面培養并提升學生的邏輯思維能力，促進學生物理學科核心素養的發展。

物理與我們的生活息息相關。生活處處見物理，時時發生物理現象。在教學過程中，不難發現，特別是對于運動和力等相關知識點，學生會存在各種各樣的錯誤前概念。因此教師不僅要清晰地了解所講的內容，而且更要對學生已有的認知結構充分了解，設計認知沖突策略，將其應用在中學物理課堂上，讓學生進行有意義的學習。

七、總結

通過對文獻的整理以及政策性文件的解讀，確立了科學前沿專題，在對該專題了解的基礎上，運用相關的理論支撐這一專題的確立。根據該專題在不同研究領域上的分布顯示，可以發現中等教育對于認知沖突的研究較多，但通過文獻的查找發現，在物理學科方面的研究還遠遠不足，因此最終確立的前沿性問題。該前沿問題是認知沖突在物理課堂上的應用。