在“认知冲突”中引入新课的几个案例

摘要：认知冲突能引起学生认知心理的不平衡，激起学生的求知欲和好奇心，使学生产生解决这种认知冲突获得心理平衡的动机。在教学中教师应针对学生原有认知结构中的混淆点、易错点、盲点和缺失点，再运用生活素材和实验手段创设必要的问题情境，制造冲突，从而为引入新课创造契机。

关键词：认知冲突；原有认知；问题情境；生活素材；惊奇实验

中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1003-6148(2008)5(S)-0019-2

“认知冲突”是指人的原有图式与新感受到的事件或客体之间的对立性矛盾。一旦引发这种认知冲突，就会引起学生认知心理的不平衡，就能激起学生的求知欲和好奇心，使学生产生解决这种认知冲突获得心理平衡的动机。学生在生活中凭直觉和不够严密的概括形成了原始的认知结构，教师运用学生熟悉的生活素材来创设问题情景，使学生意识到新经验与原有观念的不一致，从而使他们产生学习的心理需求。在物理教学中，作为揭示学生原有认知结构与新观念对立的重要手段是实验。正如我国学者钟启泉教授指出的，“实验是在学习者的面前引起日常生活中不可能经验到的现象。违背学习者常识的实验结果，将造成学习者意识中的认知失衡状态，摆脱这种认知矛盾状态求得解放的需求，就成了学习的动机”。

因此，在教学中教师必须要了解学生原有的认知结构，找准学生原有认知结构中的混淆点、易错点、盲点和缺失点，根据这些再运用生活素材和实验手段创设必要的问题情境，引导学生尝试用原有的知识、经验对当前的现象或问题进行解释，发现不能解释、甚至结论是相反的，由此就引发了学生的认知冲突，从而可以激发他们强烈的探究欲望和学习的热情。教学实践表明，此时就是引入新课极佳的契机。那么，在物理教学中应如何更有效地创设问题情境，制造冲突呢？下面笔者就这个问题想谈谈自己的认识，期与同行交流。

1 运用生活素材制造冲突

科学一旦走进学生的生活世界，就会使学生感到科学的学习对自己来说是有意义的。而只有对学生有意义的知识，才会为学生所选择。所以，从实际生活中引出的问题，往往能够为学生所关注，并能引起学生的兴趣。在学习物理之前，学生通过日常的生活观察，对多种物理现象便已有了自己的认识，并形成了一些与科学知识相悖或不尽一致的观念和规则，这就是前概念。在物理教学中，如果能够基于这些前概念，从平常的生活现象中提出一些极不寻常的、出乎学生意料的物理问题，往往会引发学生强烈的认知冲突，从而带来很好地教学效果。

案例1 细绳为什么不能被拉直呢？

下面是“力的分解”一课的教学引入。

师：在生活中，我们可以看到高压输电线和晾衣绳都是弯曲的（如图1-1），这是什么原因造成的呢？

生：是重力。

师：对！是重力。那么，有没有办法将它们拉直呢？

生：有。

师：我们请两位同学上来尝试一下。

（如图1-2所示，在一根绳子的中间悬挂一个重，让两位学生使劲地往两边拉。）

师：没有拉直，我们给他俩鼓点劲。

（师生一起为两位学生鼓劲加油，但结果是他们不管怎么用力拉总是拉不直。）

师：我看他俩够努力了，拉不直不能怪他们，其实这是一个不可能完成的任务。

生：为什么拉不直呢？（学生自发地提出）

师：这个问题要等到我们学了“力的分解”之后才能解决。（引出了课题）

学生知道高压线与晾衣绳弯曲的原因是由于重力的作用，但他们却没有倒过想：就是因为重力的作用，悬挂重物的绳子是弯曲的，所以绳子是不能被拉直的。学生认为绳子是可以被拉直的，在他们作出这个判断之前，其实并没有经过理性的思考，而是依据生活中显而易见的直觉经验。在面对这个意料不到的结果时，学生头脑中自认为正确的、无需怀疑的想法却受到了挑战，使他们不得不去审视原有的观点。

2 运用惊奇实验制造冲突

在人的情绪发生的心理机制中，客观事物与个体预期之间的关系，是决定情绪发生的一个重要因素。当具有新异性、变化性的刺激超出个体预期，会产生惊奇情绪，如果个体发现这一刺激与自己认知需要相联系时，惊奇就转化成情绪性兴趣。个体一旦产生由惊奇转化来的兴趣，往往会在心理上伴以某种冲动感，将有助于学生产生“跳一跳”去学习、探究有一定难度的学习任务的心向。在物理教学中，利用实验即可创设许多丰富多彩的惊奇情境。

案例2 一节电池的威力为什么会有如此大呢？

在“自感现象”教学时，以“千人震”实验作为引入。教师先问学生：两手加在一节干电池两端会有什么感觉？学生心理纳闷：老师为何问这个问题。然后，我给出如图2所示的电路图，随意指定一位学生上台，用两只手接触线圈L的两端，闭合电键后，询问学生是否有触电的感觉。学生试验后回答：无触电的感觉。接着我将电键断开，随即学生就惊奇地体验到“触电麻木”的滋味。随后，多名学生手拉手再与线圈相连，断电瞬间，同时都有触电的感觉。这样学生会觉得这个现象太不可思议了，因而很自然地就会问：一节电池的威力为什么会如此大呢？就在学生百思不得其解的时候，教师趁机引入新课：等到我们学了自感现象就能解决这个问题。

这个自感线圈对于求知的学生来说就好像魔法一样神奇，从而激发起对自感现象的强烈探究欲望。

3 针对学生原有认知的不足制造冲突

建构主义认为，在学习新知识和面对新问题时，个体往往可以基于原有的知识、经验，依据他们原有的认知能力对新问题给以解释或提出预期的假设。由于学生原有认知结构的不足，这往往会导致学生的预期与客观的事实不相符合。故此，在物理教学中，教师可以针对性地选择事例或现象，让学生用原有的知识去对事例或现象进行解释，使他们原有的认识与当前面临的现实产生无法调和的矛盾，从而激发学习的兴趣。

案例3 用两种方法计算灯丝的电阻，结果为什么会相差这么大呢？

下面是“电阻定律”一课的引入。

师：（出示灯泡）这是一只普通的白炽灯泡，上面标有“220V100W”的字样，它表明什么意思？如何利用它们来计算灯丝的电阻？

生：额定电压及额定功率。

R＝U2额／P额＝(220V)2／100W＝484Ω。

师：要测定灯丝的电阻，通常情况下用什么方法？

生：伏安法。

演示 如图3所示,连接好实验线路。

闭合S，测出灯丝两端电压及通过的电流；计算灯丝电阻

R＝U／I＝3V／0.062A≈48Ω。

生：（惊奇）怎么回事？(有些学生认为计算时点错了小数点，经检查无误）

师：要弄清这个问题，还得研究导体的电阻与哪些因素有关？是什么关系？（提出课题）

这一独具匠心的引入，正是从学生原有的认知结构出发，以实验为基础，通过学生的观察和思维，造成学生认知冲突，用原有的认知结构无法解决实验得出的结果，使学生感到好奇并渴望求解，学生产生了进一步学习的兴趣，有利于学生进入特定的学习状态，有利于教学目标的顺利实现。

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。

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