摘要：認(rèn)知沖突能引起學(xué)生認(rèn)知心理的不平衡，激起學(xué)生的求知欲和好奇心，使學(xué)生產(chǎn)生解決這種認(rèn)知沖突獲得心理平衡的動機。在教學(xué)中教師應(yīng)針對學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的混淆點、易錯點、盲點和缺失點，再運用生活素材和實驗手段創(chuàng)設(shè)必要的問題情境，制造沖突，從而為引入新課創(chuàng)造契機。

關(guān)鍵詞：認(rèn)知沖突；原有認(rèn)知；問題情境；生活素材；驚奇實驗

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-6148(2008)5(S)-0019-2

“認(rèn)知沖突”是指人的原有圖式與新感受到的事件或客體之間的對立性矛盾。一旦引發(fā)這種認(rèn)知沖突，就會引起學(xué)生認(rèn)知心理的不平衡，就能激起學(xué)生的求知欲和好奇心，使學(xué)生產(chǎn)生解決這種認(rèn)知沖突獲得心理平衡的動機。學(xué)生在生活中憑直覺和不夠嚴(yán)密的概括形成了原始的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，教師運用學(xué)生熟悉的生活素材來創(chuàng)設(shè)問題情景，使學(xué)生意識到新經(jīng)驗與原有觀念的不一致，從而使他們產(chǎn)生學(xué)習(xí)的心理需求。在物理教學(xué)中，作為揭示學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)與新觀念對立的重要手段是實驗。正如我國學(xué)者鐘啟泉教授指出的，“實驗是在學(xué)習(xí)者的面前引起日常生活中不可能經(jīng)驗到的現(xiàn)象。違背學(xué)習(xí)者常識的實驗結(jié)果，將造成學(xué)習(xí)者意識中的認(rèn)知失衡狀態(tài)，擺脫這種認(rèn)知矛盾狀態(tài)求得解放的需求，就成了學(xué)習(xí)的動機”。

因此，在教學(xué)中教師必須要了解學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，找準(zhǔn)學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的混淆點、易錯點、盲點和缺失點，根據(jù)這些再運用生活素材和實驗手段創(chuàng)設(shè)必要的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生嘗試用原有的知識、經(jīng)驗對當(dāng)前的現(xiàn)象或問題進(jìn)行解釋，發(fā)現(xiàn)不能解釋、甚至結(jié)論是相反的，由此就引發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突，從而可以激發(fā)他們強烈的探究欲望和學(xué)習(xí)的熱情。教學(xué)實踐表明，此時就是引入新課極佳的契機。那么，在物理教學(xué)中應(yīng)如何更有效地創(chuàng)設(shè)問題情境，制造沖突呢？下面筆者就這個問題想談?wù)勛约旱恼J(rèn)識，期與同行交流。

1 運用生活素材制造沖突

科學(xué)一旦走進(jìn)學(xué)生的生活世界，就會使學(xué)生感到科學(xué)的學(xué)習(xí)對自己來說是有意義的。而只有對學(xué)生有意義的知識，才會為學(xué)生所選擇。所以，從實際生活中引出的問題，往往能夠為學(xué)生所關(guān)注，并能引起學(xué)生的興趣。在學(xué)習(xí)物理之前，學(xué)生通過日常的生活觀察，對多種物理現(xiàn)象便已有了自己的認(rèn)識，并形成了一些與科學(xué)知識相悖或不盡一致的觀念和規(guī)則，這就是前概念。在物理教學(xué)中，如果能夠基于這些前概念，從平常的生活現(xiàn)象中提出一些極不尋常的、出乎學(xué)生意料的物理問題，往往會引發(fā)學(xué)生強烈的認(rèn)知沖突，從而帶來很好地教學(xué)效果。

案例1 細(xì)繩為什么不能被拉直呢？

下面是“力的分解”一課的教學(xué)引入。

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師：在生活中，我們可以看到高壓輸電線和晾衣繩都是彎曲的（如圖1-1），這是什么原因造成的呢？

生：是重力。

師：對！是重力。那么，有沒有辦法將它們拉直呢？

生：有。

師：我們請兩位同學(xué)上來嘗試一下。

（如圖1-2所示，在一根繩子的中間懸掛一個重硾，讓兩位學(xué)生使勁地往兩邊拉。）

師：沒有拉直，我們給他倆鼓點勁。

（師生一起為兩位學(xué)生鼓勁加油，但結(jié)果是他們不管怎么用力拉總是拉不直。）

師：我看他倆夠努力了，拉不直不能怪他們，其實這是一個不可能完成的任務(wù)。

生：為什么拉不直呢？（學(xué)生自發(fā)地提出）

師：這個問題要等到我們學(xué)了“力的分解”之后才能解決。（引出了課題）

學(xué)生知道高壓線與晾衣繩彎曲的原因是由于重力的作用，但他們卻沒有倒過想：就是因為重力的作用，懸掛重物的繩子是彎曲的，所以繩子是不能被拉直的。學(xué)生認(rèn)為繩子是可以被拉直的，在他們作出這個判斷之前，其實并沒有經(jīng)過理性的思考，而是依據(jù)生活中顯而易見的直覺經(jīng)驗。在面對這個意料不到的結(jié)果時，學(xué)生頭腦中自認(rèn)為正確的、無需懷疑的想法卻受到了挑戰(zhàn)，使他們不得不去審視原有的觀點。

2 運用驚奇實驗制造沖突

在人的情緒發(fā)生的心理機制中，客觀事物與個體預(yù)期之間的關(guān)系，是決定情緒發(fā)生的一個重要因素。當(dāng)具有新異性、變化性的刺激超出個體預(yù)期，會產(chǎn)生驚奇情緒，如果個體發(fā)現(xiàn)這一刺激與自己認(rèn)知需要相聯(lián)系時，驚奇就轉(zhuǎn)化成情緒性興趣。個體一旦產(chǎn)生由驚奇轉(zhuǎn)化來的興趣，往往會在心理上伴以某種沖動感，將有助于學(xué)生產(chǎn)生“跳一跳”去學(xué)習(xí)、探究有一定難度的學(xué)習(xí)任務(wù)的心向。在物理教學(xué)中，利用實驗即可創(chuàng)設(shè)許多豐富多彩的驚奇情境。

案例2 一節(jié)電池的威力為什么會有如此大呢？

在“自感現(xiàn)象”教學(xué)時，以“千人震”實驗作為引入。教師先問學(xué)生：兩手加在一節(jié)干電池兩端會有什么感覺？學(xué)生心理納悶：老師為何問這個問題。然后，我給出如圖2所示的電路圖，隨意指定一位學(xué)生上臺，用兩只手接觸線圈L的兩端，閉合電鍵后，詢問學(xué)生是否有觸電的感覺。學(xué)生試驗后回答：無觸電的感覺。接著我將電鍵斷開，隨即學(xué)生就驚奇地體驗到“觸電麻木”的滋味。隨后，多名學(xué)生手拉手再與線圈相連，斷電瞬間，同時都有觸電的感覺。這樣學(xué)生會覺得這個現(xiàn)象太不可思議了，因而很自然地就會問：一節(jié)電池的威力為什么會如此大呢？就在學(xué)生百思不得其解的時候，教師趁機引入新課：等到我們學(xué)了自感現(xiàn)象就能解決這個問題。

這個自感線圈對于求知的學(xué)生來說就好像魔法一樣神奇，從而激發(fā)起對自感現(xiàn)象的強烈探究欲望。

3 針對學(xué)生原有認(rèn)知的不足制造沖突

建構(gòu)主義認(rèn)為，在學(xué)習(xí)新知識和面對新問題時，個體往往可以基于原有的知識、經(jīng)驗，依據(jù)他們原有的認(rèn)知能力對新問題給以解釋或提出預(yù)期的假設(shè)。由于學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的不足，這往往會導(dǎo)致學(xué)生的預(yù)期與客觀的事實不相符合。故此，在物理教學(xué)中，教師可以針對性地選擇事例或現(xiàn)象，讓學(xué)生用原有的知識去對事例或現(xiàn)象進(jìn)行解釋，使他們原有的認(rèn)識與當(dāng)前面臨的現(xiàn)實產(chǎn)生無法調(diào)和的矛盾，從而激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。

案例3 用兩種方法計算燈絲的電阻，結(jié)果為什么會相差這么大呢？

下面是“電阻定律”一課的引入。

師：（出示燈泡）這是一只普通的白熾燈泡，上面標(biāo)有“220V100W”的字樣，它表明什么意思？如何利用它們來計算燈絲的電阻？

生：額定電壓及額定功率。

R＝U2額／P額＝(220V)2／100W＝484Ω。

師：要測定燈絲的電阻，通常情況下用什么方法？

生：伏安法。

演示 如圖3所示，連接好實驗線路。

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閉合S，測出燈絲兩端電壓及通過的電流；計算燈絲電阻

R＝U／I＝3V／0.062A≈48Ω。

生：（驚奇）怎么回事？(有些學(xué)生認(rèn)為計算時點錯了小數(shù)點，經(jīng)檢查無誤）

師：要弄清這個問題，還得研究導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)？是什么關(guān)系？（提出課題）

這一獨具匠心的引入，正是從學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)出發(fā)，以實驗為基礎(chǔ)，通過學(xué)生的觀察和思維，造成學(xué)生認(rèn)知沖突，用原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)無法解決實驗得出的結(jié)果，使學(xué)生感到好奇并渴望求解，學(xué)生產(chǎn)生了進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣，有利于學(xué)生進(jìn)入特定的學(xué)習(xí)狀態(tài)，有利于教學(xué)目標(biāo)的順利實現(xiàn)。

(欄目編輯黃懋恩)

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。