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?,引發(fā)學生的認知矛盾,幫助學生實現(xiàn)概念的轉變。
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??茖W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”??茖W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?。┎蛔兊那疤嵯?,雖然力的作用點不變(支點到力的作用點的距離),但是轉動效果卻改變了,這說明真正影響杠桿的轉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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