引发认知冲突 优化学生的化学认知结构

朱春清　李九玲

【摘 要】认知结构是影响学生学习的基础因素之一，构建合理的认知结构是培养其学习能力的核心。站在教育者的角度，本文分析了认知结构缺陷的成因，并提出四种优化学生化学认知结构的方法，以期提高教学效果。

【关键词】认知冲突；化学教学；认知结构

作为终身教育的一个重要环节——学校教育，其任务不只是传授现有的知识，更重要的是培养学生的学习能力，使他们学会学习，为每个学生的可持续发展打下坚实的基础。正如林崇德老师主编的《学习与发展》一书中所说：“学习能力，从其构成和实质来看，它是学科知识、技能、策略经过内化和概括化后在学生头脑中形成的认知结构”，联想到学生的化学学习，可以看出，构建合理的认知结构是培养其学习能力的核心。

一、认知结构的缺陷是导致学生学习困难的主要原因

很多学生把化学认为是“第二外语”，主要是因为化学内容琐碎、难于记忆而缺乏信心。究其根本，很大程度上是由于学生没有科学的构建认知结构，或者说作为教师的我们忽视了帮助学生构建认知结构。

学生认知结构的缺陷主要表现在以下三方面：

1.学生的化学知识储备量少

学生的化学知识储备量不大，就缺少用来同化新知的适当概念。大教育心理学家奥苏贝尔认为：动机和智商只影响学生学习的速度而不决定学习的成败。原有知识不仅决定学习难易，而且常常决定学习的成败。所以，学生的化学知识储备量少，构建化学认知就有困难。

2.知识可提取性低

由于学生对知识的死记硬背、机械理解，导致学生的认知结构不完善，所以在需要知识时不能很快的提取出来。正如一个图书馆一样，如果书是杂乱无章堆在一起，那我们想找某一本书就很困难，但如果我们把书分门别类的排放整齐，这样我们就可以很快的找到我们所需要的书籍了。

3.负迁移比例高

由于原有的知识并没有牢固掌握，理解不透彻，所以常常不但不会产生知识的正迁移，反而可能会出现负迁移。

二、引发认知冲突，优化认知结构

认知结构与认知冲突密不可分，认知冲突不仅是认知结构之间产生的矛盾，而且是认知结构转化的基本条件。所谓认知冲突，就是学生原有的知识经验与新的学习内容之间的矛盾冲突。在化学教学中，教师可利用外界的人为因素，激发学生的认知矛盾，引起学生的有意注意，调动学生的认知内驱力，来促进学生积极、高效地优化化学认知结构。

1.利用教学中新、旧知识衔接点引发认知冲突

例如，我们在高一必修1教学“氧化还原”反应时，教师可以这样设置认知冲突：从四大基本反应类型入手，举例反应“3CO + Fe2O3 = 2Fe + 3CO2”它不属于四大基本反应类型的任何一种，这样，学生就会产生认知冲突，此时，老师顺势引导，引出氧化还原反应。经过这样的认知冲突后，学生一定会将知识掌握的很牢固。

2.运用惊奇实验引发认知冲突

科学家研究表明：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，就会产生惊奇情绪，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。在化学教学中，有很多惊奇的实验可以引发认知冲突。

如在“钠的化合物”一节的教学中，可通过演示“向用脱脂棉包裹的过氧化钠粉末中吹气的反应”，引导学生通过观察实验现象，使得学生原有的知识与新问题之间发生强烈的碰撞，引发学生认为“二氧化碳可以灭火而现在看到的二氧化碳可以点火”这一认知结构上的冲突，激起学生强烈的探索欲望。

3.利用学生已有的化学规律引发认知冲突

学生在学习原电池时，判断正负极的方法中有一条是“一般，活泼性强的金属做负极”，而学生往往忽略了“一般”二字且没有深刻理解原电池的原理。这时教师便可以这样设置教学过程从而使学生产生认知冲突，从而可以更好的完善已有的认知结构。

活动环节一、由Mg、Al、和稀H2SO4溶液组成原电池，判断其两极并写出电极方程式。

活动环节二、由Mg、Al、和NaOH溶液组成原电池，判断其两极并写出电极方程式。

在第二环节中，学生就会产生认知冲突，如果按照平时规律的话，Mg应该是负极，电极反应式与环节一中的相同，但正极又该如何写呢？这时教师要适时引导，进行活动环节三。

活动环节三、教师提供实验器材（要有电流计），让学生自己组装原电池，并测电流方向。

实践证明，Al才是负极反应物，那产物呢？在教师的引导下，学生思考，小组讨论，完成方程式的书写。同时，学生也能得出“原电池的负极是要能与电解质溶液自发地进行反应”的结论。至此，学生开始整理自己的知识了，开始有意识的完善自己的认知结构了。

4.利用学生的思维定势引发认知冲突

学生常常会出现这样的情况：学习某一章节时感觉很简单，不存在困难，但是一旦进入测试阶段，就会出现思维障碍。究其原因，这些障碍都是因为学生局限于原有的知识框架之中，对化学概念、化学原理作孤立的理解，一旦遇到综合性的化学问题，便会造成思维的中断。

如：在学习“钠的化合物”一节知识的内容“钠与电解质溶液反应”时，学习了钠和水、钠和稀盐酸这两个置换反应后，教师提出“钠和硫酸铜溶液”如何反应呢？学生很快就会根据思维定势——金属活动性顺序表写出“2Na + CuSO4 = Na2SO4 + Cu”这样的方程式。这时，教师就可以通过让学生观察实验现象来造成认知冲突。事实胜于雄辩，学生根据实验现象来完成方程式的书写。

帮助学生突破思维定势，教师要多引发认知冲突，强调知识间结构的联系，多帮学生分析知识的内在联系，归纳演绎主要知识，形成网络，并把主要知识纵横渗透，从而形成化学知识的立体模式。只有这样，才能有利于学生突破思维定势，优化化学认知结构。

现代心理学研究表明，在课堂教学中设置认知冲突，造成认知结构的不平衡，促成原有知识结构的顺应，优化学生的化学认知结构，可以大大提高学生的学习效率，使学生所学知识记牢记清，更容易形成学习能力。在化学教学中设置认知冲突的方法还有很多种，另外，什么样的教学内容、在什么时机设置什么样的认知冲突，还需我们在教学实践中进一步地探索和研究。