认知冲突策略在概念转变教学中的应用*——以“氧化还原反应”的教学为例

徐梦珊

（广州市第十六中学 广东 广州 510080）

化学的学习过程涉及到很多的概念理解和应用，这些概念具有高度概括性和间接性，常常和学生已有的知识和经验产生矛盾［1］。在中学阶段的基本概念、基础理论知识中“氧化还原反应”具有极其重要的地位，元素及其化合物、电化学等都需要应用到这个知识。由于初中涉及的氧化还原反应知识具有局限性，学生在高中学习“氧化还原反应”时较难接受新的定义。要使学生真正理解掌握氧化还原反应概念，认知冲突策略教学将是一种行之有效的教学方法。

一、概念转变与认知冲突

1．概念转变

概念的转变有两种可能：一种是“丰富”原有知识，即新知识的加入补充原有知识的内容， 通过积累的方式使知识发生变化。在这种情况下，新知识与原有知识之间基本上是一致的。另一种则是“修订”原有知识，即新获得的信息与原有的信息或者有关理解之间存在冲突，因而需要对对立的理解做出调整［2］。大部分学者在实现概念转变的教学中采用访谈的方式探查学生教学前的概念， 用实验班和平行班成绩进行统计分析为教学建议提供数据支持。教师也可根据经验预测、课内反馈、作业反馈等方式探查学生先有的观念。

2．认知冲突

学生在学习新知识之前，头脑中就具有形形色色的原有认知结构，在学习新知识时，他们总是试图以这种原有认知结构来同化对新知识的理解。当遇到不能解释的新现象时，就形成了认知冲突。

3．氧化还原反应中的认知冲突与概念转变

初中教材对氧化反应和还原反应是分别介绍、分开教学， 因此大多学生会将氧化反应和还原反应分隔开来，无法建立联系，或认为有氧气参与就是氧化反应等。对于这个反应是氧化反应还是还原反应的判断，他们总是试图以原有认知结构来同化理解，学生就会有“是氧化？ 是还原？ 既是氧化也是还原？ ”多种疑惑，此时便形成了认知冲突。高中教材对现有的知识作出调整和改造：将氧化还原反应扩大到即使没有得氧、失氧关系，但只要化学反应前后元素化合价有升降的反应都属于氧化还原反应，并且从微观的角度来认识电子转移与氧化还原反应的关系。这样新旧知识相融合，学生形成一个比较成熟的理解。可见概念转变的过程就是认知冲突的引发及其解决的过程。［3］

二、认知冲突策略应用于氧化还原反应中的教学

认知冲突策略是指利用反常资料或者矛盾信息，通过小组合作学习讨论或者比喻教学等方式形成认知冲突情景，在课堂中最大限度暴露原有认知结构产生的负面影响，引导和激发学生解决问题冲突，实现概念转变的一种教学策略［4］。课堂教学一般为 “暴露——批判——建立学习方法”三个步骤：先引起学习者先前的知识，再以冲突的产生来改变他们的认知结构或心智模式［5］。

本文以氧化还原反应的第一课时为例来说明。在教材和教法分析过程中，笔者发现，氧化还原反应是否发生由得失氧过渡到化合价的判断是教学难点。尽管老师们用了很多的尝试，如，精心引导，或直接点明用化合价判断，但是学生还是会疑惑：为什么可以用化合价判断氧化还原反应？ 究其原因，是很多老师对初三学生的知识储备认识不足。其实，学生在初三只是简单认识了原子结构，对原子结构、电子得失、化合价变化之间的关系较为生疏，因此较难理解化合价与氧化还原反应的关系。如何突破呢？ 笔者做了大胆的尝试：调整教学流程，先让学生掌握氧化还原的本质是电子转移，再引导学生根据本质自己发现氧化还原反应会有化合价的变化。部分教学片段如下：

三、教学反思和认知冲突策略应用的总结

这节课在概念转变过程中，通过多个化学反应创设认知冲突，学生学习概念的积极性明显提高，由于深刻体验了概念转变过程，大部分学生掌握了氧化还原反应本质，懂得了为什么可以用和为什么要用化合价判断氧化还原反应。这说明学生真正掌握概念的本质和特征，“先本质后特征”的教学流程更有利于概念的转变。

目前，课堂上大部分认知冲突情境都是由教师主导，因此教师还可以试图引导学生自己探索，意识到认知冲突的存在，激发学生内在的兴趣和动机。如何更好地掌握科学概念，重要办法是让学生加深对概念形成的体验，首先要让学生暴露前概念对自己认知的负面影响，产生认知冲突；其次教师通过有效的认知冲突策略，引导学生分析、比较、综合实现概念转变；最后通过练习加深认知体验，牢固掌握概念。简而言之，教师采取各种方式激发学生的认知冲突促进学生概念转变，能达到事半功倍的效果。

［1］刘恩山，余慧娟．生物学：为何凸显重要概念——《义务教育生物学课程标准（2011 版）》热点问题访谈［J］．人民教育，2012，（3）：45－46

［2］Vosniadou S．Learning and Instruction，1994，4：45－69

［3］裘志平．促进概念转变的科学课堂教学研究——以“化学式”概念教学为例［J］．化学教育，2013，（7）：28－30，35

［4］罗美玲．认知冲突策略在概念转变教学中的应用［J］．化学教育，2013，（5）：23－26

［5］洪德贵．一种学习物理概念的有效策略——前概念转变策略［J］．物理教学探讨，2000，（3）：48－49