浅议以认知冲突突破概念理解困难的教学策略

钟肖媚

【摘要】学生的认知发展就是利用原有的知识经验通过同化和顺应日益复杂的环境，使原有的知识经验得到丰富或改造，形成新的知识经验的过程。教学的主要任务就是帮助学生形成新的知识经验，尤其是新旧知识经验（概念）的转变。教育不能是单纯的传递，教师要遵从学生的认知发展规律，在教学中注重发现学生的前概念，创设有效的情景，引发学生的认知冲突，实现概念的转变。

【关键词】前概念   科学概念   认知冲突

【中图分类号】G632.4

【文献标识码】A

【文章编号】1992-7711（2020）16-177-02

学生的认知发展过程并不可能总是一帆风顺的，在实际教学中，我们会发现学生会形成一些片面的、错误的知识经验，会影响其后续的认知发展。有些片面的、错误的知识经验可能根深蒂固，不易消除，有些正确的知识经验又可能比较抽象，不易让学生获取和理解。教师应该帮助学生实现这些知识经验的改造、转变，形成新的、较为全面的、正确的知识经验。教师要弄清学生的错误的知识经验的根源，遵从学生的认知发展规律，并引用适当的情景，引发学生的认知矛盾，帮助学生实现概念的转变。

一、前概念与科学概念

物理概念是对物理现象、物理过程特征的概括和描述，是物理学的基本要素。物理概念教学是物理教学的重要组成部分。学生对物理概念的正确理解，是物理教学的首要目标，也是对物理知识进一步学习的前提。学生对物理概念理解的偏差会影响着对其它物理概念、物理规律的学习，因此教师必须重视物理概念的教学。

初中学生抽象思维还不成熟，对一些比较抽象的物理概念理解比较困难。学生在日常生活中会积累一些知识经验，又会利用自己逐渐掌握的知识，对一些事物、现象进行自发的判断，继而会产生一定的看法，形成新的观点。但是由于学生个体认知能力的发展阶段性、差异性等原因，有些学生认识事物时可能只关注到事物的一些表象，不能从本质上去了解认识事物，导致对事物的认识比较片面、比较肤浅，甚至有些认识可能是不科学的、错误的。本文中把学生对事物原有的、片面的、錯误的认识称之为前概念，许多研究者又把它们称之为迷思概念、错误概念、朴素概念、异相构想等等，虽然表述不一致，但表达的意思还是比较相似的。而把能反映客观事物本质属性、正确的认识称为科学概念。科学概念揭示的是复杂纷繁的自然现象的本质，有时具有一定的抽象性和复杂性。

按照认知心理学的观点，前概念是由主体的认识活动所产生，它的存在是必然的。前概念在学生的学习中扮演着非常重要的角色，美国著名教育心理学家奥苏泊尔曾说：“假如我把全部教育心理学仅仅归纳为一条原理的话，影响学生唯一最重要的因素就是学生已经知道了什么，要探明这一点，并应据此进行教学”。科学概念的形成建立在它的前概念基础之上，科学概念的学习的最基本的方式是依靠前概念的转变学习。建构主义理论认为，学生学习科学概念单靠教师的传授是低效甚至是无效的，所以在实际的教学中，教师要把握住并利用好学生的前概念，才能使教学有的放矢，帮助学生转变前概念，形成科学概念。

二、认知冲突

皮亚杰的儿童认知发展阶段理论认为，个体的认知发展是“平衡——不平衡——更高水平平衡”的过程。当个体原有的知识经验能够同化外界环境的信息时，个体将处于认知的平衡状态;当认知主体原有的知识经验不能同化外界环境的信息时，个体将处于认知的不平衡状态，认知的不平衡将促使个体调整自己原有的知识经验，以便顺应外界环境，能够与外界环境的信息一致，从而达到认知的更高水平的平衡状态。个体意识到原有的知识经验（前概念）与周围环境的信息之间不平衡时所形成的状态就是认知冲突。认知冲突使个体产生内驱力，促进自我调整，构建新的知识经验，获得科学概念。

苏格拉底认为，不要直接地把学生所要学的知识告诉他，只有揭露对方认知中的矛盾，促使学生知觉自己所持想法和真理之间的不一致，发现知识结构中的错误或漏洞，才能激发和推动学生思考问题的积极性和主动，才能让学生理清自己的思路和对问题的真正理解。

因此引发认知冲突在概念转变过程中具有关键意义，因为只有体验到认知冲突，个体才能感受到已有概念的不足，认识到替换或调整已有概念的必要性。

科沃恩把认知冲突分为三种类型，具体见图1。

认知冲突类型一：学生前概念或迷思概念（C1）与环境（R2）的认知冲突。

认知冲突类型二：学生已有科学概念（C2）与环境（R2）之间的认知冲突。

认知冲突类型三：学生的前概念或迷思概念（C1）与学生已有科学概念（C2）之间的认知冲突。

可见环境这一因素是引发认知冲突的重要手段，教学中要根据学生的前概念，充分考虑，创设有针对性的有效的情景，成功引发学生的认知冲突。

三、认知冲突教学策略

根据皮亚杰认知发展理论中的平衡机制，个体的认知发展按照“平衡——不平衡——更高水平平衡”的三个阶段，在实际教学中大致可以分三个环节展开认知冲突教学。

1.暴露前概念

前概念对科学概念的形成具有非常重要的作用，是认知冲突中必不可少的要素。学生的前概念就是认知病症，只有对症才能下药，所以教师应该先要预测或了解学生的前概念，了解症结所在，才能开展下一步“引发冲突”。同时为了使冲突更加明显，应该充分把学生的前概念暴露出来。

例如，在学习杠杆的要素之一——力臂时，根据经验，我能预测学生会出现前概念：力臂是支点到力的作用点的距离。在教学中，还要把学生的这个前概念暴露出来。我以跷跷板为例，配合跷跷板的模型图（杠杆），让学生从增大转动效果的角度思考杠杆的几个要素，并要求学生完成概念填空及在图中标出这几个要素。学生基本能准确找到支点、动力、阻力这些要素，但是对动力臂和阻力臂的理解会出现偏差。部分学生认为移动力的作用点的位置可以改变杠杆的转动效果，所以从支点到力的作用点的距离（如图2）是杠杆的关键要素——力臂，这就是学生的前概念。这样，通过填空及作图的形式暴露了学生的前概念。

2.创设情景，引发冲突，使前概念解体

了解到学生的前概念后，就要想办法针对症结引发认知冲突。认知冲突是因为前概念与外界环境的信息不适应所引起的，因此环境是引发认知冲突的重要手段，所以教师在教学中要创设与前概念不平衡的情景，把不平衡的地方放大并强调，把矛盾暴露给学生看，从而引发学生的认知冲突。

在暴露了学生对力臂理解的前概念后，我采取以下情景演示引发学生的认知冲突。

（1）在杠杆一端A点挂上钩码，如图3，在钩码的拉力F作用下，杠杆会发生转动。

（2）不改變F拉力的大小（钩码的个数），不改变F拉力的作用点（A点），当杠杆在如图4所示位置时，拉力并没有对杠杆产生转动效果。

在这对比演示过程中，我引导学生运用控制变量法分析，在杠杆的其他要素（支点、力的大小）不变的前提下，虽然力的作用点不变（支点到力的作用点的距离），但是转动效果却改变了，这说明真正影响杠杆的转动效果的因素并不是“支点到力的作用点的距离”。前概念不能同化外界环境的信息，学生就会怀疑原有的知识经验，会调整原有的知识经验，使前概念解体。

3.构建科学概念

学生产生认知冲突后，并不是所有的学生都能够顺利地有效地解决认知冲突，有的学生虽然知道原有的知识经验有问题，但是未能形成新的知识经验前，可能会保持原有的错误;有的学生可能会机械记忆、更换概念、或表面建构，而没能真正理解新知识。所以当学生的前概念解体后，教师要通过一些有效的手段帮助学生构建新的概念（科学概念）。

为了帮助学生建立对力臂的正确认识，我采取以下方法：在杠杆一端挂上钩码，让杠杆分别在三个不同的位置（如图5、图6、图7所示）自由放下，学生感受到在图7位置时，拉力对杠杆的转动效果更强。我利用教具T形尺辅助演示，突出几个位置中变化的距离，边讲解边引导学生归纳得出力臂的正确认识：支点到力的作用线的距离（l）。

结语

在教学中在利用认知冲突，较顺利、有效地帮助学生实现概念的转变，能够促进学生进行有意义的学习，教师应该重视认知冲突策略在教学中的应用。本文关于认知冲突教学策略的研究还比较肤浅，例如引发认知冲突的手段、认知冲突的解决等方面，这些方面非常值得我们在教学实践中不断去探索和研究。

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