认知冲突策略在化学教学中的应用

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  【摘要】在高中化学教学中,教师可以通过应用认知冲突策略,引发学生原有认知结构与新知识的矛盾,激发学生的认知内驱力,培养学生的思维能力,提高化学教学的有效性。
  【关键词】化学教学 认知冲突 教学效果
  【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)05-0182-01
  认知冲突是一个人已建立的认知结构与当前面临的学习情境之间暂时的矛盾与冲突,是学生已有的知识、经验与新知识之间存在某种差距而导致的心理失衡[1]。认知冲突策略,就是在课堂教学中,教师有意识地设置一些问题情境,引发学生的认知冲突,再通过教师的引导,解决认知冲突,使学生的认知结构得到发展,从而提高教学效果的教学策略[2]。现代心理学研究表明,在课堂教学中设置认知冲突,可以为学生提供真实的学习背景,模拟解决实际问题的过程。在教学过程中,很多教学环节都可以应用认知冲突策略,例如以下几种应用:
  1.课堂导入中认知冲突策略的应用
  课堂导入既要求时间短,又要求教师在短时间内,能够吸引学生的注意力,激发学生的兴趣和求知欲,引导学生积极主动的投入到化学新课的学习中。在课堂导入中应用认知冲突策略,这种认知上的冲突使学生头脑中一下子充满了问题,学生的探究欲也一下子被调动起来。通过认知冲突的设置,不仅能激发学生的学习兴趣和求知欲,吸引学生的注意力,还能自然地过渡到教学新内容,并为新知识的学习创造了良好的学习状态。
  2.概念教学中认知冲突策略的应用
  化学概念是化学基础知识的重要组成部分。任何一个化学概念都有它明确的内涵和外延。而学生在对概念加以应用时,常由于对化学概念的内涵和外延不够明确,忽略了一些潜在的限制条件而发生错误。在化学概念的教学中,教师可以充分利用认知冲突策略来强化学生对化学概念内涵和外延的学习。
  3.实验探究中认知冲突策略的应用
  化学是一门以实验为基础的学科,实验是化学最精彩的部分。学生在观察或进行实验之前,会在头脑中有意无意地生成假设。当实验现象与假设相近时,学生就会感受到成功的喜悦。当实验结果和学生的假设不一致时,学生就会产生强烈的认知冲突,激发学生进一步探索的欲望。由此,教学中教师可以通过创设探究性实验情境,预先让学生做出猜想,然后通过实验产生令学生意想不到的新现象,引发学生的认知冲突,促使学生积极主动的探索和解释这些新现象。
  例如,学生在学习了铁及其化合物的性质后,知道了可用KSCN来检验Fe3+。在含有Fe3+的溶液中加入KSCN溶液,溶液变成血红色,而在含有Fe2+的溶液中加入KSCN溶液,溶液不变色。在探究Fe3+和Fe2+的转化条件时,教师可以在上课几天前配制含Fe2+的溶液。在上课时向学生展示这瓶含Fe2+的溶液。然后向学生提问:如果取部分Fe2+溶液于试管中,并向试管中滴加KSCN溶液,会有什么实验现象?学生会毫无疑问的回答无明显的现象。这时教师取部分Fe2+溶液于试管,向试管中滴加KSCN溶液。这时学生惊讶的发现溶液变成了血红色。
  这个实验现象和同学们原先的猜想大相径庭,引发了学生的认知冲突,学生就会思考到底是哪里出现了问题。在学生产生疑问的时候,教师及时强调KSCN可以使Fe3+溶液变成血红色,但不能使Fe2+的溶液变色的特点。于是学生猜想可能是Fe2+溶液中混入了Fe3+,进而猜想这瓶Fe2+溶液可能被空气中的氧气氧化了。教师通过这个实验引发学生的认知冲突,引出Fe3+和Fe2+的相互转变及转变条件的教学最佳时机。
  4.习题讲解中认知冲突策略的应用
  化学讲解是化学教学的重要组成部分,在解答习题时存在着明显的对与错,答错了就说明学生存在认知上的冲突。因此,可以说习题教学是认知冲突的集中发生地。在习题讲解中,教师如果可以有效的利用学生的这些认知冲突,或者有意识的引发学生的认知冲突,将直接影响习题教学的效果。如果教师直接告诉学生习题的答案,学生往往不会留下深刻的影响。相反,如果教师可以有效的利用和设置认知冲突,使学生在认知冲突中发现自己原先错误的解题思路,这样学生对知识的理解会更加深刻,从而提高教学效果。
  例:将质量分数为30%的硫酸与90%的硫酸溶液等体积混合,混合液的质量分数为( )
  A. >60% B. <60% C. 60% D. 无法确定
  此题意在考查学生溶液的稀释问题,为了进一步巩固这类题目的解题思路和方法,教师利用原题可增加如下变式练习,引发学生的认知冲突,使学生对问题的认识不断深化,思维水平不断提高,从而提高课堂的有效性。
  [变式练习]将质量分数为10%的氨水与30%的氨水溶液等体积混合,混合液的质量分数为( )
  A. >20% B. <20% C. 20% D. 无法确定
  在此题的解决过程中,很多学生立即用第一题的规律得出了A的答案。通过教师的讲解,学生知道了两个题目的差异,提高了解题的思维水平。从原题到变式练习,变换问题的部分条件或提问方式,引发了学生新的认知冲突,使学生对问题的认识不断深化,思维不断升级,对解题规律的把握也越来越深刻。
  高中化学教学中采用认知冲突策略,有助于学生更新原有的知识体系,构建新的知识体系,提高课堂教学的有效性。教学中教师从学生的认知规律、知识经验等方面出发,利用教材中新知识与旧知识的矛盾、科学概念与生活经验的矛盾、客观事实与直觉的矛盾,引发学生的认知冲突,使学生意识到原有的知识是错误的或有缺陷的,为学生主动建构科学知识体系搭建一个平台。这样不仅能能转变学生头脑中一些根深蒂固的不科学知识,还能使学生更加清晰明确的掌握新知识,提高化学教学的有效性。
  参考文献:
  [1]袁维新.认知建构论[M].徐州:中国矿业大学出版社,2002,8:179-182.
  [2]张年逢.认知冲突策略在高中生物教学中的应用研究[D].苏州大学,2009.
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