陳 瑾

（江蘇省木瀆高級(jí)中學(xué) 江蘇 蘇州 215101）

影視作品中最吸引觀眾之處往往是劇情產(chǎn)生劇烈的矛盾沖突的地方，沖突的產(chǎn)生不僅是影視作品精彩所在，更是推動(dòng)劇情發(fā)展的一個(gè)增長(zhǎng)點(diǎn)。 筆者發(fā)現(xiàn)在化學(xué)教學(xué)中也是如此，最能促成學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)優(yōu)化的增長(zhǎng)點(diǎn)正是學(xué)習(xí)者面臨強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突的地方。

一、什么是認(rèn)知沖突

認(rèn)知沖突是指認(rèn)知主體原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)與新知識(shí)、新情境之間無(wú)法包容的現(xiàn)象。 認(rèn)知主體在學(xué)習(xí)新知識(shí)或遇到新情境之前，頭腦并非一片空白，而是已經(jīng)存在了一定的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。 在學(xué)習(xí)新知識(shí)或遇到新情境時(shí)，他們總是試圖以這種原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)來(lái)同化新知識(shí)或解釋新情境。 如果原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)能順利同化新知識(shí)或解釋新情境， 則認(rèn)知主體處于認(rèn)知平衡狀態(tài)；反之，認(rèn)知主體就會(huì)產(chǎn)生認(rèn)知沖突了。

二、為什么從認(rèn)知沖突中能尋找到優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)的增長(zhǎng)點(diǎn)

根據(jù)皮亞杰的認(rèn)識(shí)論的觀點(diǎn)，人的行為具有一種定向性的平衡，由于認(rèn)知沖突，本來(lái)處于平衡狀態(tài)的圖式出現(xiàn)了非平衡化，為此人再進(jìn)行平衡化。 平衡化有兩種形式：同化和順應(yīng)。 同化是主體在面臨新情境時(shí)將新的知覺(jué)或刺激整合到原有的圖式中， 引起主體原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的改變，以加強(qiáng)和豐富主體動(dòng)作，即認(rèn)知結(jié)構(gòu)的量變；而順應(yīng)卻能引起認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生質(zhì)變，當(dāng)主體的圖式不能同化客體時(shí)， 主體只有改變?cè)械膱D式或建立新的圖式，才能適應(yīng)或容納新的刺激。 無(wú)論是同化還是順應(yīng)，學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)都將得到優(yōu)化。

因而在化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)在學(xué)生原有的認(rèn)知基礎(chǔ)上，適時(shí)地把新問(wèn)題呈現(xiàn)在學(xué)生面前，打破學(xué)生暫時(shí)的認(rèn)知平衡，挑起學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的自主探究意識(shí)，繼而引發(fā)學(xué)生逐步完成對(duì)新知識(shí)的建構(gòu)，并在“平衡→不平衡→新的平衡”的循環(huán)中不斷優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

三、化學(xué)課堂教學(xué)中從認(rèn)知沖突中尋找優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)的增長(zhǎng)點(diǎn)的兩個(gè)案例

教師在教學(xué)過(guò)程中會(huì)主動(dòng)設(shè)置一些認(rèn)知沖突的問(wèn)題情境來(lái)引發(fā)學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突；學(xué)生在自己學(xué)習(xí)思考的過(guò)程中，也會(huì)產(chǎn)生一些認(rèn)知沖突。 對(duì)于這些認(rèn)知沖突，教師該如何處理才能更好地促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的生成和能力的培養(yǎng)，優(yōu)化學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)呢？ 筆者就自己在教學(xué)過(guò)程中的兩個(gè)案例進(jìn)行分析，旨在與同行進(jìn)行探討。

案例1：蘇教版《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》專題四第二單元中有這樣一個(gè)活動(dòng)與探究：取苯酚的濁液2mL 于試管中，向其中逐滴加入氫氧化鈉溶液，濁液將變澄清。 將得到的澄清液分到兩支試管中，向其中一只滴加稀鹽酸，另一支通入二氧化碳?xì)怏w，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 在這節(jié)課的教學(xué)中筆者采用了邊講邊實(shí)驗(yàn)的方式。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)后對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述都是清晰而準(zhǔn)確的。 但是當(dāng)筆者讓學(xué)生寫(xiě)出此實(shí)驗(yàn)中涉及的化學(xué)方程式時(shí)，大部分學(xué)生能根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象正確寫(xiě)出苯酚與氫氧化鈉的反應(yīng)以及苯酚鈉與稀鹽酸的反應(yīng)，而苯酚鈉溶液中通入二氧化碳?xì)怏w后除了生成苯酚，另一無(wú)機(jī)產(chǎn)物究竟是碳酸鈉還是碳酸氫鈉， 學(xué)生產(chǎn)生了三種不同的意見(jiàn)：一部分學(xué)生認(rèn)為生成碳酸氫鈉，一部分學(xué)生認(rèn)為生成碳酸鈉，還有大部分學(xué)生認(rèn)為二氧化碳不足時(shí)生成碳酸鈉、二氧化碳過(guò)量時(shí)生成碳酸氫鈉。 學(xué)生作為不同的認(rèn)知主體對(duì)某一問(wèn)題產(chǎn)生了不同的看法，產(chǎn)生了認(rèn)知沖突。

這樣的認(rèn)知沖突形成時(shí)，學(xué)生的好奇心和探究欲被充分地調(diào)動(dòng)起來(lái)，學(xué)習(xí)的積極性增強(qiáng)，思維活動(dòng)也處在最佳狀態(tài)。 這種狀態(tài)既是教師和學(xué)生心理交流的接觸點(diǎn)、共振點(diǎn)，也是教與學(xué)的共同機(jī)遇，是一個(gè)優(yōu)化學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的很好的增長(zhǎng)點(diǎn)。 抓住這一契機(jī)，筆者開(kāi)始引導(dǎo)學(xué)生思考如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明苯酚鈉中通入二氧化碳后產(chǎn)物究竟是什么。 學(xué)生在操作中發(fā)現(xiàn)：向苯酚濁液中滴加碳酸鈉溶液后溶液變澄清，而向苯酚濁液中滴加碳酸氫鈉溶液后無(wú)明顯現(xiàn)象，顯然苯酚和碳酸鈉是無(wú)法共存的。 在這樣強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突產(chǎn)生并且積極思考和實(shí)踐后，學(xué)生得出結(jié)論：苯酚鈉與二氧化碳反應(yīng)的產(chǎn)物為苯酚和碳酸氫鈉，與二氧化碳的量沒(méi)有關(guān)系。

接著，筆者又提出，為什么我們往氫氧化鈉溶液中通二氧化碳后的產(chǎn)物與二氧化碳的通入量有關(guān)呢？于是新的認(rèn)知沖突又形成了，學(xué)生的思維又開(kāi)始新的一輪興奮點(diǎn)，展開(kāi)積極的討論，最后找到了問(wèn)題的關(guān)鍵，也就是酸性的強(qiáng)弱順序?yàn)椋禾妓?苯酚>碳酸氫根離子。

案例2：在進(jìn)行元素周期表和周期律教學(xué)的時(shí)候，講到周期表中從上到下， 元素的非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強(qiáng)。 此時(shí)就有學(xué)生提出，為什么“在常溫下，單質(zhì)硅比較穩(wěn)定，與氧氣、氯氣、硝酸、硫酸等都很難發(fā)生反應(yīng)”，但是在自然界中，沒(méi)有游離態(tài)的硅，只有化合態(tài)的硅存在？ 而根據(jù)元素周期律，與硅元素處于同一主族且活潑性相對(duì)較強(qiáng)的碳元素反而能在自然界中以游離態(tài)（金剛石、石墨）穩(wěn)定存在呢？

顯然，學(xué)生原有的元素化合物知識(shí)與新接觸的元素周期律知識(shí)之間產(chǎn)生了認(rèn)知上的強(qiáng)烈沖突，原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)不能同化新的知識(shí)，從而產(chǎn)生了困惑。 筆者首先肯定了學(xué)生勇于提出質(zhì)疑的勇氣，然后給出了一組數(shù)據(jù)（見(jiàn)表1），讓學(xué)生根據(jù)這組數(shù)據(jù)進(jìn)行討論。

表1 Si—Si 和Si—O 鍵的鍵參數(shù)

經(jīng)過(guò)幾分鐘的討論后， 學(xué)生們基本達(dá)成了共識(shí)，Si－O 比Si－Si 鍵長(zhǎng)短、鍵能大，從而更穩(wěn)定。 在形成地殼的高溫條件下，硅只能與氧原子生成更穩(wěn)定的Si－O四面體結(jié)構(gòu)，而不是生成不穩(wěn)定的Si－Si 四面體結(jié)構(gòu)。這也就是硅雖然活潑性不如碳，但在自然界中卻沒(méi)有游離態(tài)的硅的原因。 具體的物質(zhì)以何種形式存在并不僅僅取決于元素的活潑性，還與具體物質(zhì)中化學(xué)鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，這與元素周期律的描述并不是矛盾的。 學(xué)生們?cè)诜e極參與的討論過(guò)程中， 認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生了調(diào)整，更優(yōu)化的認(rèn)知結(jié)構(gòu)在形成。

緊接著筆者拋出另外一個(gè)問(wèn)題，氧元素比氯元素的非金屬性強(qiáng)，可是在與氫氣化合的時(shí)候，氧氣與氫氣的反應(yīng)條件為點(diǎn)燃，而氯氣與氫氣只需要光照或加熱就能發(fā)生？ 從而再次主動(dòng)地讓學(xué)生形成與以上問(wèn)題相關(guān)的新的認(rèn)知沖突。 解決問(wèn)題的同時(shí)，學(xué)生的表達(dá)能力、思辨能力也都能得到訓(xùn)練，更重要的是，此過(guò)程中學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)也在不斷地優(yōu)化和完善。

四、從認(rèn)知沖突中尋找優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)的增長(zhǎng)點(diǎn)的教學(xué)處理策略

有些認(rèn)知沖突是教師預(yù)設(shè)的，有些認(rèn)知沖突是課堂生成的，不管是哪一種，認(rèn)知沖突是課堂教學(xué)的必然，是教學(xué)過(guò)程中生成的一種有益的教學(xué)資源。 當(dāng)學(xué)生出現(xiàn)認(rèn)知沖突的時(shí)候，教師有哪些處理策略呢？

策略一：教師作為權(quán)威者，給出答案并作出解說(shuō)。當(dāng)認(rèn)知沖突生成時(shí)，學(xué)生的思維是活躍的，但隨著教師給出答案并作出解說(shuō)，學(xué)生的思維并沒(méi)有有效地參與進(jìn)來(lái)。 這種處理策略雖然解決了學(xué)生的認(rèn)知沖突，但是對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)意義不大，不利于學(xué)生主動(dòng)優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

策略二：教師作為引導(dǎo)者，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步自主研究。 在學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突的時(shí)候，教師可以不馬上給出明確的答復(fù)，而是給予一定的引導(dǎo)幫助，讓學(xué)生在進(jìn)一步的思考研究中自主解決疑問(wèn)。 比如案例1 中讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作， 案例2 中教師給出Si－Si 和Si－O 鍵的鍵參數(shù)數(shù)據(jù)， 學(xué)生通過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)探究和思考，很有可能自己就解決認(rèn)知沖突了。 這樣的處理可以訓(xùn)練學(xué)生的思維，避免其被動(dòng)接受知識(shí)，自動(dòng)去構(gòu)建更優(yōu)化的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，其意義高于策略一。

策略三：教師作為誘發(fā)者，誘發(fā)新的認(rèn)知沖突。 當(dāng)一個(gè)認(rèn)知沖突得到解決之后， 教師若能變換情境，誘發(fā)新的認(rèn)知沖突，則能進(jìn)一步激活學(xué)生思維，進(jìn)一步優(yōu)化學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。 如案例1 中，當(dāng)學(xué)生解決了苯酚鈉和二氧化碳反應(yīng)是何種產(chǎn)物的問(wèn)題后，筆者又組織學(xué)生討論為什么苯酚鈉與二氧化碳反應(yīng)的產(chǎn)物與二氧化碳的量無(wú)關(guān)，而氫氧化鈉溶液與二氧化碳反應(yīng)的產(chǎn)物與二氧化碳的量有關(guān)。 又如案例2 中，筆者在學(xué)生解決了為何硅元素的性質(zhì)比碳元素穩(wěn)定，但自然界中存在單質(zhì)碳不存在單質(zhì)的硅這一認(rèn)知沖突之后，又拋出一個(gè)問(wèn)題， 氧元素比氯元素的非金屬性強(qiáng)，可是在與氫氣化合的時(shí)候，氧氣與氫氣的反應(yīng)條件為點(diǎn)燃，而氯氣與氫氣只需要光照或加熱就能發(fā)生？ 通過(guò)教師對(duì)情境的變換，誘發(fā)了學(xué)生新的認(rèn)知沖突，使學(xué)生的思維達(dá)到一個(gè)新的高潮，學(xué)生會(huì)變得興致勃勃，課堂充滿了生機(jī)。 這是處理認(rèn)知沖突的較高境界， 通過(guò)接連的認(rèn)知沖突的誘發(fā)與解決，使學(xué)生思維分析能力得以充分的訓(xùn)練，學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步的優(yōu)化與完善。

綜上，認(rèn)知發(fā)展免不了會(huì)遇到認(rèn)知沖突，反過(guò)來(lái)，認(rèn)知沖突的產(chǎn)生也能促進(jìn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的發(fā)展。 在教學(xué)中要合理地設(shè)置和利用認(rèn)知沖突，并且藝術(shù)性地處理認(rèn)知沖突， 以此為增長(zhǎng)點(diǎn)來(lái)優(yōu)化和完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

［1］ 陳玉喬. 巧設(shè)認(rèn)知沖突 提升化學(xué)教學(xué)有效性［J］. 化學(xué)教學(xué)，2012，（1）：18-20

［2］ 劉孝華. 引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突的教學(xué)策略［J］. 江西教學(xué)科研，2007，（2）：117-119

［3］ 王祖浩.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)：化學(xué)1（必修）［M］.南京：江蘇教育出版社，2010：82

［4］ 王祖浩. 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)： 化學(xué)2 （必修）［M］. 南京：江蘇教育出版社，2007：9

［5］ 王祖浩. 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)： 有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)（選修）［M］. 南京：江蘇教育出版社，2007：72