巧用认知冲突 打造有效课堂

宁贻欣

【摘 要】生活世界是科学世界的意义之源，课程改革倡导让教育回归生活。但是有时就因为是生活中最熟悉不过的现象，导致学生对它们的存在习以为常，而丧失了探究的兴趣。如探究“声音是怎样产生的”，由于学生对声音再熟悉不过， 一般的课堂教学就容易因为好奇心的缺失导致学生的主动探究热情不高。要改变这一现状，需要教师不断制造和利用认知冲突促进学生实现前概念与现实的对话，从而激发学生的探究兴趣。

【关键词】生活 认知冲突 科学探究

所谓认知冲突，指的是当学生的认识与周围环境进行交互作用时，就会出现各种各样的问题、困惑以及相互之间的认识差异。教师巧妙运用学生的认知冲突可以激发学生的探究兴趣，提升教学有效性。本文，笔者就以青岛版五年级上册《声音的产生》一课为例，谈谈如何利用学生的这种认知冲突，令科学学习呈现出生活化、活动化和层次化，使学生的学习在兴趣激励中开启，在体验感悟中前行，在疑惑冲突中迸发。

一、创设矛盾情境，激发认知冲突

从学习的意义上讲，发生冲突就会产生新的学习需要，学生的认知发生冲突时，恰恰是我们教学的最佳时机。因此，教师要在教学活动中重视学生思维的认知结构，了解学生的知识、经验及思维习惯，有针对性地选择典型事例，使他们原有的认识与当前的现实产生无法调和的矛盾，从而激起发学生的学习兴趣。

《声音的产生》一课，作为上课的引子，笔者让学生做一做“猜猜我是谁”的游戏，学生显得很兴奋，跃跃欲试。笔者首先找了班里几个比较活跃的男、女学生说几个字，学生都猜对了谁是谁。接着又找了几个平日沉默寡言的学生，让学生猜是谁的声音，思考、迟疑中学生猜的时间明显加长。当学生嘟腮抿嘴时，笔者播放了一段录音，录音是班上一位感冒的学生的声音，这下猜错的人越来越多。这是为什么呢？笔者提醒学生注意各种现象的对比。在对思维冲突的辨析总结中，大家初步认识了人是靠声带的震动发声的，每个人的声带结构各不相同，发出的声音就不一样。任何事物的发声都有其固有的属性，在不同条件下是可以改变的。这样在活泼多变的活动中，学生从不同角度看问题的能力得到普遍提升。为巩固成果，笔者又从学生熟悉的材料和问题入手，用竹筷敲打木罐、铁罐、瓷罐和玻璃罐对比猜物，再用铁罐装一半玻璃球及铁罐装满玻璃球两种情况比较发声。最后，笔者又在装满玻璃球的铁罐中灌满水，“你们看还能发声吗？”问题由易到难，进一步明确了物体发声和物体形状结构、空气振动等有关，环环相扣，既把探究推向深处，又为后续的学习作好铺垫，做到一材多用，也符合思维探究的最近发展区原则。

这个简单的课堂游戏，以抓住典型事例感知声音引入，使学生认识到声音能帮助我们辨析事物（人），但是此后游戏中的错失 ，又重新激发了学生想知道声音更多奥秘的欲望，达到了上课之初抓住学生注意力的效果。接着辨析各种声音，拉近了学生与科学概念的距离，更容易使他们对声音产生许许多多的疑问，从而有效调动学生自主探究的热情和兴趣。

二、利用思维矛盾，化解认知冲突

在“猜猜我是谁”的游戏基础上，笔者让学生通过课桌上物体发出的声音归纳发音体的共同特征。学生探究热情高涨，一时间忙得不亦乐乎。有吹树叶的、敲桌子的，还有戳铅笔的、抠铅笔盒的……巡视中笔者发现学生大都认为吹打、敲击、摩擦、摇晃等让物体发声的方法是发音的原因，意识上暴露了明显的认知冲突。于是笔者适时指导学生不仅要关注让物体发声的方法，特别要注意观察发音体发音时的变化，还可以画一画发音体移动的轨迹。学生再次观察后，笔者又以立在水中的音叉敲打发音时和停止敲打时水面呈现的现象进行演示印证。

探索综合了观察、实验、比较、辨别、归纳等活动，学生由此明白了物体发音时都有“抖动”的现象，初步建立起对“振动”概念内涵的认识。“老师，我把瓶子吹得很响，为什么没有振动呢？”实验中有个吹塑料瓶的学生又出现了思维的矛盾，笔者这样启发他：“不是瓶子在振动，那可能是什么在振动呢？”通过教师的启发，很多学生想到了是空气在振动，但又无法看到，于是笔者鼓励学生用转换法试一试。交流中有了瓶里加水、加盐、加小球等许许多多的办法来验证“空气在振动”的猜想。不同材料的探索互补，形成了完整的科学概念。

非学无以致疑，非问无以广识。此间笔者利用了学生的注意力停留在对物体施加外力这一认知冲突上，及时引导学生抓住“现象”“振动”与“声音产生”之间的联系阐述自己的看法，再放手让学生探究，体现由扶到放、由现象到本质的认知规律。

三、借助迁移思辨，平息认知冲突

科学包藏了偶然性和必然性，需要多次验证结论的科学性，教师要善于在更多的认知冲突中搭起支架。在经历了个体的探究获得一定的方法后，《声音的产生》一课的第二个探索活动是组织小组活动。笔者将全班学生分为六组，分别提供三个层次的实验材料：钢尺、锯条、橡皮筋。学生在合作探究中努力让橡皮筋、钢尺、锯条发出声音。在细心观察的同时新的困惑又来了，学生对拉锯条的动作停止后声音也停止了的现象可以理解，但对钢尺、橡皮筋在动作停止后依然发声的现象感到困惑。其原因是这一现象割裂了振动和发声的辩证关系，这正是突破认知矛盾揭示规律的关键节点。笔者让学生比较弹钢尺、扯橡皮筋和拉锯条的不同现象并诱导：“既然声音是由于物体振动产生的，那么物体停止振动，声音就应该消失了是吗？”此处的关键是停止振动会怎么样，笔者让学生按住钢尺、拉住橡皮筋试试，学生感受到振动停止了，声音也就停止了。为了让结论更完整、更科学，笔者又利用音钹和喉咙发声的实验反证这一结论的正确性，把抽象的知识，转化成逼真的感性知识，收到了良好的效果。

四、利用疑问引思，化冲突为探究动力

科学教育讲究逻辑推理，同样重视实证，对不完全归纳推理形成的结论要反复验证。如在做向水杯倒水的实验时，学生以为总结出振动产生声音就万事大吉了，思维止于浅表层次，对发生的音高等现象置若罔闻。其原因还在于探究性活动难度相对大，以及知识和阅历又欠缺。于是笔者适时引导学生思考：“往水杯倒水产生了什么现象？在不同的高度倒水又会怎么样呢？”学生的思维在疑问的驱动下表现出高度的活跃性。反复试验捕捉有效的信息后，学生兴奋地说出了液体也能通过振动发声，也发现水流的高度、流量、空气与声音大小的关系，并由此推导出笛子等乐器能发出高低不同声音的原因。

而在另一组的实验中，笔者启示性地发问：“两块石头撞击发声怎么验证它们也在振动？上课铃的小锤为什么是铁质的，换用别的材料会怎样？”不同材料的比较引发新的冲突。“越薄越细的东西发音越高”“金属、玻璃发音大而清脆”“施力越大声音就越大”“硬的东西比软的东西发音大”……学生的思维一发不可收拾，不同意见冲突引发学生间的大讨论，对知识的认识也在这个过程中越发清晰深刻了。

除了教师主动设疑，引导学生思考，笔者还鼓励学生大胆质疑，以疑促学。如在课堂上笔者看到一个学生似乎有什么话要说，便鼓励他站起来说说看。这个学生皱皱眉：“老师，我站起来又坐下，已经给了力怎么没发出声音呢？”因为学生的接受能力有所不同，由此及彼的类比推理能力还比较薄弱，看起来这个学生代表了很大一部分学生的疑惑，于是笔者把问题丢给学生并鼓励旁证，还让学生做了用手挤气球不松手，用力弯一下尺子的活动，让学生通过这些活动领悟到“振动”的科学内涵，只有力的作用不一定使物体发音。

五、利用事实冲突，巩固新课新知

认识只有放到实践中检验才能形成牢固的科学知识，即在新的事实冲突中完成对所学知识的检验和巩固。《声音的产生》一课的最后，笔者拿出一个装了钉子、玻璃球的铁盒子：“谁能让这个音乐盒不发出声音？”反向思维使学生在自我知识梳理中把探究推向新的高潮。另外，教师还可以设计与教学内容相联系的兴趣点进行大胆尝试和创新：“怎样折纸，才能使甩动时声音最大？”在丰富知识的过程中使学生手脑并用、广泛参与，以展示达到兴趣激励的作用，使学生充分感受科学学习不同的方式和意义。

总之，整节课的教学围绕核心概念“声音是由物体振动产生的”展开，教学中突出顺应学生以前概念生成科学概念的学习心理需求，不断制造和利用认知冲突促进学生前概念与现实的对话：制造声音揭示前概念，实境导题；增补对话模块，激活学生思维，使学生由关注造声方法转向发声物体；探究“振动”内涵时由易到难，由显到隐，由固体到液体、气体，逐步丰富概念外延。

（山东省青岛市市北区河西小学 266033）