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认知冲突在小学科学教学中的运用

2022-05-19翁文娟

文理导航 2022年18期
关键词:认知冲突教学运用小学科学

翁文娟

【摘  要】科学是小学的重要学科之一,其在培养学生的科学思维、创新能力等方面发挥着重要作用。近年来,随着素质教育的不断深入,小学科学教学也受到高度重视,教师在小学科学教学中运用认知冲突,进一步促进学生的科学思维发展,提高教学质量。

【关键词】小学科学;认知冲突;教学运用

在小学阶段,科学属于一门探究性学科,能让学生养成良好的科学思维,并采用正确、科学和客观的态度看待周围的事物。然而,要想在科学教学中唤醒学生的学习动机,则必须借助认知冲突的力量,让学生在“冲突”中完成有效的自主学习探究,发散学生思维。教师必须深入了解认知冲突对科学教学的重要性,并积极通过“巧设悬念实验”“结合生活经验”“实验反差对比”“营造争论氛围”等策略,有效发挥认知冲突的作用,使学生各方面的能力在“冲突”中获得全方面提升。

一、认知冲突在小学科学教学中运用的重要性

认知冲突在小学科学教学中的重要性主要体现在以下两点:第一,学生方面,对小学阶段的学生而言,他们希望自己是探究者、发现者和研究者的需求十分强烈,而小学学科作为一门探究性学科,能在一定程度上满足学生的心理需求。在小学科学教学中运用认知冲突,能让学生在学习中产生认知冲突,并在解决“冲突”的过程中完成有效的探究,进而最大限度地满足学生的心理需求。同时,制造认知冲突,能有效解放、激活学生的思维,使其思维空间得到拓展与锻炼,逐步完善学生科学思维。第二,科学教学方面,在课堂教学中制造认知冲突,将学生引入自主探究氛围中,使学生全身心投入科学的学习中,进而提升教学质量。同时,在认知冲突影响下,能有效营造活跃、生动的课堂氛围,激发学生学习科学知识的兴趣。由此可见,认知冲突在满足学生心理需求、锻炼学生思維能力和提高科学教学质量方面有重要作用,而教师需深入了解这些重要性,从而更好地在小学科学教学中运用认知冲突。

二、认知冲突在小学科学教学中的运用策略

(一)巧设悬念实验,制造冲突机会

小学科学课堂实验不仅能提高学生发现问题、解决问题的能力,还能进一步培养学生的科学思维。然而,在科学实验教学中,隐藏着诸多认知冲突,但在以往的教学中部分教师对这些内容并未重视,严重限制了学生认知思维的拓展。因此,教师要善于抓住实验教学的认知冲突切入点,并结合教学实际巧设悬念实验,让学生在实验情境中抓住“冲突”的机会,使学生的思维得到有效激发。例如,在“马铃薯浮起来”的科学实验教学中,教师要求每一位学生准备一杯清水,并将马铃薯放到清水中,引导学生观察马铃薯的运动情况。经过观察,学生发现马铃薯逐渐下沉,随后教师将马铃薯放到一杯盐水中,结果学生发现马铃薯悬浮起来。此时,学生发现自己的实验结果和教师的实验结果不一致,教师就可以抛出悬念:“为什么我的马铃薯是浮起来的?”在悬念的引导下学生猜测的答案各不相同,如教师的马铃薯不一样、教师杯子里的水不一样等。马铃薯放到水中会下沉,这是学生原有的认知,而通过此类实验的不同结果,与学生的原有认知产生冲突,使学生在求知欲的驱使下开展自主探究。学生可以在书中发现“盐水会让马铃薯浮起来”这一知识点。通过设置悬念实验,让学生带着疑惑进行思考,并在思考中产生认知冲突,进而加深获取新知识的记忆,提高学习效率。

(二)结合生活经验,引起认知冲突

当前的科学课程标准要求科学教学与现实生活联系,让学生用所学知识联系现实生活中相关现象,提高学生探究周围事物的兴趣。科学与生活关系十分密切,而在生活中学生会形成许多错误认知。在小学科学教学中,教师要善于抓住学生错误的认知,并根据教学内容,联系生活实际,让学生进行科学事实对比,引起强烈的认知冲突,进而引导并纠正学生错误的认知,培养其良好的科学思维。例如,在“衣服能产生热量吗”的教学中,当学生看到这一问题时,大部分学生认为穿着衣服就会暖和,所以衣服能产生热量。但有学生指出:“衣服不会产生热量。”此时有学生反驳:“要是衣服不能产生热量那为什么穿衣服呢?”教师让学生讲一讲衣服不会产生热量的理由,该学生认为:“要是衣服能产生热量,衣服没穿的时候就很热了,但事实是衣服放着不会热。”听了这一理由后,大部分学生会觉得有道理,这一矛盾的产生使学生的解决欲望增强。随后,教师指导学生结合生活实际进行验证,在认知冲突引导下进行科学实验,学生发现:“衣服不能产生热量,只能保存人体散发的热量。”结合生活实际寻找认知冲突,让学生对错误的生活“常识”产生疑问,并带着问题进行实验,最终借助科学事实,有效纠正学生的错误。同时,能让学生在心理失衡下开展验证,并借助科学事实进行平衡,使学习记忆更为深刻。

(三)实验反差对比,激发冲突思维

以往的小学科学教学课堂,教师只关注课堂流程,机械灌输式的教学大大降低了科学课教学质量。造成这一现象主要是因为缺乏认知冲突教学,学生对学习没有兴趣,导致其探究性、创造性思维逐渐弱化。因此,教师必须充分运用认知冲突,使学生的学习积极性得到有效激发,并进行深层次思考。教师可结合科学教学内容,挖掘实验反差对比点,进一步激发学生的冲突思维,进而实现真正意义上的学习。教师可以借助实验结果的反差产生“矛盾”,瞬间激活学生的“疲沓”思维,使其对科学实验探究充满热情。可以适当制造此类“小矛盾”,让学生迸发思维的火花,并通过自主探索科学答案,使其有效掌握科学知识点,并锻炼学生的探究思维和创造思维。

(四)营造争论氛围,加深认知冲突

在课堂教学中,学生对某一问题存在不同观点时会产生争论,而在争论中学生的学习动力会得到有效激发,获得良好的教学契机。但在以往的小学科学教学中,大部分教师对学生的争论并未重视,只引导学生理解观点正确的一方,长期以往,则会导致学生的争论在课堂中逐渐减少,不利于学生的思维发展。因此,在小学科学教学中,教师要善于营造争论氛围,借助争论契机,让学生在课堂中勇于争论,加深认知冲突,使学生的语言表达能力和科学思维得到有效培养。例如,在“我们来造环形山”的教学中,教师首先为学生展示月球环形山形成的原因,挑出具有代表性的原因形成正、反两方面的观点,如选择陨石撞击原因假说,正方为支持陨石撞击说,反方为反对陨石撞击说。随后,将学生随机纳入观点阵营,划分完成后,教师指导学生通过实验、网络等方式收集支持自己观点和反对对方推理证据的资料。待资料收集完成后,教师可以组织学生开展辩论赛,在逐层递进的辩论中,能让学生更好地学习“环形山”的相关知识。根据教学内容,教师为学生设计矛盾立场,并让学生根据自己的立场进行辩论,进一步加深了认知冲突。同时,在辩论赛中,学生的观点冲突会进一步深化,而在搜寻证据的过程中,学生会在相互质疑下产生激烈的思维碰撞。

(五)挖掘知识矛盾,诱导认知冲突

教育心理学认为,矛盾冲突可有效激发学生的学习动机,当学生发现利用自己已知的有限知识不能解决问题时,学生的求知心理可以刺激学生主动学习。对学生的思想进行巧妙刺激,能激发学生的情感需求,加強学生的探究欲望。例如,在“声音是怎样产生的”教学中,教学难点是引导学生从实验中分析得出声音是由物体振动产生的。在教学过程中,让学生通过敲、拍、打等方式发出声音,并讨论声音是怎样产生的。学生经过认真观察思考,认为声音的产生是因为物体受到力的作用,从而发出声音,然而这与声音产生的真正原因不符。在教学过程中,可以通过让学生用力拉橡皮筋、用力揉捏纸团、用力按压书桌,让学生安静听有没有声音发出,并进行小组讨论,思考为什么用力却不能使物体发出声音。通过两个不同观点之间的矛盾,刺激学生继续探究物体产生声音的原因,加深学生的思考,在引导学生认知声音是由振动产生的过程中,让学生对声音的产生进行多层次对比和分析。

(六)设置知识“陷阱”,暗布认知冲突

学生会将在生活中观察到的现象认为是事实或是真理,但实际上很多时候真理并非如看到的那样简单,其中有许多需要学生绕过的知识“陷阱”,深入探究事物的本质,逐层进行分析,逐渐打破“陷阱”,产生新的认知。在教学过程中,设置知识陷阱,让学生暴露出普遍存在的错误观点,唤起学生思维注意,并加以引导,帮助学生突破固有思维,增加冲突认识,让学生形成透过现象观察事物本质的思维习惯。例如,在“空气占据空间吗”教学中,教学重点是让学生认识到空气与其他物质一样,能占据空间,但空气占据空间的多少是可以改变的,认识到空气是一种物质。在教学过程中,先通过《乌鸦喝水》的故事让学生思考水是怎样升上来的,学生经过思考知道是因为石子占据了水原本的空间,进而让学生思考“空气会占据空间吗?”这个问题。有的学生认为空气不占据空间,而有的学生认为空气占据空间。让学生思考“空气能不能让水从瓶子里漫上来”,在学生讨论思考后,可以让学生观察喷壶实验,让学生说说从实验中观察到怎样的现象,说明了什么,通过观察实验让学生发现空气也占据空间。知识陷阱可以加强学生对事物的思考,让学生列举关于“空气占据空间”的实例,比如吹气球、气垫船等实例,加深学生对空气占据空间的认识。

(七)注重对比观察,强化认知冲突

观察是一种主动的、有系统的、有意识的、受思维影响的知觉活动,在科学课堂中,探究的基础是观察。学生对周围事物的好奇心促使学生产生了观察欲望,但受心理、年龄等影响,小学生的观察能力尚未形成系统,易受情绪影响。在教学过程中,指导学生根据观察对象的特点,按照系统性的观察顺序,发现事物的本质属性,达到观察的目的。例如,在“种子发芽”教学过程中,其教学重点是让学生了解影响种子萌发的主要因素。在教学过程中,可以让学生准备两组相同的种子,其中一组种子保持湿润,另一组种子保持干燥,坚持每天观察,对比两组种子的变化并记录下来。使学生在对比观察过程中强化认知冲突,学会对比发现其差异,捕捉它们各自的特征。

总而言之,在小学科学教学中运用认知冲突能有效启发、强化并凝聚学生的思维,使学生在学习中进一步发展自身的科学思维。在运用认知冲突的过程中,教师要注意结合学生的实际情况和教学需求,制造起伏、活跃、有效的认知冲突。同时,教师还要加强对认知冲突的解读,巧妙设置认知冲突,以进一步激活学生的思维,进而打造高效课堂。

【参考文献】

[1]常宗浩.增强小学科学教学实效性的策略探究[J].教学管理与教育研究,2019(11):92-93.

[2]惠花.引生活之水,灌科学之花[J].华夏教师,2018(9):52-53.

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