学习过程从认知冲突良性过渡到内化整合

◇薛晓丹（浙江：湖州市新风实验小学教育集团）

多诺万和布兰思福特在《学生是如何学习的：课堂中的科学》中指出：任何学习都是在他们关于世界是如何运作的基础上发生的。学生的需求通过哲学性的问题进行粗浅的阐述：

我是谁？(学习者)

从哪里来？(已有日常经验是怎样的)

到哪里去？(要获得怎样的新认知)

这实际上就是学生如何学习的体现：从日常经验到新认知的构建过程。学生学习时，原有概念与新认知会发生碰撞。大部分情况下，学生很多原有概念与生活实际相切合，但是从科学的角度看却是不完善的，甚至是错误的，这样就会有认知冲突的产生。在暴露学生的原有概念之后，需要处理好认知冲突，用科学实践搭建桥梁，帮助学生重新整合、建构认知。

综上所述，学习过程应该是：暴露原有概念→引起认知冲突→内化整合→重建新认知。先暴露，再新建，破而后立。

一、深入课堂，发掘冲突

认知冲突是课堂中最直接呈现的内容。不逃避、直接面对，是处理冲突最为直接、有效的方式。所以当科学课堂上出现认知冲突时，教师不要逃避，反而应该感到喜悦。那教师如何处理认知冲突、为学生的内在重组整合做好铺垫呢？笔者提出以下几点看法。

（一）有意创设，引起冲突

认知冲突在大部分情况下都是正面的，因为认知冲突是思维运作的反馈，这种反馈是即时性的、生成性的、最能体现学生当下思维的。如果没有冲突，教师要有意制造冲突，引发冲突。认知冲突是思维运作的信号，有些课堂没有强烈的认知冲突，教师可以主动制造。

【案例一】在五年级下册《马铃薯在液体中的沉浮》一课中，用盐水进行实验已无新意。但把盐水换成糖水、味精水等，从最开始的悬念到结果的出现，都会颠覆学生的日常经验，引起认知冲突，让学生明白不仅仅盐水，其他的一些物质也可以实现同样的效果。学生兴趣提高，思维也会随之活跃，使这一课从一堂学生已经知晓的科学课转变为“还可以这样”的科学课。

当然，不仅可以在实验材料中设置冲突，教师还可以通过情境的设置、生活现象等满足学生的学习需求。比如，生活中热水会冒白气是学生非常熟悉和接受的事实，但为什么从冰箱里拿出来的冰棒也会冒白气？让学生不断修正已有概念，实现破而后立的效果。

（二）将错就错，放大冲突

学生思维是很活跃的，从与科学概念的差异度来看，产生的认知冲突可大可小。身为科学教师，我们要时刻留心学生的反应。从一定程度上说，科学是可以犯错的。犯错的目的在于改正，我们可以不予评价学生的错误认知，但不能错失纠错机会，应将错误认知放大，放大到学生能自己发现问题所在。

【案例二】笔者在执教三年级下册《影子的秘密》过程中，首先进行模拟对象的确定：手电筒→太阳；小雨伞→户外伞；人偶→警察叔叔。

接下来，通过解决“警察叔叔不用一直走动”的问题进行后续教学。一来探究改变影子的几种方式；二来可以让学生关注如何解决生活中的实际问题。

提问：怎样让警察叔叔不动，而不被太阳光照到呢？换大伞。

放大认知冲突：小伞换大伞，知晓影子的大小和遮挡物大小有关。

学生自己察觉：不能用很大的伞，会阻碍交通。

提问：用大伞的目的是让影子变大，除了用大伞，还可以用什么方法让影子变大？→把手电筒放低一些。

重构知识概念：知晓影子的大小和光源与遮挡物的距离有关。

学生自己察觉：调整太阳位置我们做不到。

提问：那不能改变太阳位置，可以改变什么呢？把伞靠太阳近一些。

解决认知冲突：知晓改变遮挡物位置可以改变影子大小。

学生自己察觉：没有那么高的伞。

升华：可以有那么高的什么？→高楼、云、月亮。引导至宇宙，联系学科单元。

在本次课堂上，学生共提出三个与实际科学有认知冲突的点，教师并不急于否定，而是按学生的认知进行处理。

虽然在此次教学过程中，学生没有找到更好的解决方法，但是一次次地放大认知冲突，既调动了学生的思维，也生成了新的认知，并且通过学生认识的不断生成拔高了课堂高度。

（三）充分交流，修正冲突

学生的日常经验是不同的，与新认知产生的冲突也是不同的。怎样让学生的认知冲突能够实现互补或者相交呢？最好的方式就是让学生围绕主题进行交流、讨论，让冲突与冲突间不断产生摩擦，从而建立新的认知。建立新认知的过程也能让学生明白，合作交流、学会倾听、大胆质疑、乐于发言、勇于修正都是解决问题、增长知识的方法。

在日常教学过程中，学生根据自身的认知冲突会在课堂上提问。学生的思维是天马行空的，因认知冲突而产生的问题也是五花八门的，有时提出的问题，教师一时半会儿也没有很好的应对方式。这时就可以让学生的认知冲突相互碰撞，从他们自身的角度出发，尚未建立的新认知在不断碰撞当中会越来越完善。

二、组织活动，实践认知

科学教育发展至今，离不开科学活动，科学活动就是一种科学实践。目前课标倡导的探究式科学教育，本质就是一种科学实践。所以，关注认知冲突自身的同时，也要以科学实践为依托。因此我们教学活动要努力完成以下的要求。

（一）明确时机：何时实践

适时实践: 认知冲突产生后，会在一定程度上引起学生的好奇心，激发求知欲。当学生处于这种求而不得的状态时，是内在学习动力最强的黄金期。此时需要教师抓住时机开展科学实践，满足学生的需求。

及时实践:在课堂上，学生的思维运作是十分迅速的，黄金期来得快去得也快。特别是学生思维碰撞很激烈时，因认知冲突而产生的形形色色的想法会淹没旧的信息。作为教师要有一定的敏锐性，时刻留意学生的认知冲突，要及时放大，引导学生关注，展开科学实践。

（二）把握原则：科学实践

合理实践:一二年级学生进行科学实践时，思维较为形象化，对于抽象的概念无法进行很好的空间想象，需要结合日常经验进行有序观察；五六年级学生的思维发展迅速，有一定的空间想象能力，可以进行科学模拟实践探索，强化影响变化的概念。

充分实践:科学实践的目的，是让学生在实践活动中获取、收集信息。由于生成的不同、时间的影响、能力的差异会造成科学实践不充分，因此教师需营造良好的实践氛围帮助学生进行充分、有效的科学实践。

（三）区分情境：选择实践

即时实践: 课堂上由学生提出的简单问题，可以通过单一的操作马上进行的实践活动，可以认为是即时性科学实践。即时实践，即时获取信息，信息反馈至脑海中，可以马上对认知冲突进行即时性打磨与冲击，从而帮助构建新认知。

预设实践: 课堂上需要一定方法、方案，按步骤进行的科学实践活动，可以认为是预设性科学实践。预设性科学实践是带有明确目的的实践活动，有了明确认知冲突的铺垫，学生会发散思维，也能提高学生自主进行科学实践的能力。

三、突破冲突，整合新知

通过关注冲突自身，鼓励开展科学实践，可以帮助学生更好地建立新的认知。但是重新整合主要是学生的自主内化过程，教师无法内在干预，只能通过外部方式帮助学生更好地进行整合。

（一）培养证据意识

所有的认知冲突其实都是要靠科学证据去处理，经历科学过程，也是在找寻证据。通过证据改变自身原有的认知，修正错误的前概念是建立新认知的必要途径。但是在实际教学中，会存在以下问题。

很多学生都有从众、从尊的盲目心理。日常实验时，学生看到其他学生与自己数据或者现象不同时，会擦除自己的实验记录，更有甚者，可能会进行假描述。

学生从根本上不认同新的证据，因为它们与书本或者他人获取的原有认知与证据呈现的现象相冲突。此时，他们会认为，和自己想法有出入的内容就是错误的。即使这个证据很有力，学生的第一反应也是：这是错误的。以上是教学过程中遇到的常见现象。这对新认知的建立是致命的，学生自身没有任何依据或是拒绝承认已经很充分的证据，马上对认知进行重构或者拒绝重构。所以培养学生的证据意识非常重要。

（二）提倡元认知

元认知是对认知的认知。可用浅显的语言描述为：认知就像考试，元认知就像考完试再检查一遍，比较突出反省、监控等特点。培养元认知很大程度上是提倡学生证实认知冲突，而不是检验认知冲突。所有科学实验的目的是证实，证实是有探究意义的，而检验则是按步骤验证问题，两者有本质上的不同。

【案例三】在六年级下册《日食》一课中，需要学生进行模拟实验。在这个模拟实验中，很多教师会给学生交代模拟实验的注意事项、步骤等等。如果在知道基础操作后即放任学生自己模拟，学生会遇到很多困难，无法完成实验。需要交流所遇到的困难，对实验的方式进行修正后再试一试。学生的学习过程在整合的外部干预下，转变为下图。

这就是元认知的体现：先用自己的认知去尝试，发现不成功，审视之后再尝试新的方法；或者是已经得出了正确的结果，但还是会审视自己的认知是否正确。这样，通过元认知而得出的认知就会深深刻在学生脑海中。

综上所述，学生建立新认知是一个复杂的多维度的过程。每一个环节不仅仅需要教师综合考虑，制订适当的教学方案，为学生的学习做好铺垫，也对学生的思维、能力等有较高的要求。基于冲突、立于实践、以生为本，教师在尊重学生的同时，帮助整合，引领构建新认知，让学生走向更有效的学习。