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认知策略冲突在初中科学概念教学的应用研究

作者: 发布时间:2020-01-20 12:26:53 阅读: 31 次

[摘要] 概念是初中学科知识中的系统元素。科学概念的建立是解决教学问题的前提,学生在运用科学概念进行推理、判断过程中要得出正确的结论,首先要正确地掌握概念、理解概念。因此,概念在初中教学体系中有不容忽视的地位。初中学生在认知上的特点已经有相当的明确性,因此如何依据学生的认知冲突在科学概念教学中取得良好效果,是每一位初中教师力求达到的良好教学效果。本文主要论述在初中科学概念教学中关于认知策略冲突的应用。

[关键字]认知冲突;科学概念;认知策略;应用

众所周知,初中科学概念教学中,充分抓住学生的心理认知特点,运用认知策略在科学概念教学中发挥效用,这样的教学模式一定能够给概念的传授与运用带来新的亮点。那么在介绍这一教学研究之前,本文先为大家引入两个相关的概念。

有关概念介绍

(一)科学概念是构成科学知识的重要内容,是课程学习的基本单位。初中科学概念就是构成初中各门科学知识的精髓与基本单位,也作为学生理解和掌握有关科学规律和理论的基础。掌握概念才能更好地掌握和理解知识,它教学的一个重要任务就是确定正确的认识,帮助完成概念结构,丰富不够完整的概念;纠正已有的错误的认识,帮助学生重新建构新的概念。

(二)认知冲突是指人的原有概念(或认知结构)与现实情境不相符时在心理上所产生的矛盾或对立,学生的原有认知结构与所学新知识之间不能包容时产生的一种矛盾,学生在学习新知识之前,头脑中并非一片空白,而是具有了形形色色的原有认知结构,在学习新知识时,他们总是试图以这种原有的认知结构来同化对新知识的理解,当遇到不能解释的新现象时,就会产生认知冲突,在教学中如果教师适当引发认知冲突,在很大程度上能激发学生的学习兴趣。

科学概念教学存在的问题

目前,科学概念教学中主要存在以下问题:

,当前,概念的教学过程过于强调科学概念的知识本位,教师在引入概念时没有让学生通过足够的感性认识去概括概念的本质,往往采用一个定义,几项注意的方式。但对学生来说,他们只是机械的记住了概念的内容或者相关的公式,其次,是概念的混淆,抓不住概念的本质,对后续的学习造成很大的障碍。

第二,有些教师概念教学很多时候是通过记忆和大量的练习来强化科学概念,虽加快了教学进度,但加重了学生的负担和教师的批阅负担,也与培养学生分析、比较、概括、抽象、推理等一系列思维能力的要求相去甚远。

第三,有些教师也注重通过学生的探究活动来提高学生的感性认识,但教师的课堂活动组织不到位,没有设置一些有意义的活动和有引发学生认知冲突的问题,使学生没有深刻理解概念的本质。

认知策略冲突在初中科学概念教学的应用

概念形成的心理过程大致可划分以下几个步骤:(1)识别不同事例;(2)从一类事例中抽出共性;(3)将这种共性与记忆中的观念相联系;(4)同已知的其他概念分化;(5)将本质属性一般化;(6)下定义。

概念的形成实质上可以概括为两个阶段:从完整的表象蒸发为抽象的规定;使抽象的规定在思维过程中导致具体的再现。教师在概念教学中要把握的也就是这两个阶段的基本要求;如何让学生产生完整的表象,并从中抽象出概念的内涵,以及如何使概念成为思维的具体。学生的概念学习,实际上是概念获得的过程,它要在教师指导下,按规定的目标进行。因此,教师如何在概念教学过程中充分发挥学生的认知冲突策略?

认知冲突策略要求教师在教学时,教师头脑中一定要清晰、正确的理解该概念及本质。教师还要了解学生的前概念,从而了解学生头脑中存在的错误观念和容易出现的片面认识。然后设计合适的教学活动与内容来制造冲突和解决冲突,来促进有意义的学习。

(一)、利用个别交谈和小组合作,全面了解学生的前概念

要转变学生的前概念,首先要了解学生有什么样的前概念。要想很好地了解学生的前概念,就要对学生前概念进行调查。不同学生对同一事件、同一问题有不同的认识,课堂上应提供给学生充分表达的机会,可通过小组合作学习让学生得以充分表达和讨论。如上七年级下第二章《运动和力》中第7节《牛顿定律》前,许多学生因生活经验认为力是物体运动的原因。因此在课堂的开始,要求学生以小组合作的方式讨论“力和运动的关系”,然后小组汇报。小组汇报的过程中,很多学生认为力是物体运动的原因,少部分学生认为物体不受力也能运动。学生之间和小组之间都有一些不同的意见,认知冲突由此产生。教师要求学生继续小组合作讨论,用生活中的例子或用桌上器材设计实验来证明自己的观点。学生在桌子上铺了毛巾和没铺毛巾,看用力推小车,小车滑行的情况。学生发现,小车离开手之后,没有受到手的推力,继续滑行,说明物体的运动不需力来维持。通过这样的交流,结果很精彩,大多数学生都在交流之前就认识到了自身前概念的不足。

(二)、利用科学实验,制造认知冲突

  科学实验所展示的神奇变化与直观鲜明的现象是学生对科学产生兴趣的主要来源,能激发学生前后认知冲突,使学生较快进入学习情境。如让学生理解饱和溶液概念中“在一定温度下,在一定量的溶剂中、不能继续溶液某种溶质”这三个前提条件,我设计了以下三个活动:

活动一:在一定量的水中,固体物质能否无限量的溶解?通过将硝酸钾固体放入一定量水中的实验探究,学生得到了:一定量的水中,固体物体不能无限量的溶解。学生初步了解不能继续溶解某种溶质的溶液叫做饱和溶液

活动二:如何使没有溶解的硝酸钾固体溶解掉呢?学生通过讨论和实验,知道改变温度和溶剂的量可以使溶液的饱和状态发生变化。通过亲历实验活动二,学生就能深刻理解:要想使一份溶液保持饱和状态,必须使温度和溶剂的量保持不变。 

 活动三:一种溶质的饱和溶液还能溶解其他溶质吗?学生自以为已经掌握了饱和溶液的概念之后,教师继续设计问题:氯化钠的饱和溶液还能继续溶解氯化钠吗?学生通过上述探究肯定都知道不能。老师继续发问:那还能不能继续溶解其他溶质呢?给学生造成认知冲突,使学生迫切地进入活动三的过程:向氯化钠的饱和溶液中继续加入高锰酸钾固体,发现溶液变成了紫红色,说明氯化钠的饱和溶液中还能继续溶解其他溶质。

最后引导学生将三个活动的结论分析总结,使学生自己总结出饱和溶液的概念。

(三)、创设矛盾情境激发认知冲突

科学教学必须通过创设科学情境把学生引入科学的世界。创设一个适合探究的矛盾情境,就能激发学生的好奇心和探究欲望。所以,要充分利用和发掘教材以及学生活动中的矛盾因素,把学生置于矛盾氛围之中,使学生产生解决矛盾的迫切需要,从而激起认知冲突。

(四)、强化变式训练,让学生反复运用新的科学概念

我们要求概念的练习课要有目的性、针对性、层次性、趣味性。重视相近相似、易错易混的对比练习,相关概念结合练,易混概念对比练,新概念要及时练,重点概念反复练、反馈举例、推理判断、尝试错误、变换叙述、整理归纳。既注意概念的巩固,又重视了思维能力的培养。

(五)利用实际举例,引起学生认知冲突,分析概念的含义,了解其本质

在形成概念的抽象规定前,主要是为了让学生获得概念的内涵,所出现的实际例子中的一些与概念本质无关的性质,会对概念的建立起着心理干扰作用,因此,在这一阶段教师的教学上注意降低干扰,能使概念清楚体现,不至于被细节迷惑。也就是上述环节。而当概念建立起来后,又要让学生从较难的实例中分离出概念本质。通过举例促使把抽象的定义和具体实例有机结合起来,歧义可以消除,片面性可以克服,从而加深理解概念。

(六)、创设各种情境,引发学生的认知冲突,完善概念的形成过程

教学的过程应当是一个不断提出问题和解决问题的过程,因此,无论是在教学的整个过程中,还是在教学的某些环节上,教师都应十分重视问题情境的创设。在初中教学中,创设有效的问题情境是完成教学过程的有效方式,因为问题是数学的心脏,是思维发展的方向和动力。在教学中,要积极创设生动、有趣、贴近生活实际的问题情境,让学生亲身经历活动过程,充分调动学生学习的主动性、积极性,使他们主动的获取知识、发展思维,使学生更加喜欢本学科内容。

(七)、利用习题,引起学生认知冲突,抓住概念间的联系与区别

概念不是孤立的,存在着横关系与纵关系,横关系多表现在并列关系,则应利用对原有概念的理解,区分易混淆的概念。纵关系多表现在从属关系,启发学生进行系统归纳,能让学生明确概念的联系与区别。教学离不开解题,在教学过程中引导学生正确灵活地运用数学概念解题,是培养学生解题技能的一个有效途径,如通过基本概念的正用、反用、变用等,培养学生计算、变形等基本技能。因此,教师应该多给学习提供练习的机会,提高学生灵活应用概念的能力。

以上关于科学概念教学的各个环节,是本人在教学实践中总结出来的一点体会,在教学中根据不同概念特点适当运用,学生对概念的掌握就比较牢固,为学生今后进一步学习知识打下扎实的基础。

参考文献:

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[2] 王仲春.数学思维与数学方法论[M].北京:高等教育出版社,1989.

[3] 郭乐.浅谈初中数学数学概念与思维能力培养[J].上海:上海教育出版社,1997.

[4] 张卫红.数学教学方法与概念的关系[].山西教育研究,2000,(3).