柯建伟
浙江省台州市温岭市大溪镇潘郎小学下陈校区 317525
【摘要】科学概念教学是小学科学教学活动中的重要组成部分。在教学中为了实现概念的转变和构建，教师往往会创设一定的教学情境，引发学生的认知冲突。本文聚焦如何巧妙地利用认知冲突，来激发学生的学习兴趣，从而更有效地指向探究活动的核心，通过对认知冲突的运用和解析，使学生对科学概念的建立更加准确。
【关键词】概念教学；认知冲突；策略
皮亚杰认知发展理论让我们了解到，个体的认知结构总是处在转换中，有时平衡有时不平衡，这种转换也是随时变化的。产生认知冲突，是这种转换与变化的契机，也是条件。
有关“摆长”的教学中，我们可以为学生创设一个宽松的情景教学，设置一定的教学情景引发学生的认知冲突，设置一些合适的“脚手架”，通过认知冲突的解决更加有效的建构“摆长”概念。
一、小学科学概念教学现状分析
1.存在问题：教科版五下第三章第七课《做一个钟摆》的科学概念是摆的摆动快慢与摆长有关。目前的有些教师对摆长这一概念直接定义为从摆绳到物体重心的长度，然后让学生死记硬背。把科学概念的掌握，直接理解成识记科学知识，增加学生的负担，违反培养学生科学素养的科学宗旨。
2.原因分析：
①对概念直接下定义能让大部分学生在最快的时间内掌握应试做题的技巧，分析出同一个摆，摆长越长，摆动越慢，摆长越短，摆动越快。
②第7课的实验在30厘米长的木条（或塑料棒）上固定一块金属圆片，要集齐全班做实验的金属圆片非常困难，用双面胶将金属圆片粘在木条上在实验中也很容易掉落，影响实验的探究，目前我们的配送材料中已经有20厘米钢尺和磁钉，非常方便。
二、巧用认知冲突构建“摆长”概念的教学实践
(一)导入认知冲突，激发学生学习兴趣
1.导入认知冲突
教学“摆长”概念前，学生们已经通过摆的研究，知道了摆的结构和影响摆因素的研究。摆的快慢和摆锤的重量无关，和摆绳的长短有关。摆绳越长，摆的速度越慢，摆绳越短，摆的速度越快。这是学生已有的前概念，也是他们对摆的初步认识。再提研究摆的速度，学生的兴趣就不会那么浓厚。然而摆绳不等同于摆长，在摆锤较长时，摆绳的长短就不准确了。为了建立摆长的概念，首先要否定摆绳不是摆长。
2、教学实证演示
课前游戏—找重心：用手指撑住20厘米钢尺，让尺子保持平衡。
师：同学们用手指撑住尺子不掉下来的这个点就叫重心。
学生可以用这个游戏体验到手指放在尺子中间能保持平衡，重心在尺子的中心，为后面摆长概念的教学做准备。
问题呈现：思考，相同的摆绳，不同长短的摆锤，摆的速度一样吗？哪个摆速度快？演示实验结果，长摆摆动慢，短摆摆动快。
设计意图，让学生了解，摆长不仅和摆绳有关，还与摆锤有关。建立摆锤越长，摆动越慢的初概念。
(二)强化认知冲突，指向探究活动核心
1.强化认知冲突：
上节课《摆的研究》中，学生们已经知道，摆的摆动快慢与摆锤重量无关，到底是不是真的无关呢？在第一个摆绳长短因素被否定的基础上，第二个认知冲突接踵而至，学生的思维再次受到强烈的刺激，活动却越发的指向探究的中心。
教学实证演示
师：如果在尺子的末端加一个重物，速度会改变吗？
生1：不会，因为上节课我们知道，摆动速度和重量无关。（暴露了他们把摆绳当成了摆长的模糊概念）
生2：会，重心会倾向重的一端。（觉得摆长不光是摆绳的长）
(三)解决认知冲突，实施具体实验探究
1.解决认知冲突：实验论证，找出内在关系。
学生对于摆的快慢影响因素的认识，从摆绳到摆锤的长短，再到摆锤重物的位置，不断的猜测，否定已有的认识，建立新的认知，然而真正的问题还没有解决，只有将摆长的概念提出，并理解。因此真正解决认知冲突，需要更进一步的实验探究的实施才能真正的实现。
2.教学实证演示
明确研究的问题：摆的末端加上重物，速度会不会改变？
小组讨论，如何做这个实验。
对比实验步骤：1、先测量15秒内没有加重物的摆的摆动次数，测3次；2、再把重物放在尺子末端，15秒内测量摆动次数，测3次。
师：实验结果和猜测一样吗？你发现了什么？
生1：结果和猜测不一样，加了重物摆动速度变慢。
师：为什么尺子末端加重物摆摆动速度变慢了呢？
生：重心偏向重物的位置，摆的速度和重心有关。
师：对，实际上，摆长指的是固定点到摆锤重心的位置，摆的速度和摆长有关。
（四）研讨认知冲突，运用新建科学概念1、研讨认知冲突：思考内在联系，直指核心概念。
通过以上教学探究活动，学生的头脑中已经建立“摆长”这个新的科学概念，并且学生已经能够建立摆长和摆的摆动快慢之间的关系，即：摆长越长，摆的速度越快，摆长越短，摆的速度越慢。学生用新的名词摆长去替代摆的速度影响因素与摆绳和摆锤的关系。那么认知冲突是否完全解决了呢？不尽然！在课堂实际中，仍然有学生认为摆长就是摆绳的长度。为了将学生的认知冲突放大，我又设计了这样的环节。
2、教学实证演示
利用实验单让学生把找到的摆长画出来，让摆长这个比较抽象的概念形象的展现在学生面前，通过生生比较的方式强化冲突。
大部分学生认为磁铁位置与摆长有关系，有些学生认为摆长是从固定点到环形磁铁的中心，有些认为是固定点到环形磁铁的上端，小部分学生认为摆长就是绳长，通过实验单，显示了学生们对摆长的不同理解。
对于学生的不同理解，先不急着解释，设计这一教学环节就是暴露学生对摆长的不同理解，等实验完成后，答案既然揭晓。
师：关于带有磁铁的摆，大家还想探究什么呢？
生：这三种磁铁位置不同的摆的摆动速度一样吗？
师：猜测，这三种摆的摆动速度一样吗？哪种最快，哪种最慢？
生1：不一样，磁铁在末端的摆动最快。
生2：一样。
小组讨论实验方案：1、已测磁铁放在尺子末端时摆动次数；2、测量磁铁放在尺子10厘米、20厘米处15秒内摆动次数。
学生分组实验，记录实验单。
实验记录单是让学生在实际操作和大量实际数据中找出磁铁位置与摆长的关系，摆长与摆动快慢的关系。
通过实验学生发现，磁铁和摆长是有关系的：磁铁离固定点越远，摆长越长，摆动越慢。
从实验中发现，摆动次数不同，磁铁放10厘米处摆动最快，放20厘米处摆动最慢。
师：为什么同一个摆，磁铁的位置不同，相同时间内摆动次数不同？
生：磁铁的位置改变了重心的位置，磁铁下移，重心下移，摆长变长，摆动速度变慢。
师：不改变摆绳和摆锤，如果想让摆摆得快一些，怎么办？
生：把磁铁往上移。
拓展：根据已有的数据，小组设计做一个一分钟摆60次的摆。
三、巧用认知冲突构建“摆长”概念的教学思考
总的来说，日常生活中不能经历到的，或日常生活中意想不到的新现象，在教学过程中呈现的，引发认知冲突，能引发学生之间相互辩论的话题、观点，有助于促进学生的转变原观点概。我们也发现，《概念转变的科学教学》一书中明确提出提供能引起认知冲突的观察材料，人为地设置学习障碍；提出过渡性的中心问题，制造矛盾，激化冲突；让学生尝试解释矛盾事件，引起概念冲突。由此可见，巧妙地利用认知冲突可以让学生的认知兴趣得以维持，让学生的思维状态得以保持，让科学课堂上的学习高潮得以呈现，科学概念的教学不再如没有涟漪的死水一般平淡无奇。
参考文献：
[1]科学（3～6年级）课程标准.[M].2002
[2]让.皮亚杰.教育科学与儿童心理学.[M]文化教育出版社.1981
[3]蔡铁全.概念转变的科学教学.[M].教育科学出版社出版.2009.3