创设认知冲突优化地理课堂教学效果的应用与探索
著名心理学家皮亚杰说过：学习是从问题开始的。在课堂教学中创设认知冲突是一种教学策略，通过设置问题和提供相关背景，模拟解决实际问题的过程，以此激发学生的学习兴趣，促进学生知识体系的重构，从而实现优化课堂教学效果的目的。笔者在此结合多年教学实践，对创设认知冲突，优化课堂教学效果的应用进行初步探讨。
1 认知冲突的基本要义
在传统地理教学中，教师往往过于直接地把地理知识和原理呈现给学生，忽视了启发学生自主发现问题、提出问题的过程，往往使学生难以体会到问题的产生及解决的过程，对所学知识缺乏更深刻的理解，最终影响其学习能力的提高。认知冲突是学习过程中已建立的认知结构与当前面临的情境之间暂时的矛盾与冲突，是已有的知识和经验与新知识之间存在某种差距而导致的心理失衡。现代心理学研究表明，在课堂中设置认知冲突，可以提供真实的背景，模拟解决实际问题的过程，而在真实背景下解决实际问题的过程中必然存在矛盾与冲突。因此，在课堂教学中通过创设认知冲突，可以更好地引发教学契机，启发学生在解决认知冲突的过程中更多地思考和分析，从而提高课堂教学效果。
2 创设认知冲突对于优化课堂教学效果的作用机制
在教学实践中，学生的学习状态是提高课堂教学效果的关键，通过适时巧妙地创设认知冲突，可以提升学生的学习主体意识，激发学生的参与欲望，使其对学习内容产生企盼、渴知的心理状态，从而激发学生积极思维，并促进其知识体系的重构。
2.1 创设认知冲突提升学生学习主体意识
学习不应是被动接受而是学生主动形成认知结构的过程，其强调学习的主动性，强调学习者在已有认知结构的基础上独立思考的意识与能力。认知心理学家认为：人总有一种要保持其各种认知协调的倾向，保持自身态度与行为一致的动机。当学习者发现其不能用已有的知识去分析解决新的问题，或者发现新的知识与其原有的知识不一致时，就会产生认知失衡从而导致心理“紧张感”，为了消除这种不适感就会产生强烈的认知需求，在主动思考和寻求解决问题的过程中，学生的主体意识被强烈的激发。
2.2 创设认知冲突锤炼与拓展学生的思维能力
古语云：“学起于思，思源于疑”。疑问是思维的动力。在课堂教学中，通过创设认知冲突，设置一定的问题情境，把学习内容转化成能激发学生思维火花的有启示意义、有一定探究性和开放性的问题，使学生产生欲答不能欲罢不休的心理，激发学生积极思维；同时创设认知冲突能改变课堂教学气氛，使课堂教学过程变得有张有弛，在关键点上能使学生的警觉与知觉集中，明确学习任务、学习方向，凝聚思维焦点；并激发已有的知识与经验，选择与接受相关信息进行有目的的加工，从而使思维能力得以拓展。
2.3 创设认知冲突促进学生知识体系的持续重构
学习过程是学生主动建构知识体系的过程。按照皮亚杰的观点，学生的学习是“同化―顺应”的认知建构过程和“平衡―不平衡―新的平衡”的认知发展过程。在学习过程中，学生要获得认知结构的发展必须应用原有的知识经验认知结构去同化或吸收外部给予的信息和刺激，或通过外部刺激影响而重组改造原有的认知结构。在这个过程中，如果学生原有的认知结构与经验不能与新知识达成共识，即存在认知冲突，认知结构出现了不平衡状态，就会在心理上激起学生强烈的探索愿望和学习兴趣，促使学生积极自觉地解决认知冲突，促使他们的认知结构进行新的同化和顺应，以达到新的平衡。因此在教学中注意激发学生的认知冲突，有利于使学生的学习内驱力达到高峰，促进学生主动思维和不断总结，促进认知结构呈螺旋状上升的发展态势。
3 在地理课堂教学中创设认知冲突的主要应用策略
课堂教学要讲究教学契机。从认知冲突的形成过程来看，学生原有的知识或经验是教学中设置认知冲突的最好切入点，学生通过新信息与原有知识经验之间双向、反复的作用，重新建构起自己更加完备的知识体系。以下是笔者在实践教学中探索总结的创设认知冲突的几种主要应用策略。
3.1 在直觉经验与科学事实相悖处设置矛盾情景，创设认知冲突
知识源于生活，在进入课堂学习时学生的头脑中已经存在大量的生活经验，它们是学习地理知识、解决地理问题的基础，但有时其经验直觉可能是片面的、与科学概念相矛盾的。当事实的实际结果与其预期存在偏差甚至是相反时，往往能引起学习者强烈的求知欲望，思维火花在激烈碰撞中提高其学习效果。
例1：生活经验告诉我们中午太阳猛烈时人感觉会很热，一天当中太阳辐射最强烈的时间是正午12点，那正午12点是一天当中气温最高的时刻吗？相当一部分学生可能会回答：当然是，中午阳光最猛烈了。然后教师展示一天记录的气温变化数据，当看到气温记录表示一天最高气温出现在14点左右时，认知冲突产生了，很多学生都会问这是为什么？14点时太阳高度角比中午时变小了，也就是说太阳辐射不是直接导致气温上升的直接热源，那是什么因素影响了其结果？大气受热过程引起学生的强烈关注，进而引出大气逆辐射的保温作用。
例2：时差的学习是一个难点但又与我们的生活息息相关。日常生活中我们知道一对双胞胎兄弟，先出生的叫哥哥，后出生的叫弟弟，但如果出生证上写着哥哥的生日比弟弟的晚了一天，这是怎么回事呢？学生顿时陷入该情景当中，讨论着种种可能性，有人说这根本不可能。说有可能的学生猜测该双胞胎出生时应该是在飞机上，此时应该正在穿越日界线。教师适时肯定他们的猜测，进而启发学生讨论飞机是自东向西穿越日界线还是自西向东穿越日界线。学生在这样的生活问题情景中很快进入角色，在讨论争辩中对时区的划定、日界线的意义以及时刻、日期变化规律等问题都迎刃而解。 3.2 巧抓新旧知识衔接处，创设认知冲突
随着学生不断学习，知识累积越来越多，如果不能把握知识之间的联系，在新旧知识点的衔接处平稳过渡，学生很容易产生畏难甚至厌倦情绪，不但对学生知识量的储备造成影响，更不利于学生分析探究能力的培养。教师如能准确把握新知识的生长点，在新旧知识的衔接处设立疑问，利用新旧知识的矛盾冲突创设悬念，将促使学生对旧知识科学性、严密性的思考，激发学生积极探索新知识的欲望。
例1：季风的形成。
全球气压带风带分布是有规律的，为什么亚洲会形成随季节变化而变化的季风气候呢？难道亚洲地区不受全球气压带风带的影响？这是学生初接触季风知识时的普遍疑问。该知识点的学习关键是处理好与世界气压带与风带的形成、世界海陆分布状况等知识的衔接关系。
可以这样创设问题：（1）风形成的直接原因是什么？季风的概念是什么？（学生联系前面所学气压差造成空气的水平流动，进而根据季风概念知道两地气压状况随季节有所变化）（2）从海陆分布状况来看，最大的陆地与最大的大洋分布在哪里？（思考其海陆热力性质差异，学生可以从中了解为什么亚洲东部是世界上季风气候最显著的地区）（3）世界气压带与风带的形成只考虑了哪些因素？还有哪些因素是没有考虑在内？（这里引导学生考虑实际的海陆分布状况）（4）亚洲高压、印度低压分别出现在哪个季节，其形成原因是什么？它的存在切断了原来位置上的什么气压带？（结合2问3问，学生通过思考得出在全球气压带风带的形成背景下，由于海陆分布，海陆热力性质的不同，原来的气压带会被切割形成一个个高压区或低压区，由于有了气压的差异所以风就会流动，不同季节气压值不同风向也随之改变了。
例2：褶皱山的学习。
学生首先学习了内力作用对地表形态的塑造影响，岩层受挤压隆起形成背斜构造山岭地貌，岩层受挤压下凹部分形成向斜构造山谷地貌，地质构造与地貌都一目了然。在引入外力作用对地表形态的塑造时，教师先展示一幅景观图（背斜成谷，向斜成山），让学生先说说该地区地质构造与地貌的形成原因，这时认知冲突就出现了，学生难以用刚学会的知识解析岩层缺失、岩层下凹处竟然是突起的山岭这些事实。这时可以通过以下方式引导学生解决问题：（1）尝试补画一下岩层缺失部分？（2）缺失的原因可能是什么？（3）岩层下凹部分因为受挤压岩层结构有什么特征？（4）高处被侵蚀掉的部分被在什么地方堆积下来？通过一样一步步的思考，学生逐步理解了背斜因顶部受张力影响而易受侵蚀，向斜底部结构紧密不易受侵蚀而堆积成山的原因，理解了地表形态是受内外力的共同作用而形成的。
3.3 在原理的理解障碍处创设认知冲突
知其然不知其所以然的学习是无效的学习，因为学习者如果对地理事物的发生不了解其发生的原理，则对地理事物的认识是片面的甚至是错误的，其学习的结果也属于短期记忆，变通一下则无法迁移应用。
例1：学习“厄尔尼诺现象”。
播放太平洋赤道带东部海水异常升温情况以及当地的渔场、沿岸地区气候变化状况，然后播放太平洋西部的亚洲，大洋洲等地干旱异常，森林火灾频频发生的录像，对这些让人费解的事件往往引发学习者思维的激烈碰撞。学生的认知冲突建立。
为什么局部地区的海水温度变化会影响远在大洋彼岸大陆地区的气候呢？学生自然会思考海洋与大气之间必然存在关系，海水升温会导致该海水的大气作何运动变化？（上升还是下沉？）大气是循环的，此岸的气流运动会导致大洋彼岸的气流作何种变化？何种气流的运动状况与干旱有关系？学生在这样的引导下通过一个个问题的解答，逐渐了解到水与气之间的相互作用与影响，明白了“厄尔尼诺”是太平洋赤道带大范围内海洋和大气相互作用后失去平衡而产生的一种气候现象。我们还可以提出一个相近的问题情境让学生尝试推理一下这个现象的发生过程，以此巩固事物的发生原理，如提出：2008年中国雪灾现象异于异常，给我国带来巨大的生命财产损失，人们推测这可能与太平洋赤道带东部海水的什么变化有关呢？其发生原理是怎样的？
例2：学习气压带与风带的形成与分布。
赤道地区形成赤道低气压带，极地地区形成极地高气压带是学生容易掌握的一个知识点，学习者运用已掌握热力环流原理就能够解释，由于地表受热不均导致热胀冷缩，热地气流上升低空形成低气压区，而冷地气流收缩下沉形成高气压区。那是不是能够用这个原理解析其他地区形成的气压带情况呢？教师把问题抛给学生，让学生先自行判断，相当部分的同学会根据直觉经验判断副热带地区是形成低压区而副极地地区形成的是高压区，理由似乎很充分：热胀冷缩。然而事实的结果与他们的预期判断正好相反，为什么在副热带地区与副极地地区情况会与赤道与极地地区不同呢？气流的上升或下沉除了受热状况外还有什么原因呢？学生的注意力马上就被吸引过来了，此时是原理解说的最佳时机，高低气压区的形成是分热力原因与动力原因的，学生的认知结构得到进一步的改造与完善。
3.4 在规律探索与非规律表现不吻合处创设认知冲突
地理学科很重要的一个学习内容就是掌握地理客观事物规律。掌握规律可以帮助学生减少很多繁杂的记忆，能大幅度提高学习效率。但是，自然界当中往往存在着一些用一般规律原理解释不了的事物存在，需要我们仔细分析。
例：高中地理必修一第五章中“地带性分布规律”的学习。受太阳辐射、气压带风带的影响作用下，热带雨林带分布在赤道所经过的南北纬10°之间的地区，学生用这个规律能解释非洲刚果盆地、南美亚马逊平原、东南亚地区分布着面积广大的热带雨林。指导学生观看地图册，除了上述地区之外，还有没有哪些地方也存在热带雨林带呢？学生很快就发现了纬度已达15°以上的澳大利亚东北部以及非洲马达加斯加岛东侧、巴西东南沿海处也有热带雨林的分布。为什么会这样呢？学生无法用地处热带、终年太阳辐射强气流上升而高温多雨来解释。
教师可以用反推理的思维方法来引导学生思考问题：（1）热带雨林带对应的气候类型是什么？（学生马上联系世界气候与自然带分布示意图，得出其对应为热带雨林气候）（2）热带雨林气候的气候特征从哪两方面描述？（气温与降水是描述气候特征的最重要两个方面）（3）影响气温与降水的因素各有哪些？（充分调动以往所学知识）（4）纬度已达15°以上的上述地区为什么能达到如此的气温与降水要求？（结合当地地理位置、大气环流状况、地形洋流等学以致用）。学生在反推理的过程中，思维被充分的激发，与此关联的影响气候的各因素知识被灵活的应用于解释新知识，使原有的知识结构得以巩固与重构升级。
教学实践过程中创设认知冲突的主要目的就是为了激发学生的求知欲，激发起学生作为课堂学习主体应具有的状态，这种状态便于学生自主更新或建构新的知识体系，从而提高课堂教学效果。在地理课堂教学中，如何创设认知冲突，是一项技巧性和实践性很强的教学艺术，需要教师用心去思考和发掘；同时，不同层次的学生，其认知水平与思维方式具有差异性，需要教师平时更多地从学生实际的认知规律、知识经验等方面出发，巧设认知冲突，在课堂上创设教学最佳时机，促使学生更快捷更有效地提高学习效果。
