[摘 要] 根據建構主義的認知沖突理論，精心設計若干電子課程實驗，使學生產生認知不平衡，激發其內在的學習動機，促進其知識結構的同化與順應，鞏固強化重點記憶，獲得良好的教學效果。

[關鍵詞] 認知沖突 電子課程 實驗教學 教學改革

教改項目：電子類專業產學研結合創新教學體系的建立與實踐 批準號：YDJG11-20

在學習運算放大器時，由于運放的國際國標符號只有同相、反相輸入端和輸出端，且當今作實驗時，使用的試驗箱也隱含接好了電源，只預留了輸入輸出端，盡管學習運放實際芯片和電路時，提到運放的重要組成：正負電源管腳。但對于學生來講，90%以上漠視電源的存在。因此在電子綜合設計時，就會出現一些怪現象，有不少同學來質疑，電路原理上完全正確，實際卻無法正常工作，經檢查發現，運放電源都沒接的同學比比皆是。同理，忽視反相比例電路的線性工作區也受制于電源的同學也大有人在。如何使同學從這些錯誤的觀念和印象中轉變過來呢？

建構主義學習理論強調：知識不是放之各種情境皆準的教條，而是處于不斷發展之中，在不同情境中，它們需要被重新建構；學習者不是空著腦袋走進教室，在以往的學習生活中，他們已經形成了自己對各種現象的理解和看法。[1]

認知沖突是個體已有觀點與新問題情境相互矛盾而產生的一種心理不平衡。當個體不能通過同化的方式處理面臨的刺激情境或問題情境時，認知沖突就出現了。為了消除這種不平衡，個體必須改變或擴大原始的認知結構來適應新的情境，從而達到新的平衡。[2]

在教學中，若能精心設計新舊知識沖突情景，展現原有認知結構與新知識之間無法包容的矛盾，使同學產生“認知不平衡”的緊張感，就會激發其內在學習動機，引起求知欲和好奇心，并促進其認知結構的同化與順應。一旦學生的問題得到了解答，認知不平衡引起的緊張感就會解除，由此帶來的輕松、愉悅和滿足的情緒體驗會對認知起到強化作用，使學習動機穩固，學生才能真正充當起學習主體的角色，提高學習效果。[3]

根據上述理論，精心設計教學流程，可以引發并解決認知沖突，從而強化教學效果。

1.運算放大器反相比例電路實驗

在反相比例電路實驗中，同學望文生義也知道，輸出是和輸入按一定比例產生的，例如給定比例系數為2，電源電壓為12V，如果輸入分別為±1V、±2V和±4V，那么輸出應該分別是±2V、±4V和±8V。設計增加±6V和±8V兩組數據，當其測量到6V一組數據時，結果只有10~11V左右，同學一般解釋為由測量誤差導致，當測量到8V一組數據時，結果仍然只有10~11V左右，此時，同學才感覺到確實有問題發生了，從而產生認知的不平衡和緊張，并引起其好奇心和求知欲，急切想知道到底是怎么回事。當解釋是由于電源的存在，已超出其線性工作區域，進入飽和區。學生恍然大悟，獲得深刻記憶，當再次遇到運放時，電源作用馬上浮現于腦海，而不再會感覺不到電源存在。從而鞏固強化了教學效果。注意，此次實驗設計上必須有兩組超線性工作區域數據，否則難以獲得良好的效果。

同理，對于一階線性系統穩定性實驗，也可以采用同樣的方法。

2.一階系統頻率特性的Multisim仿真實驗

在自動控制原理學習時，會反復使用角頻率ω的概念，而較少使用頻率f。盡管強調二者之間的差別，不少同學仍然會混淆。設計一階系統頻率特性的Multisim仿真實驗，構建好系統后，學生可以比較輕松地計算出轉折角頻率，而仿真實驗中的頻率計測量出的頻率數值卻總和理論計算的轉折角頻率相差6~7倍左右，學生反復檢查和思索后仍不得要領，此時，一語道破天機，角頻率和頻率的差別不正好是2π倍嗎？使學生難以忘懷！

通過上述系列實驗教學改革探索，緊扣學習過程，利用認知沖突的不平衡感，精心設計實驗，強化學習動機。破除學生的舊有錯誤觀點，建構其認識圖譜上的缺失一環，使其更牢固地掌握所學知識內容。

同時，在設計教學實驗時，也必須注意到，認知沖突前的步驟不能過于繁瑣、復雜或困難，否則不能獲得沖突前后強烈對比的效果，也就難以提高實際的教學效果。

參考文獻：

[1]馮忠良，伍新春，姚梅林等.教育心理學[M].人民教育出版社，2000.12:124-169.

[2]丁偉.基于“認知沖突”的化學知識建構[J].上海教育科研，2009（9）:93-95.

[3]黃敏.創設沖突情境 營造知識建構契機[J].生物學教學，1999，24(6):6-7.