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耗散结构理论认为当系统处于远离平衡的非稳态时，更加有利于信息量的输入，从而达到更为有序的状态.提高系统有序度的关键是系统的开放，只有不断地与外界进行物质、能量和信息的交流，系统才具有勃勃生机，才能不断完善.
创设矛盾情境能促使学生的思维系统远离平衡状态.而当学生的思维产生不平衡时，就会情不自禁地产生一种紧张的“内驱力”，促使大脑积极兴奋地活动，并自觉进入解决问题的思维通道，实现最佳的教学效果.
1 利用思维定势的负面效应创设矛盾情境
在教学时，教师经常希望学生能够做到“举一反三”“触类旁通”.但人的思维常常也会受某一固定模式的影响，形成思维定势.比如解完一道题， 若以后再遇到类似问题时， 往往就会使用以前的经验和办法.但问题往往是变化的， 产生问题的成因和条件也随之而变化，此物非彼物.如果受思维定势的影响不去考虑情境的变化，就会适得其反，出现差错，就会让人掉入问题的“陷阱”，这就是思维定势的负面效应.
学生往往不知道通过物理过程的分析去还原物理问题所依赖的模型，容易落入“陷井”. “非平衡是有序之源”，因此，教师可以有意地利用思维定势的负面效应，巧设“陷井”，制造“矛盾”，借此引导学生的思维进入非平衡状态，把教学调整到激发学生积极思维的“最佳发展高度上”.
例如，关于物体浮沉的“条件”，学生在日常生活存在思维定势，认为“重的物体下沉，轻的物体上浮”.为此教师采取如下形式：
师：请同学们观察一个实验，这是两个体积相等的铁块和木块（出示实物），它们谁重？（埋下伏笔）
生：铁块重.
师：现在我把它们浸没在水中，请同学们观察出现什么现象.（教师演示）
生：铁块下沉，木块上浮.
师：铁块为什么下沉，木块为什么上浮呢？（设疑）
生：因为铁块比木块重.（陷入知识圈套）
师：现在我再把它们浸没于水中.（演示）结果是木块上浮，而铁钉下沉.重的上浮而轻的下沉了.这是为什么呢？
生：（略加思考后回答）因为铁的密度比木材的密度大.
师：是不是密度大的物体一定下沉，密度小的物体一定上浮呢？请看，我把这个铁盒和木块放入水中（演示：二者都漂浮）.铁的密度大，为什么铁盒却不下沉呢？
上述实验说明，物体的浮沉既不决定于物质的密度，那么物体的浮沉究竟由什么决定的呢？当旧知识不能解决呈现在眼前的新问题时，好奇心、求知欲使得学生的思维系统有效达到非平衡状态，就会情不自禁地产生一种紧张的“内驱力”， 促使大脑积极兴奋地活动.学生的认知随着矛盾的解决从而进入更高的有序状态.显而易见，学习新知识，这样曲折的“过程”，要远远胜过那种直接的“端出”.
2 适时展示实验事实创设矛盾情境
苏霍姆林斯基说过：“在人的心灵深处，总有一种把自己看作发现者、研究者和探索者的固有需要，这种需要在儿童的精神世界中尤其强烈.”实验的直观性、新奇性往往能使矛盾直露，学生的感受也最为直接.实验中引发的矛盾，往往能使学生产生意料之外的直觉，能迅速打破思维系统的平衡状态.
在电功率的复习教学中，为了说明灯泡的亮暗是由什么决定的.可做如下两个实验：
实验一，标有“220 V 100 W”和 “220 V 40 W”的甲乙两灯，并联后接到220 V的电路中，发光较亮的是哪一盏灯泡？如果串联后接到220 V的电路中，发光较亮的是哪一盏灯泡？
实验二，有三盏电灯，L1标有“220 V 25 W”，L2标有“110 V 40 W”，L3标有“36 V 60 W”，则三盏电灯都正常发光时发光最亮的是哪一盏灯泡（通过可调变压器提供电源）？
实验结果显示，第一个实验并联是100 W比40 W要亮而串联后40 W比100 W亮，第二个实验“36 V 60 W” 最亮.这就与学生原有的认知（功率越大越亮，电压越高越亮）产生了矛盾冲突.
此时，教师设问：灯泡的亮暗究竟由什么决定？学生就会进入了一种矛盾情境状态，思维便开始处于一种强烈的非平衡状态，它自然而然地激起学生的深度反思，去寻找产生矛盾的根本原因.这样的层层推进，这样的从现象到本质，使得学生的思维系统在远离非平衡状态之后达到更高的有序状态.
3 制造认知矛盾创设矛盾情境
认知心理学认为，人类在认知的过程中，会出现现象与已有知识相矛盾的情况，日常概念与科学概念的矛盾，直觉、常识与客观事实的矛盾等.而这些矛盾使学生思维远离原有平衡的状态，产生认知矛盾，从而激起他们探究的兴趣和学习的愿望.在教学中，笔者充分利用这一理论，创设矛盾情境，让学生形成“认知矛盾”，制造新的不平衡，实现从有序到无序的转变.
在学习了“影响电阻大小的因素”这一知识后，笔者提出下列问题：一只普通的灯泡（出示），上面标有“220 V 100 W”字样，这表示什么意思？如何利用它来计算电阻？学生通过额定电压和额定功率P=U2/R计算电阻为484 Ω. 再问学生，要测量电阻，通常情况下用什么方法？学生回答伏安法.教师利用伏安法演示实验，直接测出灯泡电压和电流，根据欧姆定律R=U/I，电阻值是48 Ω左右.结果完全出乎于学生的意料之外，与定律发生了矛盾， 学生的好奇、议论、猜测油然而生.这时教师利用学生的预期和事实产生的矛盾的巨大刺激，引导学生分析是什么原因导致如此巨大的差异，从而使他们形成新的有序结构，构建完整的知识结构.
4 体验反生活事件创设矛盾情境
在生活中，学生已经接触到许多与科学有关的生活事件，形成了科学学习的前概念和相应的认知结构，其中有许多与自己前概念和认知结构相矛盾的体验和相应的问题.恰到好处地让学生体验反生活事件，诱导学生进入思维的不平衡状态，促使学生主动探究新知识，实现认识的飞跃.
一天，当时世界上最大的远洋轮船——“奥林匹克”号正在大海上航行，在离它100米远的地方，有一艘比它小得多的巡洋舰“豪克”号与它平行地疾驶着.可是却发生了一件意外的事情：小船好像被大船吸了去似的，一点也不服从舵手的操纵，竟一个劲地向“奥林匹克”号冲去.最后，“豪克”号的船头撞在“奥林匹克”号的船舷上，把“奥林匹克”号撞了个大洞.学生的好奇之火被点燃，平衡的思维系统立刻被打破，达到更高层次的非平衡状态，这就激起了他们非弄清楚而后快的学习热情.
一位教育家曾说过：教学法一旦触及学生的情绪和意志领域，触及学生的精神需要，这种教学法就能发挥高度有效的作用.创设矛盾情境是一种课堂教学的艺术，当然所创设的矛盾情境中蕴含的知识内容必须符合学生的认知发展水平.只有在这种教学情境的引领下，学生才有可能通过探究等活动实现最大限度的思维系统开放，打破原有的平衡状态，完成知识的意义建构和不断的自我发展，从而实现最佳的教学效果.
创设矛盾情境能促使学生的思维系统远离平衡状态.而当学生的思维产生不平衡时，就会情不自禁地产生一种紧张的“内驱力”，促使大脑积极兴奋地活动，并自觉进入解决问题的思维通道，实现最佳的教学效果.
1 利用思维定势的负面效应创设矛盾情境
在教学时，教师经常希望学生能够做到“举一反三”“触类旁通”.但人的思维常常也会受某一固定模式的影响，形成思维定势.比如解完一道题， 若以后再遇到类似问题时， 往往就会使用以前的经验和办法.但问题往往是变化的， 产生问题的成因和条件也随之而变化，此物非彼物.如果受思维定势的影响不去考虑情境的变化，就会适得其反，出现差错，就会让人掉入问题的“陷阱”，这就是思维定势的负面效应.
学生往往不知道通过物理过程的分析去还原物理问题所依赖的模型，容易落入“陷井”. “非平衡是有序之源”，因此，教师可以有意地利用思维定势的负面效应，巧设“陷井”，制造“矛盾”，借此引导学生的思维进入非平衡状态，把教学调整到激发学生积极思维的“最佳发展高度上”.
例如，关于物体浮沉的“条件”，学生在日常生活存在思维定势，认为“重的物体下沉，轻的物体上浮”.为此教师采取如下形式：
师：请同学们观察一个实验，这是两个体积相等的铁块和木块（出示实物），它们谁重？（埋下伏笔）
生：铁块重.
师：现在我把它们浸没在水中，请同学们观察出现什么现象.（教师演示）
生：铁块下沉，木块上浮.
师：铁块为什么下沉，木块为什么上浮呢？（设疑）
生：因为铁块比木块重.（陷入知识圈套）
师：现在我再把它们浸没于水中.（演示）结果是木块上浮，而铁钉下沉.重的上浮而轻的下沉了.这是为什么呢？
生：（略加思考后回答）因为铁的密度比木材的密度大.
师：是不是密度大的物体一定下沉，密度小的物体一定上浮呢？请看，我把这个铁盒和木块放入水中（演示：二者都漂浮）.铁的密度大，为什么铁盒却不下沉呢？
上述实验说明，物体的浮沉既不决定于物质的密度，那么物体的浮沉究竟由什么决定的呢？当旧知识不能解决呈现在眼前的新问题时，好奇心、求知欲使得学生的思维系统有效达到非平衡状态，就会情不自禁地产生一种紧张的“内驱力”， 促使大脑积极兴奋地活动.学生的认知随着矛盾的解决从而进入更高的有序状态.显而易见，学习新知识，这样曲折的“过程”，要远远胜过那种直接的“端出”.
2 适时展示实验事实创设矛盾情境
苏霍姆林斯基说过：“在人的心灵深处，总有一种把自己看作发现者、研究者和探索者的固有需要，这种需要在儿童的精神世界中尤其强烈.”实验的直观性、新奇性往往能使矛盾直露，学生的感受也最为直接.实验中引发的矛盾，往往能使学生产生意料之外的直觉，能迅速打破思维系统的平衡状态.
在电功率的复习教学中，为了说明灯泡的亮暗是由什么决定的.可做如下两个实验：
实验一，标有“220 V 100 W”和 “220 V 40 W”的甲乙两灯，并联后接到220 V的电路中，发光较亮的是哪一盏灯泡？如果串联后接到220 V的电路中，发光较亮的是哪一盏灯泡？
实验二，有三盏电灯，L1标有“220 V 25 W”，L2标有“110 V 40 W”，L3标有“36 V 60 W”，则三盏电灯都正常发光时发光最亮的是哪一盏灯泡（通过可调变压器提供电源）？
实验结果显示，第一个实验并联是100 W比40 W要亮而串联后40 W比100 W亮，第二个实验“36 V 60 W” 最亮.这就与学生原有的认知（功率越大越亮，电压越高越亮）产生了矛盾冲突.
此时，教师设问：灯泡的亮暗究竟由什么决定？学生就会进入了一种矛盾情境状态，思维便开始处于一种强烈的非平衡状态，它自然而然地激起学生的深度反思，去寻找产生矛盾的根本原因.这样的层层推进，这样的从现象到本质，使得学生的思维系统在远离非平衡状态之后达到更高的有序状态.
3 制造认知矛盾创设矛盾情境
认知心理学认为，人类在认知的过程中，会出现现象与已有知识相矛盾的情况，日常概念与科学概念的矛盾，直觉、常识与客观事实的矛盾等.而这些矛盾使学生思维远离原有平衡的状态，产生认知矛盾，从而激起他们探究的兴趣和学习的愿望.在教学中，笔者充分利用这一理论，创设矛盾情境，让学生形成“认知矛盾”，制造新的不平衡，实现从有序到无序的转变.
在学习了“影响电阻大小的因素”这一知识后，笔者提出下列问题：一只普通的灯泡（出示），上面标有“220 V 100 W”字样，这表示什么意思？如何利用它来计算电阻？学生通过额定电压和额定功率P=U2/R计算电阻为484 Ω. 再问学生，要测量电阻，通常情况下用什么方法？学生回答伏安法.教师利用伏安法演示实验，直接测出灯泡电压和电流，根据欧姆定律R=U/I，电阻值是48 Ω左右.结果完全出乎于学生的意料之外，与定律发生了矛盾， 学生的好奇、议论、猜测油然而生.这时教师利用学生的预期和事实产生的矛盾的巨大刺激，引导学生分析是什么原因导致如此巨大的差异，从而使他们形成新的有序结构，构建完整的知识结构.
4 体验反生活事件创设矛盾情境
在生活中，学生已经接触到许多与科学有关的生活事件，形成了科学学习的前概念和相应的认知结构，其中有许多与自己前概念和认知结构相矛盾的体验和相应的问题.恰到好处地让学生体验反生活事件，诱导学生进入思维的不平衡状态，促使学生主动探究新知识，实现认识的飞跃.
一天，当时世界上最大的远洋轮船——“奥林匹克”号正在大海上航行，在离它100米远的地方，有一艘比它小得多的巡洋舰“豪克”号与它平行地疾驶着.可是却发生了一件意外的事情：小船好像被大船吸了去似的，一点也不服从舵手的操纵，竟一个劲地向“奥林匹克”号冲去.最后，“豪克”号的船头撞在“奥林匹克”号的船舷上，把“奥林匹克”号撞了个大洞.学生的好奇之火被点燃，平衡的思维系统立刻被打破，达到更高层次的非平衡状态，这就激起了他们非弄清楚而后快的学习热情.
一位教育家曾说过：教学法一旦触及学生的情绪和意志领域，触及学生的精神需要，这种教学法就能发挥高度有效的作用.创设矛盾情境是一种课堂教学的艺术，当然所创设的矛盾情境中蕴含的知识内容必须符合学生的认知发展水平.只有在这种教学情境的引领下，学生才有可能通过探究等活动实现最大限度的思维系统开放，打破原有的平衡状态，完成知识的意义建构和不断的自我发展，从而实现最佳的教学效果.