根據(jù)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)創(chuàng)設(shè)物理教學(xué)情境

于樹軍

摘要：本文從三個(gè)方面論述了如何根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和發(fā)展規(guī)律創(chuàng)設(shè)物理教學(xué)情境，即充分分析學(xué)情、堅(jiān)持啟發(fā)式教學(xué)、讓學(xué)生明確教學(xué)活動(dòng)的目的。

關(guān)鍵詞： 認(rèn)知結(jié)構(gòu)；教學(xué)情境；啟發(fā)式

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148(2009)2(S)-0010-2

教的規(guī)律要遵循學(xué)的規(guī)律，教師的教學(xué)方法和手段只有順應(yīng)了學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和發(fā)展規(guī)律，才能有效創(chuàng)設(shè)課堂教學(xué)的最佳情境，收到良好的教學(xué)效果。在課堂教學(xué)中，教師要從學(xué)生的認(rèn)知水平和思維特點(diǎn)出發(fā)，努力創(chuàng)造符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律的課堂教學(xué)情境。創(chuàng)設(shè)要靠啟發(fā)來實(shí)現(xiàn)，啟發(fā)要以順應(yīng)為基礎(chǔ)。如何因勢利導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)設(shè)與順應(yīng)的統(tǒng)一，筆者認(rèn)為可以從以下三個(gè)方面進(jìn)行思考。

1 充分分析學(xué)情

在物理學(xué)的許多知識點(diǎn)上，學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的平衡由破壞再到新的平衡要承受較大的心理負(fù)荷。不少學(xué)生由于缺乏戰(zhàn)勝困難的信心而容易對物理失去興趣。減少學(xué)生心理負(fù)荷的辦法可以通過教學(xué)方法與學(xué)生的心理活動(dòng)的協(xié)調(diào)來實(shí)現(xiàn)。

傳統(tǒng)的教學(xué)方法基本上處于“教師給、學(xué)生收”的局面。要改變這種局面，首先要認(rèn)識到教是為了學(xué)，要重視分析學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，要善于把自己置于“學(xué)”的一方來思考問題。對一些難度較大的知識點(diǎn)，要分析學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能出現(xiàn)的困難和問題；怎樣設(shè)計(jì)教學(xué)程序更利于理解；采取什么方法更利于激發(fā)他們的主動(dòng)性，從而使教學(xué)主動(dòng)地順應(yīng)學(xué)生的認(rèn)識發(fā)展規(guī)律。

例如，初中物理中功的概念是一個(gè)難點(diǎn)。初中生頭腦中有“工作”、“功勞”的概念，容易認(rèn)為“用了力就一定做功”。因此，有些學(xué)生會(huì)認(rèn)為手提重物不動(dòng)或在水平地面上走動(dòng)時(shí)人累得滿頭大汗，人卻沒有對重物做功，這矛盾嗎?功的定義W=FS有什么意義?教師應(yīng)重視這種學(xué)生對功的概念的心理排斥現(xiàn)象，并且要有準(zhǔn)備地設(shè)計(jì)突破點(diǎn)。因此，必須向?qū)W生講清楚：(1)力學(xué)中的功所賦于的物理內(nèi)容是特定的，指作用在物體上的力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積，因而與平常所說的“工作”、“功勞”的意義不相同。(2)這樣定義功，可以把物體在力的作用下的機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律用一個(gè)簡單的形式來表述，因而功的定義是有意義的。

2 堅(jiān)持啟發(fā)式教學(xué)

良好的課堂教學(xué)情境應(yīng)該氣氛和諧，學(xué)生興趣濃厚，自信心強(qiáng)。這是一個(gè)復(fù)雜的、多層次、多要素的活動(dòng)過程。因此，創(chuàng)設(shè)情境的具體手段也應(yīng)是多方位、多樣化的，具體有下面三點(diǎn)：

（1）利用新授知識與原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的矛盾，建立新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

如教師在引入“物體的浮沉條件”一課時(shí)，針對學(xué)生原有的“木塊總是上浮的，金屬總是下沉的”認(rèn)識，采取以下提問方式創(chuàng)設(shè)情境。

教師：將一木塊和一個(gè)牙膏皮同時(shí)放人盛水的燒杯中。為什么木塊浮于水面，而牙膏皮卻沉下去了？

學(xué)生：牙膏皮是鋁做的，鋁是一種金屬。

教師：金屬總是下沉的，是嗎?

學(xué)生：是的。

教師：將牙膏皮折成船狀放在水中，牙膏皮卻是浮于水面的。

至此，學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)被破壞，處于一種“憤”、“悱”的心理狀態(tài)，這就形成了強(qiáng)烈的求知欲望，為進(jìn)一步討論物體的浮沉條件創(chuàng)設(shè)了情境。

再如，針對學(xué)生原有的“眼睛看到的東西一定真實(shí)存在”的錯(cuò)誤認(rèn)識，為了引導(dǎo)學(xué)生建立起“虛像是光線反向延長線的交點(diǎn)，看起來是‘實(shí)實(shí)在在的，其實(shí)是不存在的”的新認(rèn)識，采取了以下方法。

教師先指導(dǎo)學(xué)生做“蠟燭在水中燃燒”的實(shí)驗(yàn)。如圖1所示，把一塊透明玻璃直立在桌子上，在玻璃前方放一支蠟燭，后方放一個(gè)盛著水的大玻璃杯，讓玻璃杯與蠟燭對稱于玻璃面。點(diǎn)燃蠟燭后，讓學(xué)生從蠟燭一側(cè)向玻璃看去，會(huì)看到玻璃后邊有一蠟燭在水中燃燒。

看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與常理矛盾，這破壞了學(xué)生原有的錯(cuò)誤認(rèn)識，從而對“虛像”的正確概念確信無疑。

（2）運(yùn)用原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行拓展，向新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)自然過渡。

認(rèn)知結(jié)構(gòu)的發(fā)展總是承前啟后，循序漸進(jìn)的。教師要善于在適當(dāng)?shù)那榫诚峦卣箤W(xué)生原有的知識，形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。這樣從已知到未知，可以減輕學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的心理負(fù)荷。例如初中物理《熱機(jī)》這節(jié)課，可以利用學(xué)生熟悉的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展，有助于學(xué)生獲得新知。

實(shí)驗(yàn)：在洗凈的“雪碧”塑料瓶中滴入少許酒精，塞上橡皮塞，如圖2所示。用電子點(diǎn)火槍在瓶中點(diǎn)火，酒精與空氣的混合氣體燃燒爆炸，瓶塞“砰”的一聲打到教室天花板上。

討論：該現(xiàn)象發(fā)生的原因是什么？整個(gè)過程中的能量是怎樣轉(zhuǎn)化的?

拓展：把實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ拖蚱蜋C(jī)模型轉(zhuǎn)換。如果以活塞代替瓶塞，塑料瓶改為光滑金屬缸，以活塞推動(dòng)曲軸、飛輪，這樣就利用了活塞機(jī)械運(yùn)動(dòng)的能量。那是否有辦法讓這個(gè)過程反復(fù)進(jìn)行?怎樣排出廢氣并讓燃料和空氣重新混合？通過教師點(diǎn)撥、學(xué)生討論，逐步形成汽油機(jī)的模型。在此基礎(chǔ)上，教師再利用掛圖和實(shí)物模型來講解，學(xué)生便能始終處于積極思維的狀態(tài)。

（3）善于把學(xué)生引向主體地位，使他們主動(dòng)積極地形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

教師應(yīng)順應(yīng)學(xué)生的思維規(guī)律，創(chuàng)造條件，讓學(xué)生在具體分析和解決問題的過程中，有充分表現(xiàn)的機(jī)會(huì)。在這種情形下，我們才能有針對性地啟發(fā)引導(dǎo)，達(dá)到教學(xué)目的。

以初中物理《焦耳定律》一課為例，在學(xué)生已經(jīng)知道電流通過導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生熱量，電流做功可以把電能轉(zhuǎn)變成熱能后，教學(xué)中教師可以不急于做演示實(shí)驗(yàn)和把結(jié)論告訴學(xué)生。這時(shí)可以提出“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少可能與哪些因素有關(guān)？”的問題讓學(xué)生展開討論。學(xué)生圍繞與電流強(qiáng)度有關(guān)的物理量，說出了電流強(qiáng)度、電壓、電阻以及通電時(shí)間等。教師引導(dǎo)學(xué)生分析判斷幾個(gè)相互獨(dú)立的有關(guān)量后，又提問：“這幾個(gè)物理量的大小與電熱的多少有什么關(guān)系?”讓學(xué)生猜想、討論，形成比較一致的結(jié)論后，教師提出可以用實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)，同時(shí)向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)器材讓學(xué)生思考能否利用這些器材來驗(yàn)證自己的結(jié)論，并由學(xué)生提出實(shí)驗(yàn)方案。最后師生共同進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，得出結(jié)論。

以上教學(xué)過程，采用了不斷提出問題的方式，引導(dǎo)學(xué)生猜想、推理、判斷、驗(yàn)證，這樣順應(yīng)了學(xué)生對問題的認(rèn)識發(fā)展規(guī)律。同時(shí)，通過不斷調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使學(xué)生形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過程更為主動(dòng)。

3 讓學(xué)生明確教學(xué)活動(dòng)的目的

教學(xué)的主要目的主要是為了塑造學(xué)生。一個(gè)教師應(yīng)該學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)最適應(yīng)學(xué)生實(shí)際情況的教學(xué)方案。這樣，教師的作用才可能得到有效的發(fā)揮。教學(xué)情境一旦脫離了教學(xué)目標(biāo)的指引，精彩的情境也只能是“花架子”。例如，某新教師在上《測定勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度》一課時(shí)，讓全班同學(xué)帶著鐘表到操場上活動(dòng)半個(gè)小時(shí)后再回到教室交流測量結(jié)果，有些同學(xué)竟不知測出的數(shù)據(jù)有什么用處。這樣一個(gè)生動(dòng)活潑的教學(xué)活動(dòng)卻并沒有收到預(yù)設(shè)的效果，原因之一是創(chuàng)設(shè)的情境沒有使學(xué)生明確活動(dòng)目的。因此，只有讓學(xué)生有目的地進(jìn)行活動(dòng)，才能實(shí)現(xiàn)動(dòng)機(jī)、情境、效果的統(tǒng)一。

良好的課堂教學(xué)情境，是教師與學(xué)生雙方共同努力創(chuàng)造而形成的，尤其需要教師在分析學(xué)情、鉆研教材的基礎(chǔ)上開展創(chuàng)造性的活動(dòng)。值得一提的是，教師還應(yīng)注意與學(xué)生進(jìn)行感情溝通。教學(xué)過程中教師面對的是生命個(gè)體，教學(xué)雙方需要交流與合作。因此，教師平時(shí)應(yīng)多與學(xué)生交流，多鼓勵(lì)他們，才能獲得學(xué)生的愛戴和信任。在這個(gè)過程中，教師又可以更深入地了解學(xué)生，這也是搞好課堂教學(xué)的前提條件之一。

(欄目編輯趙保鋼)