拋認(rèn)知沖突式“錨”探物理概念的“髓”

陳昊　劉偉華

摘 要：拋錨式教學(xué)是要求學(xué)生在實際情境中去感受和體驗問題，而不是聽這種經(jīng)驗的間接介紹和講解的教學(xué)方法。根據(jù)“錨”的內(nèi)容與引導(dǎo)方式不同，拋錨式教學(xué)法分為認(rèn)知沖突式、實景探究式、角色體驗式三種課型。其中，認(rèn)知沖突是指學(xué)習(xí)者原有概念與現(xiàn)實情境不符時產(chǎn)生的沖突，沖突的結(jié)果是重新構(gòu)建新的知識體系。本文以“壓強(qiáng)”一節(jié)課為例，說明認(rèn)知沖突式課型的教法。

關(guān)鍵詞：拋錨式；“壓強(qiáng)”；鑲嵌式問題；教學(xué)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）11-0031-3

拋錨式教學(xué)是在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論下發(fā)展起來的一種探究式教學(xué)模式。該教學(xué)模式主要是“使學(xué)生在一個完整、真實的問題背景中，產(chǎn)生學(xué)習(xí)的需要，并通過鑲嵌式教學(xué)以及學(xué)習(xí)共同體中成員間的互動、交流，合作學(xué)習(xí)，憑借自己的主動學(xué)習(xí)、生成學(xué)習(xí)，親身體驗從識別目標(biāo)到提出并達(dá)到目標(biāo)的全過程?！痹诮虒W(xué)中要創(chuàng)設(shè)鼓勵學(xué)生積極地參與建構(gòu)有趣的、真實的情境。而確定這類真實事件或問題被形象地比喻為“拋錨”，因為一旦這類事件或問題被確定了，整個教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)程也就被確定了，就像輪船被錨固定一樣。

拋錨式教學(xué)法根據(jù)“錨”的內(nèi)容與引導(dǎo)方式不同，可分為認(rèn)知沖突式、實景探究式、角色體驗式的三種課型。最常見的拋錨式教學(xué)法是認(rèn)知沖突式，認(rèn)知沖突是指在智能發(fā)展過程中，原有概念（或認(rèn)知結(jié)構(gòu)）與現(xiàn)實情境不符時，在心理上產(chǎn)生沖突的現(xiàn)象。認(rèn)知沖突的結(jié)果是，學(xué)生個人原有的概念發(fā)生改變，需要重新構(gòu)建新的知識體系來順應(yīng)這種改變，于是，便產(chǎn)生了學(xué)習(xí)的過程。下面我們通過“壓強(qiáng)”教學(xué)實例討論認(rèn)知沖突式課型的應(yīng)用。

上課開始，教師出示一塊上面有很多釘尖的木板。教師問“人如果站到這個木板上去，會怎樣呢？”許多學(xué)生認(rèn)為“這么多釘子，人怎么能站上去呢？真要站上去，人一定會受傷！”

老師演示，穿襪子站到木板的釘尖上，結(jié)果毫發(fā)無損，學(xué)生一片驚呼！

教師通過這個驚險刺激的表演，引發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突，為“壓強(qiáng)”的教學(xué)拋下了“錨”。

學(xué)生一定會非常好奇，根據(jù)生活經(jīng)驗，釘子連堅硬的木板都能刺破，為什么不會傷到老師的腳底板呢？為了解開這個謎團(tuán)，就會圍繞這個“錨”展開本節(jié)課的探究學(xué)習(xí)。

以上教學(xué)情境在傳統(tǒng)教學(xué)中也可能會被作為一個精彩的導(dǎo)入性實驗。但是，往往在實驗后就會馬上“回歸正題”，老師會用這樣的過渡語，“同學(xué)們?nèi)绻胍闱宄@究竟是怎么回事，就要學(xué)習(xí)今天的內(nèi)容——壓強(qiáng)”，然后后面的學(xué)習(xí)在絕大部分時間內(nèi)都與這個實驗沒有直接的關(guān)系，最多只是在課堂結(jié)束時請同學(xué)們利用學(xué)到的壓強(qiáng)知識來解釋這個現(xiàn)象，作為整節(jié)課的反饋，檢驗學(xué)習(xí)效果。這樣的方式使學(xué)生從好玩有趣的思維情景中跳脫出來，離開了這個情景，學(xué)生的主動構(gòu)建的積極性就會大打折扣。

與傳統(tǒng)教學(xué)方法不同的是，拋錨式教學(xué)法重在整節(jié)課都會圍繞這個“錨”展開，學(xué)生在解答謎團(tuán)的過程中獲取知識和能力。具體過程是這樣的：

師：同學(xué)們想知道這是為什么嗎？ 生：想！

師：好，那咱們就一起來研究一下吧！我給每個小組都準(zhǔn)備了一塊和我剛才表演用到的一模一樣的釘子木板、一只充氣氣球、一個水果盤和一些槽碼。為了安全起見，咱們用氣球替代人來做實驗：把放有槽碼的水果盤放在氣球上，再把氣球放到釘子上，氣球如果被刺破了就表示“人”受傷了；大家自己動手試試看，氣球會被刺破嗎？

教師給每個小組發(fā)放器材，學(xué)生帶著疑問開始實驗。

學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象得到的結(jié)論是氣球沒有被刺破。有學(xué)生提出：“怎樣做才會使氣球被刺破呢？”

傳統(tǒng)教學(xué)中，往往會由老師提出問題——“壓力的作用效果取決于哪些因素呢？請同學(xué)們通過實驗來探究這個問題”，這個引導(dǎo)性問題的提出沒有顧及學(xué)生的切身體驗：我為什么要研究“壓力的作用效果跟哪些因素有關(guān)”？為什么小桌子和沙坑（或者海綿塊）就能研究壓力的作用效果跟哪些因素有關(guān)”？沒有解決所學(xué)知識價值取向的問題，學(xué)生的學(xué)習(xí)是消極被動的，導(dǎo)入性實驗所激發(fā)的好奇心在“教師的引導(dǎo)”下已變得索然無味！

和教師提出引導(dǎo)性問題不同，拋錨式教學(xué)始終抓住學(xué)生在認(rèn)知沖突上形成的興趣點(diǎn)來教學(xué)，從演示實驗到學(xué)生實驗都沒有離開“釘子能否刺破”這個“錨”！學(xué)生在親自體驗過該實驗后，能更加積極地思考和想象，并在實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上提出進(jìn)一步要探討的問題。

拋出“錨”的目的不僅僅是要激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知興趣，也是為了導(dǎo)出知識教學(xué)的“鑲嵌式問題”?！拌偳妒絾栴}”是學(xué)生為了解答認(rèn)知沖突而自發(fā)生成的、需要亟待解決的探究課題?！拌偳妒絾栴}”的提出，標(biāo)志著學(xué)生的學(xué)習(xí)階段從興趣激發(fā)走向科學(xué)探究，學(xué)生的認(rèn)知方式從感性認(rèn)知邁向理性認(rèn)知，學(xué)生的習(xí)得程度從淺表學(xué)習(xí)進(jìn)入深度學(xué)習(xí)。能否自然、合理地引發(fā)“鑲嵌式問題”，是判斷“錨”設(shè)置質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。一個高質(zhì)量的“錨”，往往能不留痕跡地引發(fā)學(xué)生自主生產(chǎn)“鑲嵌式問題”。

本節(jié)課圍繞構(gòu)成“認(rèn)知沖突”的“錨”——“氣球居然沒有被釘子刺破”，學(xué)生自發(fā)地提出了“鑲嵌式問題”——“怎樣做才會使氣球被刺破呢？”這個問題的提出是用于解答“認(rèn)知沖突”的，學(xué)生真實的學(xué)習(xí)過程由此發(fā)生：

學(xué)生甲：咱們再放一塊槽碼試試吧！（現(xiàn)象：氣球破裂）

學(xué)生乙：我覺得直接用手壓，氣球也會破。（現(xiàn)象：氣球破裂）

學(xué)生丙：拔下幾只釘子試試看……拔下5顆釘子，氣球沒有破裂。

學(xué)生丙：再拔幾顆試試吧。又拔下8顆釘子，氣球破裂了，學(xué)生驚呼！

教師：很多小組的氣球都被刺破了，誰來分享一下你們的發(fā)現(xiàn)？

學(xué)生甲：我在果盤里多放了一塊槽碼，氣球就破了。

學(xué)生乙：我直接用手按壓果盤，氣球就破了。

學(xué)生丙：當(dāng)我把釘子拔出13顆時，再把原來的果盤放上去，氣球就破了。

教師：同學(xué)們能否總結(jié)一下“刺破氣球的方法”呢？endprint

學(xué)生丁：可以增大壓力，劉欣（指學(xué)生甲）和陳翔（指學(xué)生乙）雖然具體做法不同，但都是在增大氣球受到的壓力。

教師：總結(jié)得很到位，還有嗎？

學(xué)生戊：張丹（指學(xué)生丙）拔出一些釘子，我覺得就是在減小氣球的受力面積。

學(xué)生圍繞“怎樣做才會使氣球被刺破呢？”這個問題展開了深入探究，在探究過程中，問題的提出，實驗方法的設(shè)計和操作，實驗現(xiàn)象的描述，實驗結(jié)論的得出都順應(yīng)而生?？梢?，認(rèn)知沖突引發(fā)了“鑲嵌式問題”，問題激發(fā)了學(xué)生的探究欲望。

然而，如何從這個極具現(xiàn)實意義的“錨”回歸到抽象的物理概念呢？這就需要將課堂引向最為本質(zhì)的認(rèn)知學(xué)習(xí)。與教師先灌輸一個概念，再通過大量的實例來印證這個概念的成立不同，拋錨式教學(xué)法不是從“道”及“法”，而是正好相反，是由“法”悟“道”，具體來說就是基于一個典型實例，由此推及一般，從而歸納得出物理概念或規(guī)律。這樣做的價值在于，學(xué)生認(rèn)知過程是由表及里的，從一個自己能切實體驗的現(xiàn)象出發(fā)（而且這個現(xiàn)象還是能引起認(rèn)知沖突的），為順應(yīng)認(rèn)知沖突而展開學(xué)習(xí)，這種過程是最能感悟知識的價值的，這比教師苦口婆心地描述該知識，以及該知識在工作生活中有哪些重要的應(yīng)用，要記憶深刻得多！

教師：大家現(xiàn)在知道，老師為什么能站在這個釘板上了吧！

學(xué)生：壓力不夠大，或者釘板上的釘子很多，您腳底受力的面積比較大。

教師：咱們在生活中也常常需要考慮刺破、壓碎、砍斷、陷入等問題，由于壓力而導(dǎo)致物體形變就是壓力的作用效果，大家想想哪些場合需要考慮壓力的作用效果??？

學(xué)生七嘴八舌地說：蓋房子的時候，地基不能被上面的磚頭壓碎；滑雪的時候，腳不能陷入到雪地；火車經(jīng)過時，鐵軌不能陷入到地里；打針時，針頭要刺破皮膚；斧頭要砍斷樹枝；圖釘頂尖要刺破墻面，但圖釘帽接觸手指不能刺破人的皮膚，等等。

教師：看來，如何來增大或減小壓力的作用效果還真是值得研究呢！物理學(xué)中，用壓強(qiáng)來表示壓力的作用效果。

教師：大家討論一下，根據(jù)大家剛才的發(fā)現(xiàn)，壓強(qiáng)的大小取決于什么？應(yīng)該怎樣定義？

學(xué)生討論后回答：壓強(qiáng)的大小取決于物體受到的壓力和受力面積。可以用壓力和受力面積的比值，也就是單位面積上受到的壓力來表示壓強(qiáng)。

我國核心素養(yǎng)框架體系提到，教育的本質(zhì)是育人。這就意味著概念教學(xué)不是物理名稱的教學(xué)，而是要“探”出物理概念的知識價值這個“髓”。學(xué)生理解物理概念就要首先認(rèn)識為什么要建立這個概念，這個概念有什么用。這樣，學(xué)生才能從中發(fā)展出對知識的認(rèn)同，對自我的認(rèn)識，對同伴的理解和對社會的擔(dān)當(dāng)。拋錨式教學(xué)法將“認(rèn)知沖突”這個“錨”置前，將概念置后，就是為了讓學(xué)生借助圍繞“錨”開展研究，最終升華找到拋下這個“錨”的地方所在的知識價值。

參考文獻(xiàn)：

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（欄目編輯 李富強(qiáng)）endprint