學(xué)生認(rèn)知前概念的轉(zhuǎn)變教學(xué)策略分析

孫英杰+肖娜

摘要：在中學(xué)物理教學(xué)中，教師們經(jīng)常會(huì)遇到這樣的困惑，有些物理概念學(xué)生學(xué)習(xí)后還是不扎實(shí)，反復(fù)出錯(cuò)；筆者分析是教師在教學(xué)中對(duì)學(xué)生的認(rèn)知前概念關(guān)注不夠，應(yīng)在充分揭示學(xué)生認(rèn)知前概念的基礎(chǔ)上，確定教學(xué)的起點(diǎn)，再采取相應(yīng)的教學(xué)策略來轉(zhuǎn)變學(xué)生認(rèn)知前概念，即引發(fā)認(rèn)知沖突，打破原來的認(rèn)知平衡，從而建構(gòu)起科學(xué)概念.

關(guān)鍵詞：前概念；轉(zhuǎn)變教學(xué)策略

在中學(xué)物理課堂教學(xué)實(shí)施中，教師們常常遇到這樣的困惑：有些物理概念學(xué)生即使學(xué)過，也會(huì)在測(cè)試中反復(fù)出錯(cuò)，而且根深蒂固，難于轉(zhuǎn)變.如果深究其根源，筆者認(rèn)為是在教學(xué)中，教師對(duì)學(xué)生的認(rèn)知前概念關(guān)注不夠，沒有采取相應(yīng)的教學(xué)策略來轉(zhuǎn)變學(xué)生認(rèn)知前概念，使學(xué)生對(duì)物理概念的認(rèn)知還停留在原來的水平上，沒有實(shí)現(xiàn)認(rèn)知水平的有效遷移，所以不能形成科學(xué)概念.要解決這個(gè)問題，教師在教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)施時(shí)就要有意識(shí)地采取基于學(xué)生前概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略.

奧蘇貝爾在《教育心理學(xué)：認(rèn)知觀點(diǎn)》一書中說：“假如讓我把全部教育心理學(xué)僅僅歸結(jié)為一條原理的話，那么我將一言以蔽之：影響學(xué)習(xí)的唯一最重要因素，就是學(xué)習(xí)者已經(jīng)知道了什么，要探明這一點(diǎn)，并應(yīng)據(jù)此進(jìn)行教學(xué).”[1] 國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)研究表明：我們對(duì)前概念了解得越多，對(duì)思維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的過程認(rèn)識(shí)越深，就越能成功地把它們轉(zhuǎn)變?yōu)槲锢砀拍?，也就能更有效地避免錯(cuò)誤概念的生成.

實(shí)施有效教學(xué)活動(dòng)時(shí)，應(yīng)合理運(yùn)用教學(xué)策略全面揭示學(xué)生的認(rèn)知前概念，再通過設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，導(dǎo)致認(rèn)知失衡，從而自發(fā)地產(chǎn)生調(diào)整認(rèn)知結(jié)構(gòu)的內(nèi)驅(qū)力，通過主動(dòng)建構(gòu)新知識(shí)結(jié)構(gòu)來完成物理概念的學(xué)習(xí).本文通過課例來詮釋如何運(yùn)用教學(xué)策略將學(xué)生的認(rèn)知前概念轉(zhuǎn)變?yōu)槲锢砀拍?

1全面呈現(xiàn)學(xué)生前概念的教學(xué)策略

11課前了解學(xué)生前概念的教學(xué)策略

111訪談和調(diào)查

教師應(yīng)在課前通過訪談了解學(xué)生關(guān)于某些物理概念的前認(rèn)知情況，從而明確教學(xué)設(shè)計(jì)的起點(diǎn)，來設(shè)計(jì)有針對(duì)性的教學(xué)活動(dòng).比如，學(xué)習(xí)初中物理時(shí)，對(duì)于“白霧是氣態(tài)還是液態(tài)，物體的運(yùn)動(dòng)是否需要力來維持，在液體中下沉的物體是否受到浮力，平面鏡成像時(shí)像是否近大遠(yuǎn)小”等認(rèn)識(shí)，是學(xué)生在生活經(jīng)驗(yàn)中經(jīng)常會(huì)形成錯(cuò)誤觀念的問題.教師可通過談話和調(diào)查，把握學(xué)生頭腦中典型的錯(cuò)誤前概念.

112課堂小測(cè)驗(yàn)和調(diào)查小問卷

在了解部分學(xué)生的認(rèn)知前概念后，教師要深入了解全班同學(xué)前概念認(rèn)知的整體情況，應(yīng)實(shí)施課堂教學(xué)測(cè)驗(yàn)或者調(diào)查問卷，設(shè)計(jì)有針對(duì)性的問題來檢測(cè)全班學(xué)生對(duì)具體問題的原有認(rèn)知水平，才是科學(xué)可行的.

12課堂教學(xué)中揭示學(xué)生的認(rèn)知前概念

121遞進(jìn)問題的設(shè)計(jì)策略

教師在教學(xué)實(shí)施中應(yīng)基于已調(diào)查或了解的學(xué)生前概念，設(shè)計(jì)有針對(duì)性的教學(xué)問題揭示學(xué)生的前概念，并以此為教學(xué)起點(diǎn)，實(shí)施后面的有效教學(xué)活動(dòng).

在黑龍江省初中物理課例研究的專題教研活動(dòng)中，哈爾濱市風(fēng)華中學(xué)王善麗老師實(shí)施了教科版教科書初中物理八年級(jí)上冊(cè)第五章第1節(jié)《物態(tài)變化與溫度》一課的課例研究.

為了揭示學(xué)生的“水霧是氣態(tài)的”錯(cuò)誤前概念，教師提出了系列遞進(jìn)的兩個(gè)問題：一是讓學(xué)生列舉自然界和生活中的不同物態(tài)的水，教師用圖片來全面補(bǔ)充呈現(xiàn)；二是請(qǐng)學(xué)生對(duì)教師呈現(xiàn)的自然界和生活中不同的水圖片按物態(tài)進(jìn)行分類.

提出問題后，很多學(xué)生都認(rèn)為：第8幅圖片中蒸屜上的白霧是氣態(tài)的，第9幅圖片中冬天我們?cè)趹敉夂舫龅陌嘴F也是氣態(tài)的.這個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)施達(dá)到了完全揭示學(xué)生錯(cuò)誤的認(rèn)知前概念的教學(xué)目的，這時(shí)教師再明確提出：水蒸氣是看不見的，并把這句話寫在板書上，問題的破解就會(huì)水到渠成，順理成章.

如果只是在教學(xué)過程中，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生回答問題出現(xiàn)的錯(cuò)誤，而沒有設(shè)計(jì)揭示學(xué)生認(rèn)知前概念的這個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生沒有產(chǎn)生認(rèn)知沖突的基礎(chǔ)，就不會(huì)形成正確的科學(xué)概念.多數(shù)學(xué)生還可能把“白霧是水蒸氣”的錯(cuò)誤前概念遷移到后面物態(tài)轉(zhuǎn)化的教學(xué)環(huán)節(jié)中去，把生成白霧的過程錯(cuò)誤地認(rèn)為是氣化的過程.

122揭示前概念的游戲設(shè)計(jì)策略

2015年我省推送全國(guó)中學(xué)物理教學(xué)創(chuàng)新展示交流大賽的哈爾濱市第四十七中學(xué)潘坤老師的《科學(xué)探究：平面鏡成像》，為揭示學(xué)生認(rèn)知錯(cuò)誤的前概念“平面鏡成像是近大遠(yuǎn)小”設(shè)計(jì)了小游戲（圖1）：根據(jù)你的生活經(jīng)驗(yàn)，找出你認(rèn)為的鏡中的像.通過這個(gè)游戲?qū)嵤龑?dǎo)學(xué)生展示對(duì)平面鏡成像較典型的錯(cuò)誤前概念認(rèn)知，確定平面鏡成像一課的教學(xué)起點(diǎn)，引出后面針對(duì)錯(cuò)誤概念的轉(zhuǎn)化教學(xué)實(shí)施.

123揭示前概念的情景設(shè)計(jì)策略

哈爾濱市風(fēng)華中學(xué)的王善麗老師在《浮力》一課區(qū)級(jí)展示課中，為提示學(xué)生對(duì)下沉的物體是否受到浮力的前概念認(rèn)知情況，用課件展示并提出問題：觀察圖片，猜想下沉的物體是否受到浮力的作用？

2課堂教學(xué)中轉(zhuǎn)化前概念的教學(xué)策略

21設(shè)計(jì)有效問題，引發(fā)認(rèn)知沖突

在《物態(tài)變化與溫度》一課中，王善麗老師為使學(xué)生形成與前面呈現(xiàn)的學(xué)生前概念相矛盾的認(rèn)知沖突，在學(xué)生錯(cuò)誤回答后，提出問題：常態(tài)下的水蒸氣，我們能不能看見？這個(gè)問題引發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突，常態(tài)下的空氣是含有水蒸氣的，可是我們都沒有看到過，那么水蒸氣到底能不能看見，如果說白霧是水蒸氣，那么水蒸氣應(yīng)該是可以看見的.這時(shí)教師再提出：水蒸氣是看不見的，看見的就是液態(tài)水.在引發(fā)沖突時(shí)，打破了學(xué)生原來的認(rèn)知平衡.如技術(shù)條件允許，還可以拿出一張較高分辨率的白霧照片，放大若干倍后，還能看到微小的液態(tài)水，更能形象地引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，建立新的認(rèn)知平衡.

22設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)，引發(fā)認(rèn)知沖突

在《科學(xué)探究：平面鏡成像》一課中，潘坤老師采取實(shí)施實(shí)驗(yàn)探究的策略，來引發(fā)認(rèn)知沖突，建立學(xué)生新的認(rèn)知平衡.教師準(zhǔn)備分組實(shí)驗(yàn)器材，課前準(zhǔn)備的材料：鍍膜玻璃板（背面貼有不透光的紙），相同的文教用品若干組，白紙，刻度尺（圖2）.請(qǐng)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究平面鏡成的像與物的大小關(guān)系.

學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)施兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案過程中，破解了原來錯(cuò)誤的前概念，即平面鏡成像是近大遠(yuǎn)小的，選擇與原物大小完全相同的另一個(gè)物體與像重合，既能證明像與物大小完全相等，方案二中直接驗(yàn)證了當(dāng)物距不同時(shí)，像與物也大小相等.這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與學(xué)生原來錯(cuò)誤前概念形成了認(rèn)知沖突，使學(xué)生用觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象打破了原有認(rèn)知平衡，形成科學(xué)的物理概念，認(rèn)識(shí)了像與物在任何條件下都大小相等.

23設(shè)計(jì)體驗(yàn)性活動(dòng)，引發(fā)認(rèn)知沖突

在王善麗老師的《浮力》一課中，教師設(shè)計(jì)了體驗(yàn)活動(dòng)（圖3）：用手直接提一瓶水，然后再把這瓶水放入一個(gè)容器的水中后的感受；又設(shè)計(jì)了定量測(cè)量浮力大小的實(shí)驗(yàn).

通過設(shè)計(jì)體驗(yàn)性活動(dòng)，引發(fā)與學(xué)生原有下沉物體不受浮力作用的認(rèn)知沖突，使學(xué)生既能定性感受下沉物體受到浮力作用，又能定量測(cè)量出浮力的大小，使學(xué)生打破原來認(rèn)知平衡，形成科學(xué)概念.

實(shí)施初中物理教學(xué)時(shí)，為了幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念，應(yīng)在課前運(yùn)用策略了解和掌握學(xué)生的前概念認(rèn)知的整體情況.教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施時(shí)，采取有效策略揭示學(xué)生的前概念認(rèn)知情況，并以此為教學(xué)起點(diǎn)，運(yùn)用教學(xué)策略引發(fā)認(rèn)知沖突，打破學(xué)生頭腦中原有的認(rèn)知平衡，使學(xué)生構(gòu)建起科學(xué)概念，形成科學(xué)認(rèn)知.

參考文獻(xiàn)：

[1]陳堅(jiān)，高效物理課堂的教學(xué)起點(diǎn)策略[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，201210，12-14.endprint