談如何在高中物理教學(xué)中引發(fā)和運(yùn)用“認(rèn)知沖突”

高群 沈延平

【摘?要】高中物理課堂教學(xué)，若教師能在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，則不僅能有效激發(fā)學(xué)生的探究欲望，且能促使學(xué)生主動(dòng)思考，繼而達(dá)到推動(dòng)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的目的。本文結(jié)合筆者教學(xué)實(shí)踐，從幾個(gè)方面探討如何在高中物理教學(xué)中有效引發(fā)和運(yùn)用“認(rèn)知沖突”，以提升教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】高中物理;認(rèn)知沖突;鯰魚效應(yīng)

戲劇之內(nèi)的沖突便如同戲劇的靈魂，沒有沖突便不存戲劇，物理課堂亦是如此。因此，若物理教師能在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，則不僅能有效激起學(xué)生的探究欲望，且能促使學(xué)生主動(dòng)思考，進(jìn)而推動(dòng)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

一、創(chuàng)設(shè)問題情境，引發(fā)認(rèn)知沖突

物理教學(xué)本是一個(gè)不斷提出并解決問題的過程。因此，在實(shí)際教學(xué)過程中，教師需務(wù)必對問題情境的創(chuàng)設(shè)給予高度重視，尤其是在某些教學(xué)細(xì)節(jié)方面，若教師能以此為契機(jī)去引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，則能促使學(xué)生積極、主動(dòng)地參與到對問題的探討過程中。

如針對圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)內(nèi)容教學(xué)，教師便可舉出過山車的實(shí)例來引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突。如

師：若乘客在過山車到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)解開安全帶，是否會發(fā)生危險(xiǎn)？

生：乘客會掉下來。

師：如若是在最高點(diǎn)時(shí)將礦泉水的瓶蓋打開，水是否會流出來呢？

生：肯定會。

對于學(xué)生的錯(cuò)誤認(rèn)知，教師并不急于指出，而是可謂學(xué)生演示“水流星”的實(shí)驗(yàn)來指引學(xué)生，而實(shí)驗(yàn)的具體過程則可將一只裝滿紅墨水的塑料杯固定在細(xì)繩的一端，緊接著邊用另一只手抓住細(xì)繩的另一端來快速轉(zhuǎn)動(dòng)杯子。

師：轉(zhuǎn)動(dòng)的塑料杯是否有流出水呢？

生：沒有。

師：若塑料杯中裝有石頭，勢頭是否會掉出？

生：不會。

師：那么乘坐過山車的乘客在解開安全帶之時(shí)會掉下來嗎？

這樣學(xué)生將了解到自身的認(rèn)知錯(cuò)誤，但絕大多數(shù)學(xué)生扔不清楚是否原因?qū)е伦陨淼恼J(rèn)知偏差，這便能在極大程度上激發(fā)他們的探究欲望。繼而促使他們積極、主動(dòng)地參與到后續(xù)的學(xué)習(xí)之中。

二、為理解數(shù)學(xué)知識，設(shè)計(jì)認(rèn)知沖突

高中物理有包含諸多的概念及規(guī)律，但上述只是也因同時(shí)具有較強(qiáng)的抽象性而讓許多學(xué)生感到難以理解，加之在絕大多數(shù)情況下，學(xué)生均是在教師提問后被動(dòng)思考，故也導(dǎo)致了學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)興趣不高。對此，若教師能圍繞教學(xué)內(nèi)容巧妙設(shè)置引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突的契機(jī)，則不僅能對學(xué)生思維產(chǎn)生沖擊，且當(dāng)學(xué)生秉著高漲的欲望參與到課堂教學(xué)時(shí)，其探討問題的積極性也將得到有效提升。

如針對“互感與自感”的相關(guān)內(nèi)容教學(xué)，教師便可引進(jìn)一個(gè)能讓學(xué)生“嚇一跳”的實(shí)驗(yàn)來導(dǎo)入新課。如在實(shí)際教學(xué)過程中，教師可首先邀請2-6名學(xué)生占到講座前并手牽手站在一排，隨后拿出一節(jié)普通的干電池再依照圖1/2/3所示之電路圖來進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)途中，按圖1所示，學(xué)生沒有任務(wù)反應(yīng)，但在接通并斷開圖2的開關(guān)時(shí)，學(xué)生會有“麻麻”的感覺。之后再進(jìn)行圖3的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生驚訝的發(fā)現(xiàn)，即便僅是一節(jié)普通的干電池，也能讓人產(chǎn)生觸電之感，而“觸電電流來自哪里”“為何會產(chǎn)生電流”等問題便會出現(xiàn)在學(xué)生腦海中，以此指引學(xué)生學(xué)習(xí)步步深入，繼而輕松突破教學(xué)難點(diǎn)。不僅如此，營造學(xué)生的認(rèn)知沖突，還能避免課堂陷入教師獨(dú)立講解分析的局面，繼而切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析并處理問題的能力。

三、為思維建構(gòu)設(shè)計(jì)認(rèn)知沖突

高中物理的許多思維建構(gòu)均體現(xiàn)在模型建構(gòu)上，而其實(shí)質(zhì)便是要對復(fù)雜的物理情境予以簡化、抽象，從而揭示客觀事物所代表的事物本質(zhì)規(guī)律。而通過在思維建構(gòu)中設(shè)計(jì)認(rèn)知沖突，不僅能培養(yǎng)學(xué)生的思辨思維，且能激發(fā)學(xué)生質(zhì)疑以及創(chuàng)新的火花。

如在進(jìn)行《電源與電流》的相關(guān)內(nèi)容教學(xué)時(shí)，教師的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)課將小燈泡接在干電池組兩端讓小燈泡發(fā)亮;第二個(gè)實(shí)驗(yàn)則可用同樣的干電池來為電解電容器充電。之后再將小燈泡接在電容器的兩極讓小燈泡“閃亮”。基于實(shí)驗(yàn)二中“閃亮”的燈泡將與學(xué)生原本的認(rèn)知產(chǎn)生沖突，繼而在學(xué)生腦海中便會產(chǎn)生這樣的思考，諸如“電流是怎樣形成的？”“電流的形成條件是什么？”“怎樣才能讓導(dǎo)線中保有持續(xù)電流？”而通過對以上問題的探討，學(xué)生將對電源建立起一個(gè)鄉(xiāng)音的模式，繼而在推理電源維持電壓的原理同時(shí)也便完成了思維構(gòu)建。

四、為培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究習(xí)慣和能力設(shè)計(jì)認(rèn)知沖突

物理本是一門理論與實(shí)驗(yàn)并重的學(xué)科，故在實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，亦是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究習(xí)慣及能力的關(guān)鍵。如針對“分壓接法中滑動(dòng)變阻器的選擇”這一問題，即便到了高三，仍有學(xué)生會作出錯(cuò)誤的選擇。而該如何選擇與其利用公式去計(jì)算，不如用實(shí)驗(yàn)來加深學(xué)生的學(xué)習(xí)印象。且當(dāng)學(xué)生親身參與實(shí)驗(yàn)，其對相關(guān)知識的記憶還會更加牢固。如針對上訴問題的解答，教師便可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，即測量電路兩點(diǎn)電壓隨變阻器觸動(dòng)移動(dòng)而產(chǎn)生的變化。由此學(xué)生將直觀化的觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，繼而在提升學(xué)生解決疑難問題的能力同時(shí)達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。

五、結(jié)語

本文結(jié)合筆者教學(xué)實(shí)踐，就如何在高中物理教學(xué)中有效引發(fā)和運(yùn)用“認(rèn)知沖突”展開探討，為高中物理教學(xué)提供參考。