基于認(rèn)知結(jié)構(gòu)優(yōu)化的復(fù)習(xí)課教學(xué)策略

李琴 蔣長春

摘 要：機(jī)械重復(fù)復(fù)習(xí)課，學(xué)生會感到厭倦，教師開展復(fù)習(xí)課應(yīng)以教材為切入點(diǎn)，充分了解學(xué)生學(xué)習(xí)的起始點(diǎn)、困惑點(diǎn)、生長點(diǎn)，精心設(shè)計(jì)且精準(zhǔn)發(fā)力，抓內(nèi)容，抓沖突，抓應(yīng)用，抓生成，讓學(xué)生獲得持續(xù)情感體驗(yàn)，思維高度介入.本文結(jié)合案例，從四個方面闡述復(fù)習(xí)課的教學(xué)策略，以期提高復(fù)習(xí)效率，重構(gòu)、完善、優(yōu)化學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu).

關(guān)鍵詞：認(rèn)知結(jié)構(gòu);優(yōu)化;教學(xué)策略

中圖分類號：G633.7???? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B???? 文章編號：1008-4134（2021）14-0054-03

作者簡介：李琴（1977-），女，江蘇泰州人，本科，中學(xué)一級教師，研究方向：中學(xué)物理教育教學(xué)研究;

蔣長春（1976-），男，江蘇泰興人，本科，中學(xué)高級教師，研究方向：物理實(shí)驗(yàn)、教學(xué)行動研究.

復(fù)習(xí)就是重復(fù)學(xué)習(xí)學(xué)過的知識，使其得到鞏固（漢語辭海釋義）.復(fù)習(xí)課是學(xué)生系統(tǒng)掌握知識、發(fā)展思維能力、優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)的最佳途徑，但現(xiàn)階段很多復(fù)習(xí)課往往是順次復(fù)習(xí)，甚至通過刷題達(dá)成教學(xué)目標(biāo).這種簡單無效、機(jī)械重復(fù)的訓(xùn)練，學(xué)生會產(chǎn)生厭倦情緒，從而失去學(xué)習(xí)興趣，復(fù)習(xí)不僅要溫故更要知新.

復(fù)習(xí)課要做到有效、高效，自然要幫助學(xué)生重構(gòu)、完善、優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu).教師開展復(fù)習(xí)課應(yīng)以教材為切入點(diǎn)，充分了解學(xué)生學(xué)習(xí)的起始點(diǎn)、困惑點(diǎn)、生長點(diǎn)，精心設(shè)計(jì)且精準(zhǔn)發(fā)力，抓內(nèi)容，抓沖突，抓應(yīng)用，抓生成，讓學(xué)生獲得持續(xù)情感體驗(yàn)，思維高度介入.為重構(gòu)、完善、優(yōu)化學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，本文結(jié)合案例，從四個方面闡述復(fù)習(xí)課的教學(xué)策略，以供同行交流、探討.

1 面向全體，關(guān)注個體差異，設(shè)計(jì)分層訓(xùn)練

復(fù)習(xí)內(nèi)容如果不關(guān)注學(xué)生的個體體驗(yàn)，不尊重個體差異，學(xué)生復(fù)習(xí)就會缺乏內(nèi)驅(qū)力，教師采用統(tǒng)一的目標(biāo)、統(tǒng)一的內(nèi)容、統(tǒng)一的方法，不利于全體學(xué)生的發(fā)展.

例題解析與布置習(xí)題時，要選擇對重構(gòu)和優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)最有價值的問題，貼近學(xué)生的最近發(fā)展區(qū).皮亞杰認(rèn)知理論認(rèn)為，認(rèn)知結(jié)構(gòu)是通過同化與順應(yīng)逐步建立起來的，并在“平衡—不平衡—新平衡”的循環(huán)中不斷豐富、提高和發(fā)展.在復(fù)習(xí)課中教師應(yīng)該既面向全體，又關(guān)注個體，設(shè)計(jì)分層訓(xùn)練，打破學(xué)生原來的認(rèn)知平衡，啟動同化和順應(yīng)機(jī)制，進(jìn)入優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)階段，給重復(fù)、乏味、枯燥的復(fù)習(xí)課帶來生機(jī).

案例一 在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，小華用彈簧測力計(jì)豎直向下拉，測力計(jì)示數(shù)為F1時，杠桿在水平位置平衡，如圖1所示.

基礎(chǔ)類：若將彈簧測力計(jì)向右傾斜一定角度拉，測力計(jì)的示數(shù)為F′1時，杠桿仍然在水平位置平衡，則F′1與F1的大小關(guān)系是F′1F1，理由是.

提高類：若將彈簧測力計(jì)向右傾斜一定角度拉，測力計(jì)的示數(shù)為F′1時，杠桿仍然在水平位置平衡，下列最能反映F′1與F1大小關(guān)系的是.

對于基礎(chǔ)類問題，屬于定性分析，絕大多數(shù)學(xué)生都能關(guān)注到彈簧測力計(jì)向右傾斜后，拉力的力臂變小，拉力變大，即F′1>F1.對于提高類問題，學(xué)生能很快排除A選項(xiàng)，但B、C、D三個選項(xiàng)都能反映F′1>F1，此時，學(xué)生原來的認(rèn)知平衡被打破.原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)不能同化新問題時，則啟動順應(yīng)機(jī)制，學(xué)生會想方設(shè)法進(jìn)行定量運(yùn)算，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)的熱情高漲.經(jīng)過學(xué)生的思考、討論，班級形成了兩種解決問題的方法.

方法一：如圖2所示，由杠桿原理可知

F1L1=F2L2

F′1L′1=F2L2

則有F′1L′1=F1L1

即AC·OD=AB·OA

則2S△OAC=2S△OAB

則BC∥OA

方法二：如圖3所示，由杠桿原理可知

F1L1=F2L2

F′1L′1=F2L2

則有F′1L′1=F1L1

即F′1L1cosα=F1L1

則F′1cosα=F1

學(xué)生巧妙利用數(shù)學(xué)工具解決物理問題，不但豐富和優(yōu)化學(xué)生的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)，而且使學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展從原本平衡狀態(tài)過渡到新的平衡狀態(tài)，思維能力得到有效的訓(xùn)練.形象思維與抽象思維并非單獨(dú)發(fā)展的，定性分析與定量計(jì)算也不一定單獨(dú)存在，教師要在實(shí)際教學(xué)中將定性分析與定量計(jì)算結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生全面發(fā)展形象思維與抽象思維，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維[1]，豐富和優(yōu)化學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu).

2 強(qiáng)化雙基，關(guān)注橫向聯(lián)系，重視縱向整合

理所當(dāng)然，復(fù)習(xí)課要強(qiáng)化雙基，但在強(qiáng)化雙基的基礎(chǔ)上，教師既要關(guān)注知識的橫向聯(lián)系，又要重視縱向整合，將零散的知識點(diǎn)串成線、織成網(wǎng)、連成片.

例如，在復(fù)習(xí)“觀察水的沸騰”實(shí)驗(yàn)時，要強(qiáng)化復(fù)習(xí)所需的器材以及器材的安裝、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等，還要縱向整合沸騰與汽化的異同點(diǎn)以及影響吸熱升溫快慢的因素等.

案例二 在“觀察水的沸騰”實(shí)驗(yàn)中，甲和乙兩個實(shí)驗(yàn)小組采用完全相同的裝置加熱，根據(jù)各自的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在同一坐標(biāo)紙上分別畫出水溫隨時間變化的圖像，如圖4所示.由圖像可知，從開始計(jì)時到水沸騰，乙小組所用時間比甲小組短，關(guān)于該現(xiàn)象的原因小明和小華有兩種說法：

小明說：“乙小組開始計(jì)時時的水溫比甲小組高.”

小華說：“乙小組所用水的質(zhì)量比甲小組小.”

則兩人的說法（? ）

A.都正確???? B.都不正確

C.只有小明正確? D.只有小華正確

本題學(xué)生很容易錯選A，其原因是學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)不完整，錯誤的前概念根深蒂固，學(xué)生認(rèn)為縮短實(shí)驗(yàn)時間的方法之一就是減少水的質(zhì)量.其實(shí)水的質(zhì)量大小影響的是吸熱升溫的快慢，此時，教師應(yīng)該復(fù)習(xí)、整合影響物質(zhì)吸熱升溫快慢的因素，使學(xué)生對熱學(xué)知識有一個整體感知.

由Q=cm（T-T0）可知

T=1cmQ+T0

熱源和加熱方法決定了物體單位時間內(nèi)吸收的熱量，設(shè)物體單位時間內(nèi)吸收的熱量為Q0（其單位為J/min），則時間t（單位為min）內(nèi)物體吸收的熱量為Q=Q0t.

建立物體溫度隨時間變化的函數(shù)關(guān)系式為T=Q0cmt+T0.

從函數(shù)關(guān)系式可以看出，物體的溫度與時間是一次函數(shù)關(guān)系，斜率k=Q0cm，其物理意義是表示物體吸熱升溫的快慢.

本題由于采用完全相同的裝置對水加熱，故Q0、c均相同，從圖4中可以看出，乙小組所用水吸熱升溫比甲小組慢，故所用水的質(zhì)量比甲小組大.

利用函數(shù)模型，建立物體溫度隨時間變化的函數(shù)關(guān)系，不僅可以讓學(xué)生充分認(rèn)識到影響物體吸熱升溫快慢的主要因素有熱源、加熱方法、質(zhì)量、比熱容等，而且讓學(xué)生更透徹地理解在“探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中為什么要控制質(zhì)量相等、熱源和加熱方法相同等.

在重構(gòu)、優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)，糾正錯誤前概念的過程中，選擇函數(shù)模型作為一種最為適當(dāng)、精確的方法，來揭示物質(zhì)吸熱升溫快慢不同的本質(zhì)原因，幫助學(xué)生建立科學(xué)概念，學(xué)生的思維也必然在重構(gòu)、優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過程中迸發(fā)出智慧的火花.

復(fù)習(xí)是新舊知識相互作用的過程，知識的建構(gòu)一方面表現(xiàn)為新知識進(jìn)入，同時又表現(xiàn)為原有知識的調(diào)整改變[2].復(fù)習(xí)時，既關(guān)注橫向聯(lián)系，又重視縱向整合，幫助學(xué)生構(gòu)建多層次、多維度的知識網(wǎng)絡(luò)體系，形成完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，從而提高綜合分析和解決問題的能力.

3 滲透思想，強(qiáng)化思維訓(xùn)練，遷移鞏固運(yùn)用

初中生處于從具體形象思維向抽象邏輯思維的過渡階段，其中具體形象思維仍起重要作用，對一些比較抽象、難以直接用實(shí)驗(yàn)來加強(qiáng)感性認(rèn)識的概念和規(guī)律，往往教師需要幫助和引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已有知識和方法解決新的問題，從而訓(xùn)練學(xué)生的遷移能力.

案例三 在探究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，為了便于確定像的位置，用茶色玻璃板代替平面鏡，但實(shí)驗(yàn)時所測像距始終大于物距，并不嚴(yán)格相等.

像距始終大于物距的原因是人眼在玻璃板前透過玻璃板看后面的棋子B，看到的并不是真實(shí)的棋子B，而是光經(jīng)過兩次折射后所形成的虛像B′，由于玻璃板有一定厚度，導(dǎo)致棋子B的像B′與真實(shí)棋子B之間存在偏移，如圖5所示.像距的真實(shí)值為B′到玻璃板前沿的距離，但實(shí)際測量的卻是棋子B到玻璃板前沿的距離，這就導(dǎo)致測量的像距始終大于物距.

初中生對這一原因的理解是非常困難的，為了便于得到正確的結(jié)論，在復(fù)習(xí)時，筆者提供了8mm、6mm、4mm、2mm四種不同厚度的茶色玻璃板讓學(xué)生再次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1.

分析數(shù)據(jù)可知，玻璃板厚度越小，像距與物距的差值就越小.學(xué)生自然而然會利用學(xué)過的“探究真空能否傳聲”“探究阻力對物體運(yùn)動的影響”這兩個實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用到的理想實(shí)驗(yàn)法，若玻璃板的厚度為零，那么像距就等于物距.

滲透科學(xué)思想，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，是物理教學(xué)的任務(wù)之一，教師應(yīng)該利用復(fù)習(xí)課，引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)所學(xué)知識和掌握的方法，觸類旁通，提高思維能力，拓展解決問題的能力.學(xué)生在體會科學(xué)方法對研究物理問題重要性的同時，物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)也會趨于清晰化、穩(wěn)定化.

4 捕捉生成，認(rèn)真挖掘開發(fā)，自主建構(gòu)發(fā)展

課堂生成性資源是最寶貴的課程資源之一，它具有瞬時性、不確定性、生命性[3].對這一些稍縱即逝的“不確定性”的生命信息，我們不要幻想消除它們，而是要正視它們，要努力“與不確定性一起工作” .

案例四 如圖6所示是小華測量額定電壓為3.8V小燈泡額定功率的電路圖，滑動變阻器的規(guī)格是“20Ω 2A”，電源電壓恒為6V.實(shí)驗(yàn)時，同組的小紅提出，在調(diào)節(jié)滑片使燈正常發(fā)光時，電壓表的示數(shù)很難準(zhǔn)確達(dá)到3.8V，可能因此造成一定的測量誤差.她認(rèn)為可以在小華實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對電路稍作改動，能提高測量數(shù)據(jù)的精確度.請幫小紅補(bǔ)全測量步驟（補(bǔ)全步驟時必須準(zhǔn)確闡述接法和操作要點(diǎn)）：

a.斷開開關(guān)，;

b.閉合開關(guān)，，并讀出此時電流表的示數(shù);

c.計(jì)算出燈的額定功率.

這是2015年泰州市中考題，其設(shè)計(jì)思想是小燈泡的額定電壓為3.8V，故小華實(shí)驗(yàn)方案中電壓表必然要選擇0～15V量程，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，電壓表指針指在3.5-4V之間，讀數(shù)誤差大.提供的解決方案是：斷開開關(guān)，將電壓表換用0～3V量程，并改接到滑動變阻器的兩端，然后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器使其兩端的電壓為2.2V.

在復(fù)習(xí)時，有不少同學(xué)提出，將電壓表換用0～3V量程，并改接到滑動變阻器的兩端，由于閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片要位于阻值最大處，那么閉合開關(guān)后，電壓表的示數(shù)很可能會超過量程.事實(shí)上，課堂上用題中提供的實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，電壓表的示數(shù)確實(shí)超過量程.

對于課堂上非預(yù)設(shè)而生成的新問題，剛開始，筆者既感到突兀，又感到欣慰.學(xué)生對學(xué)習(xí)活動結(jié)果引發(fā)的學(xué)習(xí)興趣，是推動他們求知的一種內(nèi)在力量，是最值得捕捉的.

接下來，筆者以問題為中心，引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)，鼓勵學(xué)生用不同的方案解決問題，最終班級形成三種解決方法.

方法一：選用最大阻值合適的滑動變阻器.

方法二：先保持電壓表位置及所選量程不變，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)不低于3V，再將電壓表換用0～3V量程，并改接到滑動變阻器的兩端，然后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器使其兩端的電壓為2.2V.

方法三：先將電壓表選用0～15V量程，并改接到滑動變阻器的兩端，然后調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)不超過3V，再將電壓表換用0～3V量程，閉合開關(guān)，繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器使其兩端的電壓為2.2V.

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)時，會產(chǎn)生許多值得深入思考的生成性問題，在解決問題的過程中，如何引導(dǎo)學(xué)生高效合作、自主建構(gòu)，需要教師發(fā)揮更多的智慧.

復(fù)習(xí)課上智慧地生成很多時候超越了教師的思維，如果教師只是簡單地平行跟進(jìn)，甚至讓其悄然流失，不僅會泯滅智慧的火花，也會失去了師生共同發(fā)展的絕佳機(jī)會[4].教師智慧地捕捉生成性資源，并加以開發(fā)利用，讓學(xué)生在課堂上進(jìn)行討論交流、展示分享、相互點(diǎn)評，引導(dǎo)學(xué)生相互借鑒、不斷完善，不僅可以發(fā)展學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，而且對學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)會起到潛移默化的影響[5].

參考文獻(xiàn)：

[1]陳銘，侯恕.定性與定量結(jié)合 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維——以“浮力”為例[J].中學(xué)物理，2019，37（14）：39-41.

[2]蔣長春.課堂生成性資源的利用策略[J].物理教師，2016，37（06）：20-23.

[3]王德海.課堂教學(xué)中生成性資源的利用策略[J].吉林教育，2016（12）：46.

[4]張新華.導(dǎo)向核心素養(yǎng)的物理復(fù)習(xí)課學(xué)習(xí)路徑建構(gòu)研究[J].物理教學(xué)，2021，43（01）：15-19.

[5]梅建芬.基于核心素養(yǎng)導(dǎo)向的初中物理復(fù)習(xí)課教學(xué)策略[J].物理教師，2020，41（06）：37-39+43.

（收稿日期：2021-03-04）