高中物理習題教學中認知沖突策略的應用

高中物理課程由實驗活動和理論知識組成，知識點晦澀難懂，因此高中物理是高中階段難度系數(shù)較高的課程之一。在新高考改革背景下，高考對物理學科知識的考查形式發(fā)生了變化，教師對課堂教學工作也進行了相應調整。為了培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)，部分教師常在課堂中設置物理習題，通過習題教學和習題訓練，培養(yǎng)學生的個人能力，但習題教學的整體質量不高。

認知沖突是指學生基于自身原有知識結構對新知識產(chǎn)生的困惑和不解，即學生的原有知識結構與新知識之間產(chǎn)生矛盾。認知沖突可以促使學生在課堂中主動學習，激發(fā)學生對新知識的好奇。教師要革新課堂教學，善于制造和利用認知沖突，使學生基于認知沖突，主動學習新知識。在高中物理習題教學中應用認知沖突教學策略，能夠提高高中物理習題教學質量，讓學生更快掌握解題技巧。因此，越來越多的教師開始探究認知沖突教學策略，并嘗試將這一教學策略運用在具體教學實踐中。本文以認知沖突教學策略為突破口，總結認知沖突教學策略在高中物理習題教學中的應用，以期提高高中物理習題教學的質量。

一、認知沖突在課堂教學中的價值

（一）喚醒學生的思維

在高中物理課堂教學中應用認知沖突教學策略，能夠讓學生的思維在課堂中高效運轉，保證學生思維能力的發(fā)展。

首先，個人認知與學習內容的沖突能夠讓學生思考“到底什么是正確的”“為什么會這樣”等問題，并在思考中深入理解和掌握物理學科知識。學生在透徹理解物理學科知識的基礎上，能夠舉一反三，并將理論知識和實踐應用一一對應，達到理想的學習狀態(tài)。

其次，個人認知與學習內容的沖突能夠喚醒學生運用物理思維思考和解決現(xiàn)實生活問題的意識，讓學生在課堂中保持專注力的高度集中，積極主動地與教師互動，獲得良好的學習體驗。

最后，認知沖突能夠激勵學生形成更多元化的思維，促使學生深入探究同一問題的不同解決方式，并與其他同學分享自己的思維方式。在此基礎上，學生有機會產(chǎn)生具有創(chuàng)新性的想法，發(fā)展創(chuàng)新能力。

（二）方便創(chuàng)設問題情境

在高中物理課堂教學中應用認知沖突教學策略，能夠幫助教師創(chuàng)設高效的問題教學情境，使物理課堂的教學結構更加清晰。首先，學生的認知沖突可以作為教師設計物理課堂教學提問內容的出發(fā)點，鍛煉學生解決現(xiàn)實生活問題的能力。其次，教師分析學生的認知沖突，設計學生感興趣的問題，可以吸引學生進行自主探究，培養(yǎng)學生的實踐能力、探究能力和良好學習習慣。最后，認知沖突能夠讓學生主動提出問題，并自主探究和解決問題，從而深化對相關知識的理解，提升物理學科核心素養(yǎng)。

（三）激活學生的學習內驅力

在高中物理課堂教學中應用認知沖突教學策略，能夠激活學生的學習內驅力，培養(yǎng)學生自主學習的興趣、能力和習慣。

認知沖突教學可以讓學生對所學的新知識產(chǎn)生好奇，進而開展自主探究和深度學習。學生在自主完成學習任務和達成學習目標后，會感到欣喜、激動，進而將這種積極情緒轉化為學習的內在驅動力，主動學習物理學科知識。

認知沖突教學還可以讓學生在學習中獲得成就感。特別是當學生將物理知識應用于解決現(xiàn)實生活問題時，他們會產(chǎn)生源源不斷的學習動力。同時，學生能夠從現(xiàn)實生活中發(fā)現(xiàn)更多物理現(xiàn)象，總結更多物理問題，積累更多生活經(jīng)驗。

（四）促進學生可持續(xù)發(fā)展

在高中物理課堂教學中應用認知沖突教學策略，能夠促進學生的可持續(xù)發(fā)展。

首先，認知沖突教學能夠不斷引出新的問題，激活學生的學習動力，從而促進學生的可持續(xù)發(fā)展。在此基礎上，學生能夠進入“發(fā)現(xiàn)問題—探究和解決問題—發(fā)現(xiàn)新問題”的循環(huán)之中，逐步提高個人學習能力。

其次，認知沖突教學遵循學生的認知規(guī)律和成長規(guī)律，課堂教學活動的設計比較科學，各環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系、循序漸進，能夠幫助學生增強學習物理學科知識的自信心，提高學生的學習興趣，有助于促進學生的可持續(xù)發(fā)展。

最后，認知沖突教學能夠讓學生意識到“學習和做事不能僅憑經(jīng)驗”，這不僅對學生今后的學習有所啟發(fā)，更對學生今后的生活和為人做事有所啟發(fā)，有助于促進學生的可持續(xù)發(fā)展。

二、高中物理習題教學中認知沖突策略的具體應用

（一）聯(lián)系生活現(xiàn)象

在高中物理習題教學中，教師可以靈活利用生活中常見的現(xiàn)象，開展認知沖突教學，基于學生的生活經(jīng)驗，設計物理課堂習題，讓學生認識到物理知識在現(xiàn)實生活中的應用。

例如，在講解人教版高中物理必修一第三章第4節(jié)“力的合成和分解”時，教師可以設計與“使用晾衣繩晾曬衣服，繩子會彎曲”這一現(xiàn)象相關的習題，要求學生分解其中的力。有些學生僅憑自己的生活經(jīng)驗會認為“當拉繩子的力量足夠大時，晾衣繩可以變直”，進而給出錯誤的答案。事實與學生的生活經(jīng)驗產(chǎn)生沖突，這種沖突能夠激發(fā)學生的學習興趣。接著，教師可以順勢引出分解力的方法和技巧，幫助學生高效掌握這類習題的解答技巧，并形成新的認知。之后，教師可以讓學生自行思考生活經(jīng)驗和物理知識沖突的情況，并在課堂范圍內開展討論活動，以學生之間的互動和交流代替?zhèn)鹘y(tǒng)的課堂教學，并由學生自行設計物理習題，發(fā)揮物理習題教學的價值和意義。

（二）結合實驗活動

在高中物理習題教學中，教師可以結合物理實驗活動，開展認知沖突教學，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。

教師可以設計一些比較簡單的物理實驗活動，讓學生在物理實驗中進行思考。例如，在講解人教版高中物理選擇性必修第二冊第二章第4節(jié)“互感和自感”時，教師可以將實驗作為物理習題教學內容，讓學生以小組為單位手牽手，讓站在兩端的學生手握干電池兩端的導電線。接著，教師可以先將開關閉合，此時學生無感。之后，教師可以斷開開關，此時一些學生會直接從隊伍中松手，體會到些許觸電的感受。當然，這種感受屬于正?，F(xiàn)象，也在安全范圍之內。在實驗活動開始前，學生可能會認為小小的干電池是不會讓他們產(chǎn)生觸電感受的，然而實驗活動的真實體驗會與學生已有認知產(chǎn)生沖突，讓他們對自感現(xiàn)象有更加深刻的了解。

教師還可以讓學生利用課外時間搜集比較有趣的物理實驗，自行嘗試開展物理實驗，在不斷產(chǎn)生認知沖突、解決認知沖突的過程中提高自身的實踐能力，增強物理學習效果。

此外，為了讓學生擁有更多參與物理實驗的機會，使學生的課外生活更加精彩，教師可以鼓勵學生根據(jù)自己的興趣愛好加入不同的社團組織，開展更加多元化的實驗活動，探究更多理論與已有經(jīng)驗存在沖突的物理問題。

（三）創(chuàng)設問題情境

在高中物理習題教學中，教師可以運用問題情境教學法輔助開展認知沖突教學，創(chuàng)設問題情境，啟發(fā)學生的深度思考，增強物理課堂教學的實效性。

教師可以創(chuàng)設一些學生容易模擬的問題情境，方便學生驗證自己的想法。例如，在講解人教版高中物理必修二第六章第1節(jié)“圓周運動”時，教師可以借助學生感興趣的“游樂園過山車”情境提出相關的物理問題，促使學生將專注力集中在課堂上。在學生回答問題后，教師可以利用模擬裝置模擬過山車運行的情況，讓學生發(fā)現(xiàn)模擬裝置所呈現(xiàn)的現(xiàn)象與自己的已有經(jīng)驗存在沖突，從此激發(fā)學生的探究興趣，促使學生主動開展模擬活動，并運用物理知識解答自己的疑惑，從而增強物理課堂教學效果。

教師還可以利用信息技術工具創(chuàng)設問題情境，更加直觀地向學生呈現(xiàn)相關現(xiàn)象，豐富物理習題課堂教學的形式，更好地培養(yǎng)學生的物理思維。例如，教師可以借助信息技術工具回顧模擬過山車的實驗情境，并展示學生在模擬情境中的優(yōu)秀表現(xiàn)，使物理課堂教學更加完整。

（四）利用理論與實踐的矛盾

在高中物理習題教學中，教師可以利用理論與實踐的矛盾和沖突，開展認知沖突教學，從而增強教學效果。教師可以借助有多種計算結果的物理習題開展認知沖突教學，如：“汽車以每秒鐘10米的速度做勻速直線運動。剎車2秒之后，汽車每秒鐘的行駛路程減少了4米。剎車后繼續(xù)前行9米需要使用多長時間？剎車后10秒的前行距離是多少？”在解答該習題時，學生使用不同的方法計算會得出不同的結果，產(chǎn)生認知沖突，難以判斷哪種解題思路是正確的。此時，教師可以引導學生思考“剎車距離可能為0嗎”這一問題，促使學生立足于現(xiàn)實生活開展學習和習題探究。

教師還可以讓學生以小組為單位相互提問，使其看到更多“理論知識與個人認知相互沖突”的情況。如此一來，小組合作學習的內容和形式將更加靈活，能營造良好的課堂教學氛圍，這對學生創(chuàng)新思維和個人綜合實踐能力的發(fā)展具有重要意義。學生在開展小組合作學習與交流之后，會更有動力和興趣搜集那些理論知識與個人認知相互沖突的案例，對此，教師可以整理和匯總學生搜集的題目，補充物理學科習題庫，讓學生擁有更多學習資源。

結語

在高中物理習題教學中，教師可以依托多種媒介和多項教學活動開展認知沖突教學，加強學生對生活現(xiàn)象的分析和解讀，深入探究實驗活動，并創(chuàng)設問題情境，總結理論與實際的矛盾之處。同時，在高中物理習題教學中，教師要主動在實踐中總結一套適合自己的教學方法，并保證物理習題教學方法的與時俱進，以更好地鍛煉學生的理解能力，提升學生的物理核心素養(yǎng)。

（作者單位：寧夏中衛(wèi)市海原縣興海中學）