學(xué)生認(rèn)知沖突的物理概念教學(xué)策略

時(shí)間:2022-04-29 03:24:33

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學(xué)生認(rèn)知沖突的物理概念教學(xué)策略

1認(rèn)知沖突策略

目前,研究者提出了多種不同過(guò)程及側(cè)重點(diǎn)的認(rèn)知沖突策略,本文結(jié)合已有研究成果和初中教學(xué)實(shí)際,總結(jié)出認(rèn)知沖突策略的5個(gè)階段:(1)創(chuàng)設(shè)情境,預(yù)測(cè)結(jié)果,創(chuàng)設(shè)情景讓學(xué)生預(yù)測(cè)其結(jié)果,以此來(lái)揭示學(xué)生的前概念;(2)小組分享,暴露觀點(diǎn),讓學(xué)生通過(guò)討論交流,明確自己和其他學(xué)生的觀點(diǎn),學(xué)生之間對(duì)現(xiàn)有的觀點(diǎn)進(jìn)行爭(zhēng)論或質(zhì)疑;(3)制造矛盾,引起沖突,設(shè)計(jì)矛盾事件,并讓學(xué)生嘗試解釋,以此引起認(rèn)知沖突;(4)建立概念,解決沖突,教師用科學(xué)概念進(jìn)行理論解釋;(5)拓展應(yīng)用,強(qiáng)化概念,設(shè)置多種新情境,讓學(xué)生用剛習(xí)得的科學(xué)概念解決問(wèn)題.

2設(shè)計(jì)案例———流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系

本文以“流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”為例,展示基于學(xué)生認(rèn)知沖突的初中物理概念教學(xué)策略

2.1創(chuàng)設(shè)情境,預(yù)測(cè)結(jié)果

【情境1】教室的門與窗是對(duì)著開(kāi)的,如果此時(shí)一陣風(fēng)“呼”地從教室內(nèi)向外吹(如圖1),將會(huì)發(fā)生什么?風(fēng)從教室內(nèi)向外吹時(shí),門為什么會(huì)關(guān)呢?設(shè)計(jì)意圖創(chuàng)設(shè)熟悉的生活情境,學(xué)生通過(guò)生活經(jīng)驗(yàn)很容易預(yù)測(cè)結(jié)果,但在解釋原因時(shí),學(xué)生可能會(huì)回答是風(fēng)力使門關(guān)上的,從而暴露學(xué)生的前概念.學(xué)生從實(shí)際的生活經(jīng)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),當(dāng)你吹向一個(gè)物體時(shí),這個(gè)物體會(huì)遠(yuǎn)離你,比如吹肥皂泡.這個(gè)經(jīng)驗(yàn)使得學(xué)生很難理解一個(gè)事實(shí):當(dāng)你在表面吹一個(gè)物體的時(shí)候,它會(huì)靠近你.【情境2】那么如果風(fēng)從教室外向內(nèi)吹(如圖2),門還會(huì)關(guān)上么?設(shè)計(jì)意圖在情境1的基礎(chǔ)上,稍加改變,若學(xué)生按照之前的解釋來(lái)預(yù)測(cè)結(jié)果,將會(huì)得出與實(shí)際情況不符的結(jié)果.教師在課前布置具體體驗(yàn)任務(wù),將全班學(xué)生分成若干體驗(yàn)小組,每組4人,要求每個(gè)體驗(yàn)小組根據(jù)自己的猜想,探究1-2個(gè)因素,學(xué)生嚴(yán)格按照“控制變量法”的方法來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,并利用手機(jī)拍攝實(shí)驗(yàn)過(guò)程,拍攝過(guò)程需詳細(xì)描述實(shí)驗(yàn)器材,記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程,解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果.設(shè)計(jì)意圖學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)或預(yù)習(xí)教材,提出合理猜想,通過(guò)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),參與實(shí)踐,刺激學(xué)生的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等感官,學(xué)生在獲得感性認(rèn)識(shí)的同時(shí),引起學(xué)生內(nèi)在的認(rèn)知沖突,激發(fā)學(xué)生的求知欲望和體驗(yàn)愿望.

2.2小組分享,暴露觀點(diǎn)

【小組分享】小組成員分享各自的解釋和預(yù)測(cè)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,這些解釋和預(yù)測(cè)可以建立在學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)或直覺(jué)上,并將每個(gè)同學(xué)的想法進(jìn)行記錄.【展示觀點(diǎn)】每組可以選擇一個(gè)代表向全班展示自己小組成員的所有想法.設(shè)計(jì)意圖通過(guò)小組成員之間的分享、交流、討論,有些問(wèn)題在小組內(nèi)就能夠得到解決,通過(guò)全班展示交流,可以使結(jié)論或問(wèn)題在全班分享,學(xué)生對(duì)第二個(gè)情境的預(yù)測(cè)結(jié)果存在爭(zhēng)議,有學(xué)生認(rèn)為門會(huì)打開(kāi),有學(xué)生認(rèn)為門會(huì)關(guān)上.在這種情況下,學(xué)生十分渴望看到結(jié)果.

2.3制造矛盾,引起沖突

【演示實(shí)驗(yàn)】教師用自制的門模型和吹風(fēng)機(jī)來(lái)模擬風(fēng)從內(nèi)往外吹的現(xiàn)象,門關(guān)上了.接著再模擬風(fēng)從外向內(nèi)吹的現(xiàn)象(圖3),學(xué)生看到門也關(guān)上了.設(shè)計(jì)意圖教師在演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,部分學(xué)生發(fā)現(xiàn)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和自己預(yù)測(cè)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相矛盾,從而引發(fā)認(rèn)知沖突,小組成員之間嘗試去解釋這一現(xiàn)象,為學(xué)生轉(zhuǎn)變錯(cuò)誤的前概念奠定基礎(chǔ).

2.4建立概念,解決沖突

【教師提示】門靜止時(shí)兩面的受力情況?什么力使門關(guān)上?用吹風(fēng)機(jī)吹風(fēng)改變了什么?【共同分析】靜止時(shí)門兩面受到的大氣壓力平衡,不平衡的大氣壓力使門關(guān)上,吹風(fēng)增加了門右側(cè)的氣體流速.【建立概念】氣體的流速越大,壓強(qiáng)越?。O(shè)計(jì)意圖作圖(如圖4)并提問(wèn)啟發(fā)學(xué)生思考,在思考過(guò)程中,師生共同分析,并引導(dǎo)學(xué)生給出合理的猜想,從而建立科學(xué)概念.

2.5拓展應(yīng)用,強(qiáng)化概念

【拓展1】如果你手中夾著紙帶的一端,然后向著紙帶的上表面吹氣,紙帶會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)?【拓展2】乒乓球放在漏斗內(nèi),如果向下吹氣的時(shí)候,乒乓球會(huì)掉下來(lái)嗎?【拓展3】在水槽中有兩個(gè)緊靠的乒乓球(圖5),當(dāng)用注射器向兩球之間注射水時(shí),小球會(huì)怎么樣運(yùn)動(dòng)?【學(xué)生自主探究】學(xué)生利用教師提供的實(shí)驗(yàn)器材自主探究以上3個(gè)實(shí)驗(yàn),并利用剛剛建立的科學(xué)概念,解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果.【拓展4】飛機(jī)的升力是怎樣產(chǎn)生的?【拓展5】美麗的弧線———香蕉球,球?yàn)槭裁磿?huì)在空中轉(zhuǎn)彎?【拓展6】地鐵站、火車站為何要設(shè)置黃色預(yù)警線?設(shè)計(jì)意圖通過(guò)3個(gè)課堂自主探究實(shí)驗(yàn)和3個(gè)實(shí)際生活問(wèn)題,幫助學(xué)生進(jìn)一步驗(yàn)證猜想,強(qiáng)化概念的同時(shí),激發(fā)學(xué)生的探索欲望,并真正符合從生活走向物理,從物理走向社會(huì)的理念.

3教學(xué)反思

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為,學(xué)生的學(xué)習(xí)是學(xué)生自己主動(dòng)建構(gòu)的過(guò)程.皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論認(rèn)為,學(xué)習(xí)的核心是學(xué)習(xí)者積極參與對(duì)知識(shí)的重組,因此在初中物理概念教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生積極參與到概念的建構(gòu)過(guò)程中,前概念在學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中既有積極的成分又有消極成分,且前概念具有廣泛性和頑固性,要有效轉(zhuǎn)變學(xué)生的錯(cuò)誤前概念,需要采用一些有效的教學(xué)策略.認(rèn)知沖突教學(xué)策略正是建立在引發(fā)和解決認(rèn)知沖突上的教學(xué)策略,其目的就是為了將學(xué)生現(xiàn)有的具有負(fù)遷移作用的前概念轉(zhuǎn)變?yōu)檎_的科學(xué)概念.本次課中利用學(xué)生熟悉的風(fēng)吹門的生活情境,在學(xué)生預(yù)測(cè)和解釋結(jié)果過(guò)程中,不斷制造沖突,引發(fā)學(xué)生探索現(xiàn)象的好奇心,在小組分享討論過(guò)程中,學(xué)生之間相互交流自己的觀點(diǎn),有利于學(xué)生清楚了解自己的觀點(diǎn)的同時(shí),也能知道別人的看法.在制造矛盾之后,教師及時(shí)與學(xué)生共同分析,從而引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)“氣體的流速越大,壓強(qiáng)越小”的科學(xué)概念,有利于轉(zhuǎn)變學(xué)生的錯(cuò)誤前概念.在此基礎(chǔ)上,再利用一系列的自主探究活動(dòng)和生活拓展問(wèn)題,幫助學(xué)生進(jìn)一步強(qiáng)化新概念,從而有效建立科學(xué)概念.在應(yīng)用認(rèn)知沖突策略時(shí)需注意,教學(xué)過(guò)程絕不僅僅只是為了引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,讓學(xué)生產(chǎn)生矛盾而置之不理,認(rèn)知沖突教學(xué)策略的根本目的是通過(guò)引發(fā)并成功解決沖突來(lái)促進(jìn)學(xué)生的概念轉(zhuǎn)變.

作者:曾立輝 單位:揭陽(yáng)市揭東區(qū)教育局教研室