學(xué)生認(rèn)知沖突的物理概念教學(xué)策略
時間:2022-04-29 03:24:33
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1認(rèn)知沖突策略
目前,研究者提出了多種不同過程及側(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個階段:(1)創(chuàng)設(shè)情境,預(yù)測結(jié)果,創(chuàng)設(shè)情景讓學(xué)生預(yù)測其結(jié)果,以此來揭示學(xué)生的前概念;(2)小組分享,暴露觀點(diǎn),讓學(xué)生通過討論交流,明確自己和其他學(xué)生的觀點(diǎn),學(xué)生之間對現(xiàn)有的觀點(diǎn)進(jìn)行爭論或質(zhì)疑;(3)制造矛盾,引起沖突,設(shè)計矛盾事件,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)概念解決問題.
2設(shè)計案例———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)測結(jié)果
【情境1】教室的門與窗是對著開的,如果此時一陣風(fēng)“呼”地從教室內(nèi)向外吹(如圖1),將會發(fā)生什么?風(fēng)從教室內(nèi)向外吹時,門為什么會關(guān)呢?設(shè)計意圖創(chuàng)設(shè)熟悉的生活情境,學(xué)生通過生活經(jīng)驗(yàn)很容易預(yù)測結(jié)果,但在解釋原因時,學(xué)生可能會回答是風(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)你吹向一個物體時,這個物體會遠(yuǎn)離你,比如吹肥皂泡.這個經(jīng)驗(yàn)使得學(xué)生很難理解一個事實(shí):當(dāng)你在表面吹一個物體的時候,它會靠近你.【情境2】那么如果風(fēng)從教室外向內(nèi)吹(如圖2),門還會關(guān)上么?設(shè)計意圖在情境1的基礎(chǔ)上,稍加改變,若學(xué)生按照之前的解釋來預(yù)測結(jié)果,將會得出與實(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,要求每個體驗(yàn)小組根據(jù)自己的猜想,探究1-2個因素,學(xué)生嚴(yán)格按照“控制變量法”的方法來設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案,并利用手機(jī)拍攝實(shí)驗(yàn)過程,拍攝過程需詳細(xì)描述實(shí)驗(yàn)器材,記錄實(shí)驗(yàn)過程,解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果.設(shè)計意圖學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)或預(yù)習(xí)教材,提出合理猜想,通過自主設(shè)計實(shí)驗(yàn),參與實(shí)踐,刺激學(xué)生的視覺、聽覺等感官,學(xué)生在獲得感性認(rèn)識的同時,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)測的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,這些解釋和預(yù)測可以建立在學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)或直覺上,并將每個同學(xué)的想法進(jìn)行記錄.【展示觀點(diǎn)】每組可以選擇一個代表向全班展示自己小組成員的所有想法.設(shè)計意圖通過小組成員之間的分享、交流、討論,有些問題在小組內(nèi)就能夠得到解決,通過全班展示交流,可以使結(jié)論或問題在全班分享,學(xué)生對第二個情境的預(yù)測結(jié)果存在爭議,有學(xué)生認(rèn)為門會打開,有學(xué)生認(rèn)為門會關(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)計意圖教師在演示實(shí)驗(yàn)過程中,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)計意圖作圖(如圖4)并提問啟發(fā)學(xué)生思考,在思考過程中,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,紙帶會怎樣運(yùn)動?【拓展2】乒乓球放在漏斗內(nèi),如果向下吹氣的時候,乒乓球會掉下來嗎?【拓展3】在水槽中有兩個緊靠的乒乓球(圖5),當(dāng)用注射器向兩球之間注射水時,小球會怎么樣運(yùn)動?【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)槭裁磿诳罩修D(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)計意圖通過3個課堂自主探究實(shí)驗(yàn)和3個實(shí)際生活問題,幫助學(xué)生進(jìn)一步驗(yàn)證猜想,強(qiáng)化概念的同時,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)生自己主動建構(gòu)的過程.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)者積極參與對知識的重組,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)過程中,前概念在學(xué)生的學(xué)習(xí)過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)測和解釋結(jié)果過程中,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,也能知道別人的看法.在制造矛盾之后,教師及時與學(xué)生共同分析,從而引導(dǎo)學(xué)生主動建構(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)生的錯誤前概念.在此基礎(chǔ)上,再利用一系列的自主探究活動和生活拓展問題,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)知沖突策略時需注意,教學(xué)過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引發(fā)并成功解決沖突來促進(jìn)學(xué)生的概念轉(zhuǎn)變.
作者:曾立輝 單位:揭陽市揭東區(qū)教育局教研室