根據學生認知結構創設物理教學情境

于樹軍

摘要：本文從三個方面論述了如何根據學生的認知結構和發展規律創設物理教學情境，即充分分析學情、堅持啟發式教學、讓學生明確教學活動的目的。

關鍵詞： 認知結構；教學情境；啟發式

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148(2009)2(S)-0010-2

教的規律要遵循學的規律，教師的教學方法和手段只有順應了學生的認知結構和發展規律，才能有效創設課堂教學的最佳情境，收到良好的教學效果。在課堂教學中，教師要從學生的認知水平和思維特點出發，努力創造符合學生認知發展規律的課堂教學情境。創設要靠啟發來實現，啟發要以順應為基礎。如何因勢利導，實現創設與順應的統一，筆者認為可以從以下三個方面進行思考。

1 充分分析學情

在物理學的許多知識點上，學生認知結構的平衡由破壞再到新的平衡要承受較大的心理負荷。不少學生由于缺乏戰勝困難的信心而容易對物理失去興趣。減少學生心理負荷的辦法可以通過教學方法與學生的心理活動的協調來實現。

傳統的教學方法基本上處于“教師給、學生收”的局面。要改變這種局面，首先要認識到教是為了學，要重視分析學生的學習心理，要善于把自己置于“學”的一方來思考問題。對一些難度較大的知識點，要分析學生在學習過程中可能出現的困難和問題；怎樣設計教學程序更利于理解；采取什么方法更利于激發他們的主動性，從而使教學主動地順應學生的認識發展規律。

例如，初中物理中功的概念是一個難點。初中生頭腦中有“工作”、“功勞”的概念，容易認為“用了力就一定做功”。因此，有些學生會認為手提重物不動或在水平地面上走動時人累得滿頭大汗，人卻沒有對重物做功，這矛盾嗎?功的定義W=FS有什么意義?教師應重視這種學生對功的概念的心理排斥現象，并且要有準備地設計突破點。因此，必須向學生講清楚：(1)力學中的功所賦于的物理內容是特定的，指作用在物體上的力與物體在力的方向上移動的距離的乘積，因而與平常所說的“工作”、“功勞”的意義不相同。(2)這樣定義功，可以把物體在力的作用下的機械運動規律用一個簡單的形式來表述，因而功的定義是有意義的。

2 堅持啟發式教學

良好的課堂教學情境應該氣氛和諧，學生興趣濃厚，自信心強。這是一個復雜的、多層次、多要素的活動過程。因此，創設情境的具體手段也應是多方位、多樣化的，具體有下面三點：

（1）利用新授知識與原有認知結構的矛盾，建立新的認知結構。

如教師在引入“物體的浮沉條件”一課時，針對學生原有的“木塊總是上浮的，金屬總是下沉的”認識，采取以下提問方式創設情境。

教師：將一木塊和一個牙膏皮同時放人盛水的燒杯中。為什么木塊浮于水面，而牙膏皮卻沉下去了？

學生：牙膏皮是鋁做的，鋁是一種金屬。

教師：金屬總是下沉的，是嗎?

學生：是的。

教師：將牙膏皮折成船狀放在水中，牙膏皮卻是浮于水面的。

至此，學生原有的認知結構被破壞，處于一種“憤”、“悱”的心理狀態，這就形成了強烈的求知欲望，為進一步討論物體的浮沉條件創設了情境。

再如，針對學生原有的“眼睛看到的東西一定真實存在”的錯誤認識，為了引導學生建立起“虛像是光線反向延長線的交點，看起來是‘實實在在的，其實是不存在的”的新認識，采取了以下方法。

教師先指導學生做“蠟燭在水中燃燒”的實驗。如圖1所示，把一塊透明玻璃直立在桌子上，在玻璃前方放一支蠟燭，后方放一個盛著水的大玻璃杯，讓玻璃杯與蠟燭對稱于玻璃面。點燃蠟燭后，讓學生從蠟燭一側向玻璃看去，會看到玻璃后邊有一蠟燭在水中燃燒。

看到的實驗現象與常理矛盾，這破壞了學生原有的錯誤認識，從而對“虛像”的正確概念確信無疑。

（2）運用原有的認知結構進行拓展，向新的認知結構自然過渡。

認知結構的發展總是承前啟后，循序漸進的。教師要善于在適當的情境下拓展學生原有的知識，形成新的認知結構。這樣從已知到未知，可以減輕學生學習過程中的心理負荷。例如初中物理《熱機》這節課，可以利用學生熟悉的實驗進行拓展，有助于學生獲得新知。

實驗：在洗凈的“雪碧”塑料瓶中滴入少許酒精，塞上橡皮塞，如圖2所示。用電子點火槍在瓶中點火，酒精與空氣的混合氣體燃燒爆炸，瓶塞“砰”的一聲打到教室天花板上。

討論：該現象發生的原因是什么？整個過程中的能量是怎樣轉化的?

拓展：把實驗模型向汽油機模型轉換。如果以活塞代替瓶塞，塑料瓶改為光滑金屬缸，以活塞推動曲軸、飛輪，這樣就利用了活塞機械運動的能量。那是否有辦法讓這個過程反復進行?怎樣排出廢氣并讓燃料和空氣重新混合？通過教師點撥、學生討論，逐步形成汽油機的模型。在此基礎上，教師再利用掛圖和實物模型來講解，學生便能始終處于積極思維的狀態。

（3）善于把學生引向主體地位，使他們主動積極地形成新的認知結構。

教師應順應學生的思維規律，創造條件，讓學生在具體分析和解決問題的過程中，有充分表現的機會。在這種情形下，我們才能有針對性地啟發引導，達到教學目的。

以初中物理《焦耳定律》一課為例，在學生已經知道電流通過導體會產生熱量，電流做功可以把電能轉變成熱能后，教學中教師可以不急于做演示實驗和把結論告訴學生。這時可以提出“電流通過導體產生熱量的多少可能與哪些因素有關？”的問題讓學生展開討論。學生圍繞與電流強度有關的物理量，說出了電流強度、電壓、電阻以及通電時間等。教師引導學生分析判斷幾個相互獨立的有關量后，又提問：“這幾個物理量的大小與電熱的多少有什么關系?”讓學生猜想、討論，形成比較一致的結論后，教師提出可以用實驗來檢驗，同時向學生展示實驗器材讓學生思考能否利用這些器材來驗證自己的結論，并由學生提出實驗方案。最后師生共同進行實驗操作，得出結論。

以上教學過程，采用了不斷提出問題的方式，引導學生猜想、推理、判斷、驗證，這樣順應了學生對問題的認識發展規律。同時，通過不斷調動學生的積極性，使學生形成新的認知結構的過程更為主動。

3 讓學生明確教學活動的目的

教學的主要目的主要是為了塑造學生。一個教師應該學會設計最適應學生實際情況的教學方案。這樣，教師的作用才可能得到有效的發揮。教學情境一旦脫離了教學目標的指引，精彩的情境也只能是“花架子”。例如，某新教師在上《測定勻速直線運動的速度》一課時，讓全班同學帶著鐘表到操場上活動半個小時后再回到教室交流測量結果，有些同學竟不知測出的數據有什么用處。這樣一個生動活潑的教學活動卻并沒有收到預設的效果，原因之一是創設的情境沒有使學生明確活動目的。因此，只有讓學生有目的地進行活動，才能實現動機、情境、效果的統一。

良好的課堂教學情境，是教師與學生雙方共同努力創造而形成的，尤其需要教師在分析學情、鉆研教材的基礎上開展創造性的活動。值得一提的是，教師還應注意與學生進行感情溝通。教學過程中教師面對的是生命個體，教學雙方需要交流與合作。因此，教師平時應多與學生交流，多鼓勵他們，才能獲得學生的愛戴和信任。在這個過程中，教師又可以更深入地了解學生，這也是搞好課堂教學的前提條件之一。

(欄目編輯趙保鋼)