引發認知沖突 突破物理教學難點

梁建

【關鍵詞】認知沖突；過程與方法；歐姆定律

【中圖分類號】G633.7 【文獻標志碼】A 【文章編號】1005-6009（2016）18-0066-01

認知沖突策略強調利用已有的知識經驗與最近發展區的知識產生沖突。它是通過探究過程暴露原有知識結構的不足，在“憤”“悱”的心理狀態下，激發學生合作探究、自我反思的一種教學策略。筆者在教學蘇科版《物理》九年級“歐姆定律”時，主要采用了這一策略，通過創設有思考價值的相關問題，“搭個梯子”幫助學生自主學習物理規律，實現“智慧”學習。

1.利用認知沖突創設物理情境。

教師首先引導學生回憶已經學習過的串并聯電路。接著給學生提供電源、開關、導線、小燈泡和電阻等器械，讓學生設計一個能夠使燈泡發光的電路。待學生分小組設計好電路后，提出問題：“如何讓設計的小燈泡亮度發生變化呢？”

學生A：增加或減少一節電池。教師：還有其他不同方案嗎？學生B：串聯一個電阻。教師：我們知道燈泡亮度改變說明燈泡中的電流大小發生變化了，請同學們思考你是怎樣改變燈泡中的電流的，電流與哪些因素有關呢？

教師引導學生改變燈泡亮度，絕大多數學生都想到了學生A的方案，這時學生B給出串聯一個電阻的方案，出乎大家的意料。對學生基于使用手電筒的生活經驗產生了極大的認知沖突。教師借此引入猜想：電流與電壓、電阻的關系，顯得“水到渠成”。

2.利用認知沖突培養學生的思維方式。

結合上面的實驗過程，讓學生復述實驗現象：增加電池，燈泡變亮；增加電阻，燈泡變暗。學生也就知道改變電壓、電阻能夠改變電流。此時組織學生小組合作討論：如果單獨改變電壓或者電阻，電流的大小會如何變化呢？

教師引導學生根據物理實驗現象對影響電流大小的因素進行猜想，這是科學研究的一種重要方法。學生在經歷實驗探究過程后，能夠自發地感悟三者之間的定性關系，做出自己的猜想與假設，并轉換思維方式，知道要運用控制變量法設計下一步的方案。

3.利用函數圖像設置認知沖突，建構物理規律。

在學生得到電壓、電阻和電流的相關實驗數據后，教師引導學生先分析一些數據的直接關系，然后分小組描點作圖，畫出I和U以及I和R的函數圖像。通過圖像直觀地凸顯出I和U的正比關系，I和R的反比關系。如下圖：

學生在學習密度與質量、體積的關系時，已經初步學會了運用函數圖像建構物理規律。基于現有的數學知識將繁雜的數據直觀地反映在直線和曲線上。不同小組的學生發現畫出的I、U圖像傾斜程度各不相同，這又激起了學生討論研究的興趣。經過教師的分析，學生認識到傾斜程度不同，就是圖像的斜率不同，是因為各小組選擇了不同的電阻R多次實驗而導致的。

4.利用歐姆定律的發現史引發認知沖突，進行人文素養教育。

學生只要一節課就掌握了歐姆定律，往往會在主觀上認為歐姆定律的發現應該是一帆風順的。通過教材中的閱讀材料，讓學生了解到歐姆早年的不幸，從情感上培養學生淡泊名利、務實求真、為求真理永不言棄的精神。

（作者單位：江蘇省沭陽如東實驗學校）