學生認知沖突的物理概念教學策略

時間:2022-04-29 03:24:33

導語:學生認知沖突的物理概念教學策略一文來源于網友上傳,不代表本站觀點,若需要原創文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

學生認知沖突的物理概念教學策略

1認知沖突策略

目前,研究者提出了多種不同過程及側重點的認知沖突策略,本文結合已有研究成果和初中教學實際,總結出認知沖突策略的5個階段:(1)創設情境,預測結果,創設情景讓學生預測其結果,以此來揭示學生的前概念;(2)小組分享,暴露觀點,讓學生通過討論交流,明確自己和其他學生的觀點,學生之間對現有的觀點進行爭論或質疑;(3)制造矛盾,引起沖突,設計矛盾事件,并讓學生嘗試解釋,以此引起認知沖突;(4)建立概念,解決沖突,教師用科學概念進行理論解釋;(5)拓展應用,強化概念,設置多種新情境,讓學生用剛習得的科學概念解決問題.

2設計案例———流體壓強與流速的關系

本文以“流體壓強與流速的關系”為例,展示基于學生認知沖突的初中物理概念教學策略

2.1創設情境,預測結果

【情境1】教室的門與窗是對著開的,如果此時一陣風“呼”地從教室內向外吹(如圖1),將會發生什么?風從教室內向外吹時,門為什么會關呢?設計意圖創設熟悉的生活情境,學生通過生活經驗很容易預測結果,但在解釋原因時,學生可能會回答是風力使門關上的,從而暴露學生的前概念.學生從實際的生活經驗中發現,當你吹向一個物體時,這個物體會遠離你,比如吹肥皂泡.這個經驗使得學生很難理解一個事實:當你在表面吹一個物體的時候,它會靠近你.【情境2】那么如果風從教室外向內吹(如圖2),門還會關上么?設計意圖在情境1的基礎上,稍加改變,若學生按照之前的解釋來預測結果,將會得出與實際情況不符的結果.教師在課前布置具體體驗任務,將全班學生分成若干體驗小組,每組4人,要求每個體驗小組根據自己的猜想,探究1-2個因素,學生嚴格按照“控制變量法”的方法來設計實驗方案,并利用手機拍攝實驗過程,拍攝過程需詳細描述實驗器材,記錄實驗過程,解釋實驗結果.設計意圖學生根據生活經驗或預習教材,提出合理猜想,通過自主設計實驗,參與實踐,刺激學生的視覺、聽覺等感官,學生在獲得感性認識的同時,引起學生內在的認知沖突,激發學生的求知欲望和體驗愿望.

2.2小組分享,暴露觀點

【小組分享】小組成員分享各自的解釋和預測的實驗結果,這些解釋和預測可以建立在學生的經驗或直覺上,并將每個同學的想法進行記錄.【展示觀點】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,有些問題在小組內就能夠得到解決,通過全班展示交流,可以使結論或問題在全班分享,學生對第二個情境的預測結果存在爭議,有學生認為門會打開,有學生認為門會關上.在這種情況下,學生十分渴望看到結果.

2.3制造矛盾,引起沖突

【演示實驗】教師用自制的門模型和吹風機來模擬風從內往外吹的現象,門關上了.接著再模擬風從外向內吹的現象(圖3),學生看到門也關上了.設計意圖教師在演示實驗過程中,部分學生發現真實的實驗結果和自己預測的實驗結果相矛盾,從而引發認知沖突,小組成員之間嘗試去解釋這一現象,為學生轉變錯誤的前概念奠定基礎.

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?什么力使門關上?用吹風機吹風改變了什么?【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上,吹風增加了門右側的氣體流速.【建立概念】氣體的流速越大,壓強越小.設計意圖作圖(如圖4)并提問啟發學生思考,在思考過程中,師生共同分析,并引導學生給出合理的猜想,從而建立科學概念.

2.5拓展應用,強化概念

【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,紙帶會怎樣運動?【拓展2】乒乓球放在漏斗內,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),當用注射器向兩球之間注射水時,小球會怎么樣運動?【學生自主探究】學生利用教師提供的實驗器材自主探究以上3個實驗,并利用剛剛建立的科學概念,解釋實驗結果.【拓展4】飛機的升力是怎樣產生的?【拓展5】美麗的弧線———香蕉球,球為什么會在空中轉彎?【拓展6】地鐵站、火車站為何要設置黃色預警線?設計意圖通過3個課堂自主探究實驗和3個實際生活問題,幫助學生進一步驗證猜想,強化概念的同時,激發學生的探索欲望,并真正符合從生活走向物理,從物理走向社會的理念.

3教學反思

建構主義學習理論認為,學生的學習是學生自己主動建構的過程.皮亞杰的認知發展理論認為,學習的核心是學習者積極參與對知識的重組,因此在初中物理概念教學中應讓學生積極參與到概念的建構過程中,前概念在學生的學習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,要有效轉變學生的錯誤前概念,需要采用一些有效的教學策略.認知沖突教學策略正是建立在引發和解決認知沖突上的教學策略,其目的就是為了將學生現有的具有負遷移作用的前概念轉變為正確的科學概念.本次課中利用學生熟悉的風吹門的生活情境,在學生預測和解釋結果過程中,不斷制造沖突,引發學生探索現象的好奇心,在小組分享討論過程中,學生之間相互交流自己的觀點,有利于學生清楚了解自己的觀點的同時,也能知道別人的看法.在制造矛盾之后,教師及時與學生共同分析,從而引導學生主動建構“氣體的流速越大,壓強越小”的科學概念,有利于轉變學生的錯誤前概念.在此基礎上,再利用一系列的自主探究活動和生活拓展問題,幫助學生進一步強化新概念,從而有效建立科學概念.在應用認知沖突策略時需注意,教學過程絕不僅僅只是為了引發學生的認知沖突,讓學生產生矛盾而置之不理,認知沖突教學策略的根本目的是通過引發并成功解決沖突來促進學生的概念轉變.

作者:曾立輝 單位:揭陽市揭東區教育局教研室