仲大偉

建構(gòu)主義理論沖擊著傳統(tǒng)的物理教學(xué),物理教學(xué)中通過引發(fā)認(rèn)知沖突可以有效地促進概念的轉(zhuǎn)變。本文重點講述的是在建構(gòu)主義理論指導(dǎo)下如何引發(fā)認(rèn)知沖突及實例。

一、建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)觀

建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)習(xí)不是知識由教師向?qū)W生的傳遞,而是學(xué)生建構(gòu)自己的知識的過程。學(xué)習(xí)者不是被動的信息吸收者,相反他要主動地建構(gòu)信息的意義。這種建構(gòu)不可能由他人代替,這意味著學(xué)習(xí)是主動的,學(xué)習(xí)者不是被動的刺激接受者,他要對外部信息做主動加工。知識的意義也不是簡單地由外部信息決定的,外部信息本身沒有意義,意義是學(xué)習(xí)者通過新舊知識經(jīng)驗間反復(fù)地、雙向地相互作用構(gòu)成建構(gòu)而成的。每個學(xué)習(xí)者都以原有的經(jīng)驗系統(tǒng)為基礎(chǔ),對新的信息進行編碼,構(gòu)建自己的理解。原有知識又因為新經(jīng)驗的進入而發(fā)生調(diào)整和改變。所以,學(xué)習(xí)并不是信息的簡單積累,同時包含由于新舊經(jīng)驗沖突而引發(fā)的觀念轉(zhuǎn)變和結(jié)構(gòu)重組。

二、概念轉(zhuǎn)變與認(rèn)知沖突

概念轉(zhuǎn)變的研究是從順應(yīng)的側(cè)面來研究知識建構(gòu)過程,揭示學(xué)生的錯誤觀念及其轉(zhuǎn)變的規(guī)律。知識構(gòu)建一個重要方面是原有的經(jīng)驗因為新的經(jīng)驗的出現(xiàn)而發(fā)生順應(yīng),學(xué)習(xí)者必須對新舊經(jīng)驗進行調(diào)整(否則學(xué)習(xí)者即便是學(xué)到了某種知識,他也不能相信這一說法的合理性),從而使新知識真正與已有的知識經(jīng)驗實現(xiàn)整合。這時候?qū)W生不僅是獲得新知識,同時又意味著既有經(jīng)驗的改造。

認(rèn)知沖突指認(rèn)知發(fā)展過程原有概念與現(xiàn)時情境不相符時在心理上所產(chǎn)生的矛盾和沖突。

可見,概念的轉(zhuǎn)變就是認(rèn)知沖突的引發(fā)和解決過程。

三、引發(fā)認(rèn)知沖突的方法

引發(fā)認(rèn)知沖突的方法就是呈現(xiàn)對立事件,呈現(xiàn)對立事件的基本方法就是預(yù)測實驗與觀察。以下是《自由落體運動》教學(xué)片段,通過這一片段我們看一看在教學(xué)中如何引發(fā)認(rèn)知沖突。

師:重的物體和輕的物體哪個下落得快?(呈現(xiàn)對立事件,引發(fā)認(rèn)知沖突。)

生:重的快。(也有回答輕的快。)

師:到底是輕的快還是重的快呢?讓我們看下面一組實驗。

1.讓紙片和金屬球同時下落。

2.把紙片揉成紙團和金屬球同時下落 。

(同樣的紙,為什么在不同的狀態(tài)下下落的快慢不同?又進一步引發(fā)認(rèn)知沖突,促進概念的轉(zhuǎn)變。構(gòu)建起自由落體概念之后我們就還要確定自由落體加速度。)

師:紙團和金屬球做自由落體的加速度是否相同?

(引發(fā)認(rèn)知沖突,建立正確的自由落體加速度,突破難點。)

在講解反應(yīng)時間時,教師拿出一把尺。

師:尺是測量什么的?

生:長度.

師:能否用這把尺測量時間呢?(生陷入思考.)

(通過這樣的設(shè)問,引發(fā)認(rèn)知沖突,一定會使學(xué)生印象深刻。)

通過這樣層層深入地設(shè)疑,使學(xué)生心理上會產(chǎn)生強烈的認(rèn)知沖突,促進了概念的轉(zhuǎn)變,建立起正確的自由落體概念和重力加速度概念,原有的概念因新概念的出現(xiàn)發(fā)生了順應(yīng),應(yīng)用起來也會得心應(yīng)手。

四、概念引入中引發(fā)認(rèn)知沖突的實例

常言道:好的開端是成功的一半。一節(jié)課的引入正是本節(jié)課的知識構(gòu)建的開始,如何抓住學(xué)生的認(rèn)知需求和規(guī)律,激發(fā)學(xué)生積極思考、質(zhì)疑釋疑、渴求探索交流的情感,凸顯學(xué)生在課堂教學(xué)中的主體性,有效幫助學(xué)生實現(xiàn)知識構(gòu)建,這是從教學(xué)基本技能中提升的教學(xué)藝術(shù)。以下是筆者近幾年整理的幾種典型的能引發(fā)認(rèn)知沖突的引入實例。

1.能引發(fā)認(rèn)知沖突的實驗引入。

(1) 在學(xué)習(xí)閉合電路歐姆定律時,用如下圖所示的電路演示:

開關(guān)由1合到2,“電壓”增大了,燈泡反而更暗了,這樣學(xué)生對路端電壓、內(nèi)電壓和內(nèi)電阻都會有一個清晰的了解。

(2)在電磁感應(yīng)的教學(xué)中,一位教師精心地設(shè)計了這樣一個實驗:他自制了一個半徑較大的螺線管,螺線管與演示電流計相連。演示時他將左臂插入螺線管,電流計的指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)。然后又將右手臂插入螺線管,電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),學(xué)生一片驚奇,急于知道原因,教師挽起袖子,原來右手臂上綁了一個條形磁鐵。

(3)在學(xué)習(xí)力的分解時,教師可以問學(xué)生:同樣的繩子,用一根提升重物容易斷還是兩根容易斷,學(xué)生會不假思索地說一根容易斷。教師可以用兩根繩子互成角度地提起一個重物——兩根繩子斷。

(4)在學(xué)習(xí)超重和失重時,可以讓一名學(xué)生站在臺秤,然后突然下蹲,讓學(xué)生觀察秤的示數(shù)變化。問:學(xué)生的體重是否變化,那為什么秤的示數(shù)發(fā)生變化?

(5)在講解毛細現(xiàn)象時問,水能不能往高處流,然后演示毛細現(xiàn)象。實驗引入容易呈現(xiàn)對立事件,引發(fā)認(rèn)知沖突,其他的引入也不妨一試。

2.能引發(fā)認(rèn)知沖突的視頻錄像。

有的實驗是沒有辦法搬到課堂中進行的,我們可以利用現(xiàn)代多媒體教學(xué)來實現(xiàn),如:

(1)在講解加速度概念時,可以播放飛機和法拉利F1賽車啟動時的視頻,開始時賽車在前,后來飛機在前。問:到底誰快?

(2)在學(xué)習(xí)熱力學(xué)第二定律微觀意義之前學(xué)生對有序和無序了解的并不是很深。我們可以通過數(shù)碼相機錄制一段學(xué)生由集合到解散的過程中的錄像,然后讓學(xué)生討論有序和無序,學(xué)生會深刻體會到無序是各處差不多,平均的一種狀態(tài)。

3.能引發(fā)認(rèn)知沖突的小故事。

在講解瞬時速度的引入時,我們可以講這樣一個故事:一個人駕駛摩托車從家里出發(fā)10min開出8km時,撞傷了行人。交警通知他:“此條街的最高時速是50km/h ,你超速了?！边@個人辯解道:“我的車速才48km/h(8km除以10min),怎會違章?”

教師應(yīng)充分了解學(xué)生,及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生原有概念與新概念的認(rèn)知沖突。在長期的教學(xué)實踐中會積累大量生動的案例,對這些案例的整理、挖掘與應(yīng)用對教育教學(xué)研究應(yīng)該有著重要的意義。

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?笠編輯/張燁