(江蘇省丹陽市華南實驗學(xué)校，江蘇 丹陽 212300)

1 引言

概念是初中物理學(xué)科知識體系的基礎(chǔ)，學(xué)生只有在充分理解物理概念的前提下，才能對物理現(xiàn)象進行分析，掌握相應(yīng)的物理原理。概念教學(xué)不僅關(guān)系著物理教學(xué)的實際效果，更是培養(yǎng)學(xué)生能力的一個重要途徑，必須得到足夠的重視。在當前的初中物理概念教學(xué)中，存在著許多問題，學(xué)生在現(xiàn)實生活中構(gòu)建的錯誤前概念，往往影響其正確理解物理概念，導(dǎo)致教學(xué)無法取得預(yù)期效果。物理教師需要對學(xué)生的錯誤前概念進行梳理，創(chuàng)設(shè)情景激發(fā)學(xué)生的認知沖突，采取切實可行的措施，保證初中物理概念教學(xué)的有效性。

2 初中物理概念教學(xué)的難點

物理概念是物理現(xiàn)象的本質(zhì)在人腦中的反映，是對物理事物的抽象，也是在長期觀察、實驗和思考的過程中得到的產(chǎn)物。通過概念教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生逐步形成和理解物理概念，能夠幫助其更好地掌握物理規(guī)律、發(fā)展認知能力，這也是初中物理教學(xué)改革的一項重要內(nèi)容。

但是從目前來看，在初中物理概念教學(xué)中存在著許多的難點和問題，嚴重影響了教學(xué)的有效性。具體來講，一是概念本身理解難度較大，初中物理概念大體上可以分為兩種不同的類型，一種是對物質(zhì)基本屬性的描述，如顏色、質(zhì)量、密度、沸點等，[1]要求學(xué)生必須掌握認識事物的基本方法，了解其本質(zhì)屬性，結(jié)合本質(zhì)屬性對事物進行區(qū)分，對于學(xué)生的理解能力要求較高;另一種是對物質(zhì)及其運動的特性的描述，如速度、功率、電壓、電流等，要求學(xué)生具備較為豐富的生活經(jīng)驗和一定的抽象思維能力。二是物理學(xué)科特點的影響，物理學(xué)科是一門強調(diào)實驗和觀察的學(xué)科，觀察和實驗是建構(gòu)概念的主要途徑，想要學(xué)好物理概念，學(xué)生必須具備較強的理解能力、閱讀能力和思考能力。在初中物理概念教學(xué)中，有教師經(jīng)常會以理論講解來代替實驗操作，要求學(xué)生通過背誦的方式掌握實驗操作的流程和現(xiàn)象，這樣學(xué)生的認知完全是由教師主導(dǎo)，他們的思維能力無法得到提高，對于概念的認知也缺乏基礎(chǔ)支撐。[2]三是前概念的影響，初中生剛開始接觸物理，對于物理現(xiàn)象的認識多數(shù)源自生活的體悟，在缺乏系統(tǒng)性引導(dǎo)的情況下，學(xué)生會形成一些錯誤前概念，這些前概念的存在嚴重影響了他們對于物理概念的理解和認識，教師想要通過簡單的課堂講解來幫助學(xué)生扭轉(zhuǎn)這種錯誤認知，存在相當大的難度。

3 認知沖突策略的內(nèi)涵與意義

認知沖突策略的基礎(chǔ)是建構(gòu)主義理論，強調(diào)針對學(xué)生的錯誤前概念，激發(fā)認知沖突，進而通過有效的教學(xué)實現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變。認知沖突指當個體意識到自身的認知結(jié)構(gòu)和認識環(huán)境存在不一致或者不協(xié)調(diào)時所形成的心理緊張狀態(tài)，對于學(xué)生而言，認知沖突指學(xué)生原本認知結(jié)構(gòu)與新知識之間出現(xiàn)了難以包容的矛盾?，F(xiàn)代教學(xué)心理學(xué)指出：當個體觀念出現(xiàn)不協(xié)調(diào)時，會采取相應(yīng)的措施和方法，對自身的觀念做出改變，消除不平衡狀態(tài)，獲得新的協(xié)調(diào)，從這個角度分析，認知沖突可以引發(fā)態(tài)度和觀念等的變化。[3]在物理教學(xué)中，通過引發(fā)學(xué)生認知沖突的方式，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，提升課堂教學(xué)效率，推動學(xué)生認知結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。建構(gòu)主義認為：學(xué)習是學(xué)生的自主性活動，學(xué)生應(yīng)該運用現(xiàn)有知識，對新知識進行探究和建構(gòu)，有研究指出：對于前概念的不滿，是推動學(xué)生轉(zhuǎn)變觀念的主要因素之一，因此，在初中物理教學(xué)中，通過引發(fā)學(xué)生認知沖突的方式，能夠調(diào)動其對于新知識學(xué)習的積極性，降低學(xué)習難度，提升教學(xué)效果。認知沖突策略是以認識沖突為前提，通過恰當?shù)慕虒W(xué)方法來解決沖突。在初中物理概念教學(xué)中，教師可以結(jié)合具體情況，從學(xué)生的認知沖突著手，開展教學(xué)活動，幫助學(xué)生更好地理解和掌握物理概念。[3]

4 基于認知沖突的初中物理概念教學(xué)

物理概念本身的抽象性往往使得學(xué)生缺乏學(xué)習興趣，主要原因是學(xué)生本身的認知能力被概念限制，忽略了概念產(chǎn)生的背景。因此，在初中物理概念教學(xué)中，教師應(yīng)該盡量聯(lián)系現(xiàn)實生活，從學(xué)生的認知沖突出發(fā)，設(shè)置課堂教學(xué)活動。這里以初中物理中“流體壓強與流速的關(guān)系”教學(xué)為例，對基于認知沖突的物理概念教學(xué)策略進行探討。

4.1 創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境

在教學(xué)前，教師可以通過創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的方式，吸引學(xué)生的注意力，為新知識的導(dǎo)入做好鋪墊。例如，教師可以創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的情境，提出問題:上課期間教室里很悶熱，于是大家打開了窗戶，此時一陣風從外面吹來，會發(fā)生什么?如果風是從教室內(nèi)向外吹，又會發(fā)生什么?[4]利用學(xué)生十分熟悉的生活情境，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自身的經(jīng)驗探索答案:從外向內(nèi)吹的風會帶來涼爽，從內(nèi)往外吹的風則會關(guān)上教室的門。這一點啟示已經(jīng)暴露出了學(xué)生的前概念。在現(xiàn)實生活中，學(xué)生普遍認為當你用力去吹一個物體時，它會距離你越來越遠，如紙條、肥皂泡等，而這樣的經(jīng)驗會導(dǎo)致學(xué)生很難理解一個客觀事實:如果從表面向一個物體吹氣，它會向你靠近。當學(xué)生感到困惑時，教師不應(yīng)該直接給出解答，可以繼續(xù)設(shè)置相應(yīng)的實驗情境:取一個飲水機上用的空桶，在桶口放入一個小紙團，選擇5個學(xué)生，分別對著桶口吹氣，看能不能將紙團吹進桶內(nèi)。結(jié)果所有的學(xué)生都無法辦到，甚至越是用力吹，紙團就越會從桶口跳出。[5]

4.2 引導(dǎo)小組討論

上述教學(xué)情境可以緊緊吸引學(xué)生的注意力，然后對學(xué)生進行分組，鼓勵其進行小組討論，引導(dǎo)其對各自的預(yù)測結(jié)果和看法進行分享和交流，這些預(yù)測結(jié)果可以是學(xué)生根據(jù)自身的生活經(jīng)驗獲得，可以是主觀判斷，無論對錯，做好記錄工作，為后續(xù)的討論分析提供素材。最后，每個小組派一名代表，將小組成員的想法向全班展示。通過這樣的方式，學(xué)生能夠彼此交換自身的想法，解決一部分問題，然后全班展示，將尚未解決的問題進行分享，在這種情況下，不同的結(jié)論可能會引發(fā)不同的看法，學(xué)生通過討論和分析，對于真相更加渴望，參與教學(xué)活動的積極性也就更高。在注意力高度集中的情況下，課堂效率的提高也就水到渠成。[6]

4.3 引發(fā)認知沖突

在小組討論后，教師可以借助上述實驗的效果，針對創(chuàng)設(shè)出的教學(xué)情境進行簡化，通過實驗的方式進行展示。例如，可用紙盒代表教室，在紙盒一側(cè)裁出“門”，另一側(cè)蓋上玻璃方便觀察，然后利用吹風機來制造風，模擬從教室內(nèi)向外吹風的現(xiàn)象，學(xué)生會看到“門”關(guān)上了。再次模擬風從教室外向內(nèi)吹的現(xiàn)象，學(xué)生發(fā)現(xiàn)“門”同樣關(guān)上了。通過實驗演示，學(xué)生們會發(fā)現(xiàn)實際情況與自己的預(yù)測結(jié)果出現(xiàn)了矛盾沖突:教室的門是向內(nèi)開的，按照“常理”，當風從內(nèi)向外吹時，會推動門關(guān)閉，但是為什么從外向內(nèi)吹的風也會使門關(guān)呢?實驗結(jié)果擺在面前，不可能出錯，那么是自己以往的認知錯了?通過這樣的方式，教師可以引發(fā)學(xué)生的認知沖突，然后繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生進行小組討論，對上述現(xiàn)象進行解釋，以此來為錯誤前概念的轉(zhuǎn)變奠定基礎(chǔ)。

4.4 建立物理概念

結(jié)合上述實驗，教師可以提出相應(yīng)的問題:在門靜止不動的情況下，門兩側(cè)的受力情況如何?究竟是在哪一種力的作用下，教室門才會關(guān)上?以吹風機模擬吹風，改變了什么條件?在提出問題后，教師應(yīng)該與學(xué)生共同分析，結(jié)合教材的相關(guān)知識，使得學(xué)生得到問題的答案:當門處于靜止狀態(tài)時，其兩側(cè)都會受到大氣壓力的作用，且壓力平衡，造成門關(guān)閉的力并非風力，而是不平衡的大氣壓力，吹風機吹風會增大門

右側(cè)的氣體流速。在進行總結(jié)分析后，學(xué)生可以在教師的引導(dǎo)下建立其相應(yīng)的物理概念:氣體流速與大氣壓強呈負相關(guān)，流速越大則大氣壓強越小。這樣不僅能夠幫助學(xué)生更好地認識物理概念，也可以通過小組討論和師生交流的方式，營造出良好的課堂氛圍，提升教學(xué)的有效性。[7]

4.5 優(yōu)化拓展應(yīng)用

在完成物理概念的構(gòu)建后，教師還要做好拓展訓(xùn)練，幫助學(xué)生加深對于概念的理解和記憶，使得其不僅能夠掌握相關(guān)概念，還能夠利用概念來對物理現(xiàn)象進行分析。在進行拓展應(yīng)用的過程中，教師可以從學(xué)生感興趣的話題入手，設(shè)計一些簡單、操作性強的實驗，引導(dǎo)學(xué)生更好地參與其中。例如:在一個漏斗下放一個乒乓球，向下吹氣，乒乓球是否會掉落?在水槽中放入兩個乒乓球，使之靠得較近，此時如果用一個注射器向兩個乒乓球之間注水，則乒乓球會怎樣運動?通過這樣的拓展應(yīng)用，能夠幫助學(xué)生強化對于相關(guān)物理概念的理解和認知，激發(fā)其好奇心和探索欲，使得學(xué)生逐步理解物理，愛上物理。

4.6 重視教學(xué)反思

教學(xué)結(jié)束后，教師還應(yīng)做好相應(yīng)的教學(xué)反思工作。皮亞杰認知發(fā)展理論指出：學(xué)習是以學(xué)生積極參與知識重組為核心。因此在初中物理概念教學(xué)中，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生參與概念建構(gòu)的過程，幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變錯誤的前概念，通過認知沖突策略，在引發(fā)認知沖突的同時對沖突進行解決，使得學(xué)生能夠?qū)⒃镜木哂胸撨w移作用的前概念轉(zhuǎn)化為正確的物理概念。結(jié)合上述教學(xué)活動分析，在小組討論環(huán)節(jié)，學(xué)生彼此交流各自的觀點，能夠更加客觀地看到自己的不足;而在矛盾制造后，教師應(yīng)該與學(xué)生共同分析，通過合理引導(dǎo)來使得學(xué)生構(gòu)建正確的物理概念，配合拓展應(yīng)用，加深其對于相關(guān)概念的理解。[8]

5 結(jié)語

初中物理概念教學(xué)是物理教學(xué)的一個重要組成部分，對于物理教學(xué)影響巨大。針對當前初中物理概念教學(xué)的難點，教師可以在教學(xué)中運用認知沖突策略，通過切實可行的措施和方法，引發(fā)學(xué)生的認知沖突并解決沖突，結(jié)合后續(xù)的拓展應(yīng)用，使得學(xué)生能夠更好地理解物理概念，提升教學(xué)的有效性。