方道余

摘要：在物理教學(xué)中，筆者經(jīng)常利用認(rèn)識(shí)沖突進(jìn)行探究式教學(xué)。本文運(yùn)用部分案例，證明了利用認(rèn)識(shí)沖突可以有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生探究的主動(dòng)性和積極性。旨在促進(jìn)課堂交流和合作，更好地引導(dǎo)學(xué)生開展有效探究活動(dòng)。

關(guān)鍵詞：探究教學(xué)；認(rèn)知沖突；有效性

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2014）09-0092

一、“探究教學(xué)”實(shí)踐中存在的問(wèn)題

科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，又是教學(xué)的重要方式之一。在我市提倡有效教學(xué)的一段時(shí)間內(nèi)，筆者通過(guò)聽(tīng)課發(fā)現(xiàn)許多教師運(yùn)用探究的教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，雖然取得了良好的教學(xué)效果，但其中也存在很多問(wèn)題。

1. 假探究

在一次觀摩課上，教師探究的問(wèn)題是“電阻和哪些因素有關(guān)”。教師問(wèn)：“同學(xué)們猜想一下，導(dǎo)體的電阻可能和哪些因素有關(guān)呢？”一位學(xué)生回答：“電阻和電壓、電流有關(guān)”，教師未予以理睬；接著讓另一位學(xué)生回答：“電阻可能和導(dǎo)體的長(zhǎng)度、粗細(xì)有關(guān)”，這時(shí)，教師立即面露喜色，表?yè)P(yáng)了這位學(xué)生。接著提出自己的實(shí)驗(yàn)方案，并演示實(shí)驗(yàn)得出統(tǒng)一的結(jié)論。這樣的探究式教學(xué)，看似具有探究的若干要素，實(shí)為滿堂灌。學(xué)生完全是在教師的掌控之下完成“探究”，違背了探究式教學(xué)的主體性原則。

2. 效率低下

一個(gè)完整的探究過(guò)程包含提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、觀察與實(shí)驗(yàn)、獲取事實(shí)與證據(jù)、檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)、表達(dá)與交流等環(huán)節(jié)。有的教師為了探究式教學(xué)的主體性要求，追求探究要素的完整性，在每個(gè)探究環(huán)節(jié)都給予學(xué)生很大的自由，從而浪費(fèi)了課堂時(shí)間，教學(xué)任務(wù)難以完成。

3. 不愿探究

許多教師認(rèn)為，在高中物理教學(xué)中沒(méi)有必要進(jìn)行科學(xué)探究，教師把物理概念、規(guī)律講清楚，教會(huì)學(xué)生如何解題就可以了，進(jìn)行科學(xué)探究完全是浪費(fèi)時(shí)間。

以上問(wèn)題說(shuō)明，提高探究式課堂教學(xué)的有效性已成為當(dāng)前高中物理新課程改革中的一個(gè)重要課題。

有效探究教學(xué)應(yīng)符合主體性、主動(dòng)性和合作性要求，關(guān)鍵在于教師的有效引導(dǎo)，而有效引導(dǎo)的關(guān)鍵又在于制造認(rèn)知沖突，創(chuàng)設(shè)有效的課堂情境。有效教學(xué)應(yīng)該是以創(chuàng)造認(rèn)知沖突和解決沖突問(wèn)題為基礎(chǔ)的教學(xué)，亦即教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)一定的情境產(chǎn)生認(rèn)知沖突，然后在教師的引導(dǎo)下對(duì)所創(chuàng)造的認(rèn)知沖突進(jìn)行探究而建立新概念、總結(jié)新規(guī)律。理論和實(shí)踐表明，制造認(rèn)知沖突的教學(xué)手段能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，激發(fā)探究興趣，從而提高探究的有效性。通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，課堂教學(xué)中能產(chǎn)生認(rèn)知沖突的大致有以下三個(gè)方面：一是學(xué)生對(duì)某一物理事實(shí)的原有認(rèn)識(shí)和客觀事實(shí)間的矛盾；二是對(duì)同一物理事件的兩種不同認(rèn)知結(jié)構(gòu)間的矛盾；三是不同觀點(diǎn)之間差異的矛盾。教師在教學(xué)中要善于發(fā)現(xiàn)并利用它們。

二、教學(xué)案例點(diǎn)評(píng)

1. 用“認(rèn)知沖突”生疑

提出問(wèn)題是科學(xué)探究的開始，是學(xué)生實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)和進(jìn)行探究的原動(dòng)力，所以問(wèn)題的提出應(yīng)具有懸念性和主動(dòng)性，從而有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)一步探究的積極性。

案例1. 在探究“全反射”規(guī)律時(shí)，教師先向?qū)W生展示例題：某種透明液體的折射率n=■，一束光從該液體射向空氣，求：（1）入射角θ1=30°時(shí)，折射角θ2=？（2）入射角θ1=60°時(shí)折射角θ2=？學(xué)生在掌握了折射定律的基礎(chǔ)上，利用定律的解答如下：

（1）■=■，sinθ2=nsinθ1，當(dāng)θ1=30°，得sinθ2=■，θ2=45°

（2）當(dāng)θ1=60°時(shí)，sinθ2=nsinθ1=■>1，θ2無(wú)解。

至此學(xué)生感到困惑，為什么會(huì)無(wú)解呢？

教師在此矛盾困惑下進(jìn)行引導(dǎo)：為什么利用折射定律會(huì)得出一個(gè)無(wú)解的結(jié)果呢？并提出問(wèn)題：在θ1=60°的情況下會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？還有折射現(xiàn)象嗎？

接著讓學(xué)生帶著這些問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)的現(xiàn)象認(rèn)識(shí)全反射現(xiàn)象，掌握全反射規(guī)律。

點(diǎn)評(píng)：教師應(yīng)緊緊抓住“θ1=60°時(shí)無(wú)解”這一認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)“生疑→設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)探究→得出結(jié)論”掌握全反射規(guī)律。

2. 用“認(rèn)知沖突”激趣

興趣是最好的老師，人總是對(duì)習(xí)以為常的事物視而不見(jiàn)，但對(duì)與自己的原認(rèn)識(shí)偏差較大、甚至完全相反的事物充滿好奇。若教師能在教學(xué)中利用興趣激發(fā)學(xué)生的好奇心，就能增強(qiáng)學(xué)生進(jìn)一步探究的積極性和主動(dòng)性，提高探究效率。

案例2. 在《物理3-2》教材“渦流”一課中，筆者構(gòu)建了如下矛盾事件激發(fā)學(xué)生探究的興趣。

首先筆者問(wèn)學(xué)生：“磁鐵能否吸引鋁質(zhì)物體？”學(xué)生們都表示不能。然后做演示實(shí)驗(yàn)：如圖1，用一顆釘子支起一個(gè)鋁鍋蓋，手持一條形磁鐵在鋁鍋蓋上方沿圓周運(yùn)動(dòng)，結(jié)果鋁鍋蓋跟著磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。

對(duì)此實(shí)驗(yàn)學(xué)生的矛盾困惑在于，磁鐵是如何對(duì)鋁產(chǎn)生力的作用的呢？從而產(chǎn)生進(jìn)一步探究的興趣和沖動(dòng)。于是，教師可以通過(guò)“磁鐵運(yùn)動(dòng)→感應(yīng)電流→渦流”環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生探究渦流產(chǎn)生的原因及其應(yīng)用。

點(diǎn)評(píng)：利用“磁鐵使鋁鍋蓋轉(zhuǎn)動(dòng)”這一矛盾事件，激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生興趣并進(jìn)而從事科學(xué)探究活動(dòng)。

3. 用“認(rèn)知沖突”引導(dǎo)

課堂上對(duì)所提問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和理論探究活動(dòng)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，提高該過(guò)程的效率是有效探究式教學(xué)的關(guān)鍵。為此，教師要發(fā)揮自身的積極作用，同時(shí)又要保護(hù)學(xué)生的主體性和積極性，不包辦、重引導(dǎo)。

案例3. 在探究“動(dòng)量定理”時(shí)，教師安排學(xué)生完成如下實(shí)驗(yàn)：如圖2，對(duì)快速、慢速抽出木塊下紙片的兩種過(guò)程進(jìn)行比較，觀察哪種情況下木塊m的運(yùn)動(dòng)變化更明顯？第一步，（上接第92頁(yè)）讓學(xué)生判斷，結(jié)果大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為快速抽出時(shí)木塊運(yùn)動(dòng)變化明顯。第二步，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，快速抽出紙的過(guò)程中木塊幾乎沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，而慢速抽出紙的過(guò)程中木塊發(fā)生了明顯的運(yùn)動(dòng)。

對(duì)此學(xué)生的矛盾困惑在于，快抽時(shí)用力大，木塊應(yīng)該運(yùn)動(dòng)變化明顯，但事實(shí)卻恰恰相反！這時(shí)教師應(yīng)做有效引導(dǎo)：使木塊改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的力是紙對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力，兩種情況下摩擦力一樣大。為什么慢抽的情況下木塊運(yùn)動(dòng)變化更明顯呢？

教師引導(dǎo)學(xué)生猜想影響物理動(dòng)量變化的因素：慢抽時(shí)間長(zhǎng)→運(yùn)動(dòng)變化明顯→動(dòng)量變化大→動(dòng)量變化應(yīng)該和力的作用時(shí)間有關(guān)；然后，組織學(xué)生進(jìn)一步探究動(dòng)量變化與力的作用時(shí)間的定量關(guān)系，得出動(dòng)量定理。

點(diǎn)評(píng)：通過(guò)對(duì)“快抽用力大但木塊運(yùn)動(dòng)變化不明顯”這一矛盾事件從動(dòng)量變化的角度加以分析，引導(dǎo)學(xué)生得出動(dòng)量定理。

三、利用“認(rèn)知沖突”評(píng)價(jià)學(xué)生觀點(diǎn)

在探究式課堂中，教師應(yīng)經(jīng)常對(duì)學(xué)生的觀點(diǎn)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)，肯定學(xué)生的思考和努力，指出其不足。評(píng)價(jià)的方式很多，有教師的直接評(píng)價(jià)、引導(dǎo)學(xué)生評(píng)價(jià)、教師通過(guò)具體情境進(jìn)行間接評(píng)價(jià)。相比之下，直接評(píng)價(jià)效率高，但對(duì)學(xué)生的啟發(fā)性不強(qiáng)。后兩種評(píng)價(jià)方式雖然花費(fèi)更多的時(shí)間，但對(duì)學(xué)生的啟發(fā)性強(qiáng)，能讓更多的學(xué)生參與，會(huì)產(chǎn)生更好的評(píng)價(jià)效果。那么，如何設(shè)置情境，評(píng)價(jià)、引導(dǎo)學(xué)生呢？設(shè)置矛盾事件是一個(gè)好方法。

案例4. 在高三復(fù)習(xí)課中，教師講評(píng)一道上海市的高考題：在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個(gè)質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)的距離均為L(zhǎng)，如圖3（a）所示。一列橫波沿該直線向右傳播，t=0時(shí)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1，質(zhì)點(diǎn)1開始向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間△t第一次出現(xiàn)如圖3（b）所示的波形。則該波的（ ）

A. 周期為△t，波長(zhǎng)為8L

B. 周期為■△t，波長(zhǎng)為8L

C. 周期為■△t，波長(zhǎng)為12 L/△t

D. 周期為△t，波長(zhǎng)為8 L/△t

問(wèn)題展示后不久，學(xué)生甲發(fā)表看法：因數(shù)經(jīng)過(guò)時(shí)間△t第一次出現(xiàn)了完整的波形，所以周期為△t，波長(zhǎng)為8L。

對(duì)此一般教師的做法是，立即評(píng)價(jià)其正確與否，然后講解正確解法。但如果換一種評(píng)價(jià)方法加以適當(dāng)啟發(fā)，學(xué)生可以更深刻地認(rèn)識(shí)自己錯(cuò)在何處，也可使其他學(xué)生得到對(duì)此題的更深理解。

且看教師的另一種評(píng)價(jià)：按照你的觀點(diǎn)，△t時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)1和質(zhì)點(diǎn)9的振動(dòng)方向如何？（將錯(cuò)就錯(cuò)）

學(xué)生：向上。

教師：既然周期為△t，那么t-△t時(shí)刻（即t=0時(shí)刻）質(zhì)點(diǎn)1的振動(dòng)方向如何？

學(xué)生：也向上。哦！不對(duì)……（制造認(rèn)識(shí)沖突）

到此，該學(xué)生已發(fā)現(xiàn)自己的觀點(diǎn)出現(xiàn)了矛盾，但又覺(jué)得自己的分析合情合理，全班學(xué)生也都表現(xiàn)出極大的好奇和熱情，思考的積極性被調(diào)動(dòng)了起來(lái)，紛紛舉手發(fā)表看法，不由自主地討論起來(lái)。

以上是筆者制造認(rèn)識(shí)沖突在探究式教學(xué)中應(yīng)用的部分案例。大量實(shí)踐證明，制造認(rèn)識(shí)沖突可以有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生探究的主動(dòng)性和積極性，促進(jìn)課堂交流和合作，更好地引導(dǎo)學(xué)生開展有效探究活動(dòng)。當(dāng)然，教無(wú)止境，教無(wú)定法，探究式教學(xué)的有效策略是豐富多樣的，教師要勤于思考、精心設(shè)計(jì)，使課堂教學(xué)更加精彩、更有效益。

（作者單位：浙江省蒼南中學(xué) 325800）