【摘要】當(dāng)前，在高中物理教學(xué)環(huán)節(jié)，物理教師需要?jiǎng)?chuàng)建認(rèn)知沖突，帶動(dòng)學(xué)生進(jìn)行拓展延伸學(xué)習(xí)，在此期間，教師需要銜接生活經(jīng)驗(yàn)和物理知識(shí)，創(chuàng)建認(rèn)知差異，同時(shí)引進(jìn)仿真虛擬實(shí)驗(yàn)，模擬認(rèn)知沖突，鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中打開思路參與綜合性探索.教師應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)學(xué)生開展互動(dòng)探討，從多個(gè)角度嘗試解決認(rèn)知沖突，引領(lǐng)學(xué)生在學(xué)習(xí)期間收獲更加良好的體驗(yàn)和感悟，提高其整體學(xué)習(xí)效率.本文對高中物理教學(xué)中應(yīng)用認(rèn)知沖突的策略進(jìn)行分析探討.

【關(guān)鍵詞】認(rèn)知沖突；高中物理；課堂教學(xué)

在高中物理教學(xué)期間，教師需創(chuàng)建認(rèn)知沖突，引進(jìn)多元化情境，帶動(dòng)學(xué)生在研學(xué)探索環(huán)節(jié)進(jìn)行深入思考，靈活探究，豐富知識(shí)儲(chǔ)備，提高整體學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率.

1 認(rèn)知沖突策略在高中物理教學(xué)中的作用分析

認(rèn)知沖突策略在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用對學(xué)生的學(xué)習(xí)起了積極的促進(jìn)作用.相關(guān)策略在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用包括引入矛盾的案例或?qū)嶒?yàn)、制造思維沖突的問題、促進(jìn)合作與辯論、鼓勵(lì)探索和研究性學(xué)習(xí)、提供反思和總結(jié)的機(jī)會(huì)等，通過這些策略應(yīng)用可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，提升學(xué)習(xí)效果.并且，教師引進(jìn)認(rèn)知沖突是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的關(guān)鍵舉措，鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑和挑戰(zhàn)現(xiàn)有認(rèn)知，培養(yǎng)其批判性思維.此外，在創(chuàng)建認(rèn)知沖突的過程中，學(xué)生會(huì)尋求新的解釋和解決方案，這有助于培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和解決問題的能力.最后，認(rèn)知沖突能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，使其在學(xué)習(xí)過程中將更加投入和專注，提高學(xué)習(xí)效率.因此，高中物理教師需要在教學(xué)過程中創(chuàng)建認(rèn)知沖突，引領(lǐng)學(xué)生沖破原有的思想認(rèn)知束縛，更加積極高效參與學(xué)習(xí)，形成對課程知識(shí)更為完整全面的認(rèn)知.

2 認(rèn)知沖突策略在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用策略

對于認(rèn)知沖突策略的理論研究，主要來自皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論，從皮亞杰理論可得，認(rèn)知發(fā)展是對新知識(shí)進(jìn)行逐漸建構(gòu)的過程.當(dāng)與外界接觸獲取刺激時(shí)，心理活動(dòng)主動(dòng)參與，同化與順應(yīng)發(fā)生連續(xù)變化，取得外界與認(rèn)知結(jié)構(gòu)的平衡.概念在認(rèn)知沖突的形成和解決過程中逐漸建立，很多科學(xué)家都認(rèn)為在學(xué)習(xí)中最有效的一種學(xué)習(xí)策略就是設(shè)置認(rèn)知沖突.在國內(nèi)，關(guān)于認(rèn)知沖突策略理論方面的研究比較少，將理論應(yīng)用到教學(xué)實(shí)踐中的案例比較常見.

2.1 銜接生活經(jīng)驗(yàn)與物理知識(shí)，創(chuàng)建認(rèn)知差異

調(diào)動(dòng)學(xué)生的認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力最有效的手段就是引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突.按皮亞杰理論，人有保持認(rèn)知平衡的傾向，當(dāng)學(xué)習(xí)者頭腦中的新知識(shí)與舊知識(shí)之間存在差異時(shí)，學(xué)生就會(huì)認(rèn)知失衡，為了再次平衡，會(huì)產(chǎn)生認(rèn)知需要，產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，萌發(fā)強(qiáng)烈的探求欲望，所以，教師要正確面對學(xué)生的認(rèn)知沖突，敏銳把握，沉著應(yīng)對，準(zhǔn)確到位地采取有效的對策，及時(shí)抓住教學(xué)機(jī)遇，經(jīng)常保持刺激的新穎和變化，當(dāng)然，這也要求教師具有良好的素養(yǎng)、扎實(shí)的知識(shí)功底和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度.為此，高中物理教師在教學(xué)過程中創(chuàng)建認(rèn)知沖突需銜接生活經(jīng)驗(yàn)和物理知識(shí)，帶動(dòng)學(xué)生進(jìn)行遷移性學(xué)習(xí).在該環(huán)節(jié)，教師應(yīng)當(dāng)從日常生活中選取與物理知識(shí)緊密相關(guān)的實(shí)例，相關(guān)實(shí)例需具備代表性和普遍性，能夠在初期引起學(xué)生的共鳴和興趣.緊接著，教師需剖析其中所蘊(yùn)含的物理現(xiàn)象，讓學(xué)生意識(shí)到相關(guān)現(xiàn)象背后的物理知識(shí)，在此基礎(chǔ)之上，教師可創(chuàng)建相應(yīng)的矛盾，結(jié)合問題情境，創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突，帶動(dòng)學(xué)生從不同視角對生活現(xiàn)象、社會(huì)規(guī)律進(jìn)行剖析.之后，鼓勵(lì)學(xué)生圍繞著認(rèn)知沖突進(jìn)行討論、實(shí)驗(yàn)、推理，尋求答案.在此期間，教師需鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，勇于探索，能夠從不同維度和方向提出解決方案；同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)知識(shí)進(jìn)行總結(jié)和反思，幫助其深化對物理概念的理解和認(rèn)知.此類模式將物理知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)結(jié)合在一起，創(chuàng)設(shè)富有趣味性和挑戰(zhàn)性的情境，可激發(fā)學(xué)生的探究欲望.并且，鼓勵(lì)學(xué)生對原有的認(rèn)知進(jìn)行反思質(zhì)疑，從而引導(dǎo)其進(jìn)行深度思考，培養(yǎng)其批判性思維能力和探索能力.

例如 在高中物理課程中，牛頓第一定律（慣性定律）是一個(gè)核心概念，它揭示了物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的基本規(guī)律.為了使學(xué)生更深刻地理解這一定律，教師可以采用“銜接生活經(jīng)驗(yàn)與物理知識(shí)，創(chuàng)建認(rèn)知差異”的策略進(jìn)行教學(xué).在課程導(dǎo)入階段，教師：“大家都有過這樣的體驗(yàn)，當(dāng)你坐在一輛勻速行駛的公交車上，司機(jī)突然剎車，你會(huì)感覺身體不由自主地向前傾.這是為什么呢？”這個(gè)問題直接關(guān)聯(lián)到學(xué)生的日常生活經(jīng)驗(yàn)，能夠迅速引起他們的興趣和共鳴.緊接著，教師需創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突：“有些同學(xué)可能會(huì)認(rèn)為，是我們被某種力量向前推了，但實(shí)際上，在剎車的瞬間，并沒有任何外力直接作用在我們的身體上推動(dòng)我們向前.那么，為什么我們的身體會(huì)向前傾呢？這與我們今天要學(xué)習(xí)的牛頓第一定律有著密切的關(guān)系.”

之后通過直觀演示帶領(lǐng)學(xué)生建立起新概念：“現(xiàn)在，我們來做一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn).這里有一個(gè)小車，上面放著一個(gè)小球.當(dāng)小車在光滑的水平面上勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球保持靜止不動(dòng)（相對于小車）.然后，我們突然使小車停止，大家注意觀察小球會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象.”通過實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)生可以看到小球由于慣性繼續(xù)向前滾動(dòng)，直到受到小車邊緣的阻擋才停下來.并且讓學(xué)生思考：“為什么小球沒有隨著小車的停止而立即停止呢？這是因?yàn)樾∏蚓哂袘T性，它要保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變.同樣地，在公交車上剎車時(shí)，我們的身體也是因?yàn)閼T性而繼續(xù)保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以身體會(huì)向前傾.”

2.2 引進(jìn)仿真虛擬實(shí)驗(yàn)，模擬認(rèn)知沖突

當(dāng)教師引進(jìn)生活經(jīng)驗(yàn)，成功將學(xué)生引向正確的路徑和方向進(jìn)行學(xué)習(xí)拓展之后，需要引進(jìn)仿真虛擬實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)其模擬認(rèn)知沖突，這是一種創(chuàng)新且高效的策略，結(jié)合現(xiàn)代科技手段，通過模擬真實(shí)環(huán)境和物理現(xiàn)象，促進(jìn)其對認(rèn)知沖突產(chǎn)生更為深刻的理解.在此期間，教師需結(jié)合學(xué)生已有的知識(shí)水平，以及學(xué)過的物理概念，引進(jìn)虛擬系統(tǒng)，構(gòu)建虛擬模型，在模型中可以展示物理規(guī)律、物理現(xiàn)象，引領(lǐng)學(xué)生在虛擬系統(tǒng)中開展互動(dòng)交際，通過改變參數(shù)和變量，發(fā)現(xiàn)模型的變化規(guī)律和特征；同時(shí)，探索模型中的局限和不足.緊接著，讓學(xué)生根據(jù)認(rèn)知沖突，嘗試調(diào)整其中的參數(shù)變量或引進(jìn)新的物理規(guī)則，觀察模型運(yùn)行狀況，從而產(chǎn)生新的理解和認(rèn)知.這一過程不僅可以直觀演示物理規(guī)律和物理現(xiàn)象變化過程，還能夠幫助學(xué)生理解抽象的物理概念，并激發(fā)學(xué)生好奇心.整個(gè)仿真系統(tǒng)能夠最大限度調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，增強(qiáng)其創(chuàng)新探索能力，從而使物理教學(xué)能夠提質(zhì)增效.

2.2.1 概念導(dǎo)入

教師：“想象一下，你站在一個(gè)無摩擦的賽道旁，看到兩輛完全相同的小車，一輛裝載著少量沙子，另一輛裝載著滿滿一車沙子.現(xiàn)在，兩輛小車同時(shí)受到一個(gè)相同大小的推力開始加速.你認(rèn)為哪輛小車會(huì)更快地到達(dá)終點(diǎn)？”這個(gè)問題直接關(guān)聯(lián)到學(xué)生的日常生活經(jīng)驗(yàn)（盡管無摩擦的賽道是理想化的），但足以引發(fā)他們對質(zhì)量與加速度之間關(guān)系的初步思考.“為了更準(zhǔn)確地探究這個(gè)問題，我們將使用仿真虛擬實(shí)驗(yàn)來模擬這一過程.請看屏幕，這里是我們構(gòu)建的虛擬賽道和兩輛小車.現(xiàn)在，我將同時(shí)給兩輛小車施加一個(gè)相同大小的推力……”（此時(shí)，學(xué)生可以通過屏幕觀察到兩輛小車在虛擬賽道上的運(yùn)動(dòng)情況.）

2.2.2 模擬認(rèn)知沖突

裝載少量沙子的小車明顯比裝載滿滿一車沙子的小車加速更快.這與我們可能直觀認(rèn)為的“質(zhì)量越大的物體越難推動(dòng)”有所不同，實(shí)際上，在相同外力作用下，質(zhì)量小的物體加速度更大.教師提問：“為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢？這背后的物理原理是什么？”這個(gè)問題直接指向了牛頓第二定律的核心內(nèi)容，即加速度與外力成正比，與質(zhì)量成反比.緊接著，教師說道：“請大家結(jié)合我們之前學(xué)過的牛頓定律知識(shí)，思考一下為什么質(zhì)量小的物體在相同外力作用下加速度會(huì)更大.”

2.3 開展互動(dòng)探討，從多個(gè)角度解決認(rèn)知沖突

學(xué)生正式學(xué)習(xí)任何科學(xué)知識(shí)之前，頭腦中并不是一片空白，對所接觸的內(nèi)容一無所知，而是已經(jīng)在日常學(xué)習(xí)和生活中積累了一定的基礎(chǔ)，包括對事物的認(rèn)識(shí)和思維方式，這種認(rèn)識(shí)被我們科學(xué)地稱為“前概念”.在物理概念教學(xué)中，我們可以充分利用這些典型、生動(dòng)且熟知的生活素材創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突，使學(xué)生有身臨其境的感覺；同時(shí)抓住學(xué)生的認(rèn)知不足

之處，利用物理現(xiàn)象和物理現(xiàn)象本質(zhì)的矛盾也是創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突的有利條件.為此，教師引進(jìn)互動(dòng)探討模式，從多個(gè)角度引導(dǎo)學(xué)生解決認(rèn)知沖突是必不可少的，該策略旨在通過組織互動(dòng)性課堂、探討活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生從不同角度去審視和解決沖突，在探討環(huán)節(jié)，學(xué)生可以分享各自觀點(diǎn)，提出疑問，進(jìn)行辯論，通過合作交流，探討物理現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律.在此期間，教師需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)或引入一個(gè)能夠引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突的情境，相關(guān)情境可以是一個(gè)有爭議的物理現(xiàn)象以及一個(gè)看似矛盾的實(shí)驗(yàn)結(jié)果.之后，將學(xué)生分為若干小組，每組分配一個(gè)認(rèn)知沖突相關(guān)的任務(wù)和問題，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考，搜集相關(guān)資料，并準(zhǔn)備自己的觀點(diǎn)和論據(jù).在課堂上，教師組織學(xué)生在小組內(nèi)進(jìn)行互動(dòng)探究，每個(gè)小組可以輪流展示自己觀點(diǎn)和論據(jù)，而其他小組可以質(zhì)疑、補(bǔ)充或反駁，從不同角度思考問題、探究問題，其間教師給予學(xué)生適當(dāng)反饋和指引.在探討過程中，教師還需要鼓勵(lì)學(xué)生關(guān)注不同觀點(diǎn)之間的聯(lián)系和差異，引導(dǎo)其認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象的復(fù)雜性和多面性.在探討結(jié)束之后帶動(dòng)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)和反思，回顧探討過程，梳理關(guān)鍵點(diǎn)和知識(shí)要點(diǎn)，指出存在的問題和不足，并進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)優(yōu)化.

例如 在高中物理課堂上，針對牛頓第三定律（作用力和反作用力定律），教師需設(shè)計(jì)一項(xiàng)互動(dòng)性強(qiáng)的教學(xué)活動(dòng)，通過實(shí)際操作和集體討論，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，并引導(dǎo)他們從多個(gè)角度解決問題.在前期，教師準(zhǔn)備兩輛滑板車，邀請學(xué)生A和學(xué)生B參與實(shí)驗(yàn).兩位學(xué)生分別站在滑板車上，面對面站立，并保持適當(dāng)?shù)木嚯x.

教師：“現(xiàn)在，A同學(xué)和B同學(xué)，請你們在保持平衡的同時(shí)，同時(shí)用力推對方.”隨著教師的指令，兩位學(xué)生同時(shí)用力推向?qū)Ψ?“大家注意看，當(dāng)A同學(xué)推B同學(xué)時(shí)，B同學(xué)也同時(shí)在推A同學(xué).結(jié)果，我們觀察到兩輛滑板車都向后移動(dòng)了.”（教師指向正在滑動(dòng)的滑板車，學(xué)生們紛紛點(diǎn)頭表示同意觀察到的現(xiàn)象.）教師：“這個(gè)現(xiàn)象似乎與我們之前的直觀認(rèn)知有些不同.有些同學(xué)可能會(huì)想，難道不是只有被推的那個(gè)同學(xué)（比如B同學(xué)）會(huì)后退嗎？為什么A同學(xué)也會(huì)后退呢？”教師提出問題，引發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突.“接下來，請大家分組討論，嘗試用我們學(xué)過的物理知識(shí)來解釋這個(gè)現(xiàn)象.特別是要思考牛頓第三定律是如何在這里起作用的.”學(xué)生們迅速分組，開始熱烈討論.

在觀點(diǎn)展示環(huán)節(jié)：“時(shí)間到，現(xiàn)在請各組代表來分享你們的觀點(diǎn).”第一組代表舉手發(fā)言：“我們認(rèn)為，這是因?yàn)锳同學(xué)推B同學(xué)時(shí)，B同學(xué)也給A同學(xué)施加了一個(gè)等大反向的反作用力.根據(jù)牛頓第三定律；作用力和反作用力總是成對出現(xiàn)，大小相等、方向相反.”教師：“第二組有什么不同的看法或者要補(bǔ)充的嗎？”第二組代表補(bǔ)充道：“我們同意第一組的觀點(diǎn)，還想補(bǔ)充一點(diǎn)，那就是這兩個(gè)力分別作用在兩個(gè)不同的物體上——A同學(xué)和B同學(xué).因此，兩個(gè)滑板車都會(huì)因?yàn)槭艿搅Φ淖饔枚蚝笠苿?dòng).”

3 認(rèn)知沖突策略在高中物理教學(xué)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

在高中物理教學(xué)過程中，物理教師引進(jìn)認(rèn)知沖突教學(xué)模式，構(gòu)建沖突環(huán)境，帶動(dòng)學(xué)生進(jìn)行遷移拓展學(xué)習(xí)是必不可少的，在此過程中，教師需要結(jié)合學(xué)生已有的知識(shí)儲(chǔ)備，創(chuàng)造具備適應(yīng)性的認(rèn)知沖突課堂，以保證學(xué)生能夠?qū)栴}進(jìn)行研討探究，產(chǎn)生深刻的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和感悟.同時(shí)，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)當(dāng)基于構(gòu)建主義理論，結(jié)合多元化資源和工具，比如利用信息技術(shù)，打造沉浸式的情境，更加直觀、形象地展示認(rèn)知沖突，從而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考、靈活探究.后續(xù)，教師在教學(xué)期間還應(yīng)當(dāng)打造一個(gè)開放的學(xué)習(xí)環(huán)境，鼓勵(lì)學(xué)生在探討交流環(huán)節(jié)分享個(gè)人的理解和認(rèn)知，掀起良好的研學(xué)潮流，使每一位學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)期間獲得啟發(fā).但是，高中物理教師還應(yīng)當(dāng)在創(chuàng)建認(rèn)知沖突環(huán)節(jié)引進(jìn)完善的教學(xué)評價(jià)體系，對情境的適應(yīng)性以及認(rèn)知沖突的合理性進(jìn)行點(diǎn)評分析，力求全方位暴露學(xué)生在學(xué)習(xí)期間的實(shí)際狀況.同時(shí)，引進(jìn)“教學(xué)評一體化”模式，結(jié)合過程反饋、過程指引，在學(xué)生實(shí)踐探索的環(huán)節(jié)適當(dāng)引進(jìn)小問題、小項(xiàng)目作為補(bǔ)充，從而帶動(dòng)學(xué)生進(jìn)行更加深入的探究.

4 結(jié)語

總體來說，在高中物理教學(xué)期間，教師需創(chuàng)建認(rèn)知沖突，引進(jìn)豐富的課程情境，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行靈活思考、高效探究，使其能夠主動(dòng)參與課程學(xué)習(xí)，獲取良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和感觸.

參考文獻(xiàn)：

［1］彭利民.認(rèn)知沖突策略在高中物理習(xí)題教學(xué)中的應(yīng)用［J］.中學(xué)物理教學(xué)參考，2023（12）：22-25.

［2］楊占軍.認(rèn)知沖突策略在物理教學(xué)中的應(yīng)用研究［J］.數(shù)理化學(xué)習(xí)（教研版），2013（06）：63.

［3］翁凌.高中物理教學(xué)中形成認(rèn)知沖突策略例談［J］.新課程（教研版），2012（01）：336.

［4］張雁.高中物理教學(xué)中激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的策略探究［J］.讀天下（綜合），2019（30）：223.