学生认知冲突的物理概念教学策略.docVIP

学生认知冲突的物理概念教学策略 1认知冲突策略 目前，研究者提出了多种不同过程及侧重点的认知冲突策略，本文结合已有研究成果和初中教学实际，总结出认知冲突策略的5个阶段:(1)创设情境，预测结果，创设情景让学生预测其结果，以此来揭示学生的前概念;(2)小组分享，暴露观点，让学生通过讨论交流，明确自己和其他学生的观点，学生之间对现有的观点进行争论或质疑;(3)制造矛盾，引起冲突，设计矛盾事件，并让学生尝试解释，以此引起认知冲突;(4)建立概念，解决冲突，教师用科学概念进行理论解释;(5)拓展应用，强化概念，设置多种新情境，让学生用刚习得的科学概念解决问题． 2设计案例———流体压强与流速的关系 本文以“流体压强与流速的关系”为例，展示基于学生认知冲突的初中物理概念教学策略． 2．1创设情境，预测结果 【情境1】教室的门与窗是对着开的，如果此时一阵风“呼”地从教室内向外吹(如图1)，将会发生什么?风从教室内向外吹时，门为什么会关呢?设计意图创设熟悉的生活情境，学生通过生活经验很容易预测结果，但在解释原因时，学生可能会回答是风力使门关上的，从而暴露学生的前概念．学生从实际的生活经验中发现，当你吹向一个物体时，这个物体会远离你，比如吹肥皂泡．这个经验使得学生很难理解一个事实:当你在表面吹一个物体的时候，它会靠近你．【情境2】那么如果风从教室外向内吹(如图2)，门还会关上么?设计意图在情境1的基础上，稍加改变，若学生按照之前的解释来预测结果，将会得出与实际情况不符的结果．教师在课前布置具体体验任务，将全班学生分成若干体验小组，每组4人，要求每个体验小组根据自己的猜想，探究1－2个因素，学生严格按照“控制变量法”的方法来设计实验方案，并利用手机拍摄实验过程，拍摄过程需详细描述实验器材，记录实验过程，解释实验结果．设计意图学生根据生活经验或预习教材，提出合理猜想，通过自主设计实验，参与实践，刺激学生的视觉、听觉等感官，学生在获得感性认识的同时，引起学生内在的认知冲突，激发学生的求知欲望和体验愿望． 2．2小组分享，暴露观点 【小组分享】小组成员分享各自的解释和预测的实验结果，这些解释和预测可以建立在学生的经验或直觉上，并将每个同学的想法进行记录．【展示观点】每组可以选择一个代表向全班展示自己小组成员的所有想法．设计意图通过小组成员之间的分享、交流、讨论，有些问题在小组内就能够得到解决，通过全班展示交流，可以使结论或问题在全班分享，学生对第二个情境的预测结果存在争议，有学生认为门会打开，有学生认为门会关上．在这种情况下，学生十分渴望看到结果． 2．3制造矛盾，引起冲突 【演示实验】教师用自制的门模型和吹风机来模拟风从内往外吹的现象，门关上了．接着再模拟风从外向内吹的现象(图3)，学生看到门也关上了．设计意图教师在演示实验过程中，部分学生发现真实的实验结果和自己预测的实验结果相矛盾，从而引发认知冲突，小组成员之间尝试去解释这一现象，为学生转变错误的前概念奠定基础． 2．4建立概念，解决冲突 【教师提示】门静止时两面的受力情况?什么力使门关上?用吹风机吹风改变了什么?【共同分析】静止时门两面受到的大气压力平衡，不平衡的大气压力使门关上，吹风增加了门右侧的气体流速．【建立概念】气体的流速越大，压强越小．设计意图作图(如图4)并提问启发学生思考，在思考过程中，师生共同分析，并引导学生给出合理的猜想，从而建立科学概念． 2．5拓展应用，强化概念 【拓展1】如果你手中夹着纸带的一端，然后向着纸带的上表面吹气，纸带会怎样运动?【拓展2】乒乓球放在漏斗内，如果向下吹气的时候，乒乓球会掉下来吗?【拓展3】在水槽中有两个紧靠的乒乓球(图5)，当用注射器向两球之间注射水时，小球会怎么样运动?【学生自主探究】学生利用教师提供的实验器材自主探究以上3个实验，并利用刚刚建立的科学概念，解释实验结果．【拓展4】飞机的升力是怎样产生的?【拓展5】美丽的弧线———香蕉球，球为什么会在空中转弯?【拓展6】地铁站、火车站为何要设置黄色预警线?设计意图通过3个课堂自主探究实验和3个实际生活问题，帮助学生进一步验证猜想，强化概念的同时，激发学生的探索欲望，并真正符合从生活走向物理，从物理走向社会的理念． 3教学反思 建构主义学习理论认为，学生的学习是学生自己主动建构的过程．皮亚杰的认知发展理论认为，学习的核心是学习者积极参与对知识的重组，因此在初中物理概念教学中应让学生积极参与到概念的建构过程中，前概念在学生的学习过程中既有积极的成分又有消极成分，且前概念具有广泛性和顽固性，要有效转变学生的错误前概念，需要采用一些有效的教学策