根据学生认知结构创设物理教学情境

于树军

摘要：本文从三个方面论述了如何根据学生的认知结构和发展规律创设物理教学情境，即充分分析学情、坚持启发式教学、让学生明确教学活动的目的。

关键词： 认知结构；教学情境；启发式

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148(2009)2(S)-0010-2

教的规律要遵循学的规律，教师的教学方法和手段只有顺应了学生的认知结构和发展规律，才能有效创设课堂教学的最佳情境，收到良好的教学效果。在课堂教学中，教师要从学生的认知水平和思维特点出发，努力创造符合学生认知发展规律的课堂教学情境。创设要靠启发来实现，启发要以顺应为基础。如何因势利导，实现创设与顺应的统一，笔者认为可以从以下三个方面进行思考。

1 充分分析学情

在物理学的许多知识点上，学生认知结构的平衡由破坏再到新的平衡要承受较大的心理负荷。不少学生由于缺乏战胜困难的信心而容易对物理失去兴趣。减少学生心理负荷的办法可以通过教学方法与学生的心理活动的协调来实现。

传统的教学方法基本上处于“教师给、学生收”的局面。要改变这种局面，首先要认识到教是为了学，要重视分析学生的学习心理，要善于把自己置于“学”的一方来思考问题。对一些难度较大的知识点，要分析学生在学习过程中可能出现的困难和问题；怎样设计教学程序更利于理解；采取什么方法更利于激发他们的主动性，从而使教学主动地顺应学生的认识发展规律。

例如，初中物理中功的概念是一个难点。初中生头脑中有“工作”、“功劳”的概念，容易认为“用了力就一定做功”。因此，有些学生会认为手提重物不动或在水平地面上走动时人累得满头大汗，人却没有对重物做功，这矛盾吗?功的定义W=FS有什么意义?教师应重视这种学生对功的概念的心理排斥现象，并且要有准备地设计突破点。因此，必须向学生讲清楚：(1)力学中的功所赋于的物理内容是特定的，指作用在物体上的力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，因而与平常所说的“工作”、“功劳”的意义不相同。(2)这样定义功，可以把物体在力的作用下的机械运动规律用一个简单的形式来表述，因而功的定义是有意义的。

2 坚持启发式教学

良好的课堂教学情境应该气氛和谐，学生兴趣浓厚，自信心强。这是一个复杂的、多层次、多要素的活动过程。因此，创设情境的具体手段也应是多方位、多样化的，具体有下面三点：

（1）利用新授知识与原有认知结构的矛盾，建立新的认知结构。

如教师在引入“物体的浮沉条件”一课时，针对学生原有的“木块总是上浮的，金属总是下沉的”认识，采取以下提问方式创设情境。

教师：将一木块和一个牙膏皮同时放人盛水的烧杯中。为什么木块浮于水面，而牙膏皮却沉下去了？

学生：牙膏皮是铝做的，铝是一种金属。

教师：金属总是下沉的，是吗?

学生：是的。

教师：将牙膏皮折成船状放在水中，牙膏皮却是浮于水面的。

至此，学生原有的认知结构被破坏，处于一种“愤”、“悱”的心理状态，这就形成了强烈的求知欲望，为进一步讨论物体的浮沉条件创设了情境。

再如，针对学生原有的“眼睛看到的东西一定真实存在”的错误认识，为了引导学生建立起“虚像是光线反向延长线的交点，看起来是‘实实在在的，其实是不存在的”的新认识，采取了以下方法。

教师先指导学生做“蜡烛在水中燃烧”的实验。如图1所示，把一块透明玻璃直立在桌子上，在玻璃前方放一支蜡烛，后方放一个盛着水的大玻璃杯，让玻璃杯与蜡烛对称于玻璃面。点燃蜡烛后，让学生从蜡烛一侧向玻璃看去，会看到玻璃后边有一蜡烛在水中燃烧。

看到的实验现象与常理矛盾，这破坏了学生原有的错误认识，从而对“虚像”的正确概念确信无疑。

（2）运用原有的认知结构进行拓展，向新的认知结构自然过渡。

认知结构的发展总是承前启后，循序渐进的。教师要善于在适当的情境下拓展学生原有的知识，形成新的认知结构。这样从已知到未知，可以减轻学生学习过程中的心理负荷。例如初中物理《热机》这节课，可以利用学生熟悉的实验进行拓展，有助于学生获得新知。

实验：在洗净的“雪碧”塑料瓶中滴入少许酒精，塞上橡皮塞，如图2所示。用电子点火枪在瓶中点火，酒精与空气的混合气体燃烧爆炸，瓶塞“砰”的一声打到教室天花板上。

讨论：该现象发生的原因是什么？整个过程中的能量是怎样转化的?

拓展：把实验模型向汽油机模型转换。如果以活塞代替瓶塞，塑料瓶改为光滑金属缸，以活塞推动曲轴、飞轮，这样就利用了活塞机械运动的能量。那是否有办法让这个过程反复进行?怎样排出废气并让燃料和空气重新混合？通过教师点拨、学生讨论，逐步形成汽油机的模型。在此基础上，教师再利用挂图和实物模型来讲解，学生便能始终处于积极思维的状态。

（3）善于把学生引向主体地位，使他们主动积极地形成新的认知结构。

教师应顺应学生的思维规律，创造条件，让学生在具体分析和解决问题的过程中，有充分表现的机会。在这种情形下，我们才能有针对性地启发引导，达到教学目的。

以初中物理《焦耳定律》一课为例，在学生已经知道电流通过导体会产生热量，电流做功可以把电能转变成热能后，教学中教师可以不急于做演示实验和把结论告诉学生。这时可以提出“电流通过导体产生热量的多少可能与哪些因素有关？”的问题让学生展开讨论。学生围绕与电流强度有关的物理量，说出了电流强度、电压、电阻以及通电时间等。教师引导学生分析判断几个相互独立的有关量后，又提问：“这几个物理量的大小与电热的多少有什么关系?”让学生猜想、讨论，形成比较一致的结论后，教师提出可以用实验来检验，同时向学生展示实验器材让学生思考能否利用这些器材来验证自己的结论，并由学生提出实验方案。最后师生共同进行实验操作，得出结论。

以上教学过程，采用了不断提出问题的方式，引导学生猜想、推理、判断、验证，这样顺应了学生对问题的认识发展规律。同时，通过不断调动学生的积极性，使学生形成新的认知结构的过程更为主动。

3 让学生明确教学活动的目的

教学的主要目的主要是为了塑造学生。一个教师应该学会设计最适应学生实际情况的教学方案。这样，教师的作用才可能得到有效的发挥。教学情境一旦脱离了教学目标的指引，精彩的情境也只能是“花架子”。例如，某新教师在上《测定匀速直线运动的速度》一课时，让全班同学带着钟表到操场上活动半个小时后再回到教室交流测量结果，有些同学竟不知测出的数据有什么用处。这样一个生动活泼的教学活动却并没有收到预设的效果，原因之一是创设的情境没有使学生明确活动目的。因此，只有让学生有目的地进行活动，才能实现动机、情境、效果的统一。

良好的课堂教学情境，是教师与学生双方共同努力创造而形成的，尤其需要教师在分析学情、钻研教材的基础上开展创造性的活动。值得一提的是，教师还应注意与学生进行感情沟通。教学过程中教师面对的是生命个体，教学双方需要交流与合作。因此，教师平时应多与学生交流，多鼓励他们，才能获得学生的爱戴和信任。在这个过程中，教师又可以更深入地了解学生，这也是搞好课堂教学的前提条件之一。

(栏目编辑赵保钢)