基于学生认知力的物理规律课导入策略探索

李鸿陵

中学物理课程是以为数不多的基本概念和基本规律为主干的一个完整体系，物理基本概念是基石，基本规律是中心，基本方法是纽带。要掌握学科的基本结构，学好基本规律至关重要。所以，物理规律在课堂教学的各个环节如何有效贯穿、如何创新渗透是值得我们探索和追问的课题。

一、影响物理规律课导入的学生认知因素分析

认知心理学认为：教学最重要的目标是建立学生的认知结构，促进学生认知结构由低级向高级发展。物理规律是人脑反映客观事物之间的本质联系的思维形式，物理规律的形成是一个非常复杂的过程，从认知角度来讲，物理规律的形成通常可以概括为三个阶段，即通过生活经验和观察实验获得感性认识的阶段、由感性认识上升到理性认识的阶段、由理性认识上升到实际运用的阶段。一般而言，物理规律的教学可以归纳为如图1所示的教学流程。

二、基于学生认知习惯的规律课导入策略

由图1可知，物理规律课的导入主要依靠创设物理情境，所以物理规律课的导入策略也即创设各种导入情境的策略。

（一）创设生活情境

运用各种手段，如视频、图片和事例，收集生活中的物理片段，进行物理规律课的导入，既能激发学生的学习兴趣，又能给学生在想象的空间中营造物理情境，为学生进一步探究物理规律提供平台。比如《牛顿第一定律》一课的教学，可以这样导入：

视频引入：抛球小实验。两个学生在一辆匀速行驶的自行车上，把一个篮球高高抛起，重新接回到手中，又重新抛起，重复游戏。

教师提出问题：“要在一辆匀速行驶的车上把一个球抛向空中，又能够重新回到自己的手中，人应该向哪个方向抛球呢？”

问题引起了学生的争论，有的认为应该向前，有的认为应该向上。

教师指出：“刚才的争论涉及一个古老的话题——力和运动。力和运动之间到底有什么关系呢？带着这个问题，我们一起来体验古人的探究过程，学习古人的探究方法，进一步理解论述运动和力关系的牛顿第一定律。”

在物理规律课的导入过程中，使用生活材料，既可以让学生感到物理来源于生活，增加学生学习物理的积极性，又可以给后面物理规律的学习提供丰富的素材。

（二）创设悬疑情境

亚里士多德说：“思维始于惊讶与疑惑。”学起于思，思源于疑，有疑才能引起学生刨根问底的“思”。设置悬念，可以使学生的注意力高度集中，诱发学生的学习思维，进而让学生发现问题、思考问题、解决问题。在物理教学的导入阶段，创设好的物理情境和问题能吸引学生的兴趣，激发学生的求知欲和学习潜能，进而能够积极主动地探索学习。在规律课的导入中，同样需要做好情境的“疑”与“思”。如在“电磁感应产生条件”的教学中，教师往往会以一个用磁铁发电的实验来引入“怎样才能产生感应电流”这一话题。如果在教学中，教师用一根强磁铁插入一个闭合线圈，通过一个检流计来检验发现有感应电流，那么就显得不够新奇，不会引起学生太大的反应。与之不同的是，如果用一个LED灯代替检流计，学生就会发现在磁铁运动过程中LED灯发光，这样学习的兴趣就会增加很多。如果我们继续求新，可以把磁铁用一个纸盒盖住，写上“神秘道具”四个大字，再拿接着LED灯的线圈靠近纸盒，电灯就会发光。这相当于用魔术表演的方式设置一个情境，让学生去猜盒子里会是什么，学生的胃口就会马上被吊起来，学习的热情也就一下子高涨了。

（三）创设冲突情境

学生在学习物理概念或物理规律之前，已经从大量的物理现象中获得了不少有关物理方面的感性认识，而有些错误的经验，会对物理规律的学习产生负面影响。例如：在“惯性的大小因素”教学中，学生认为惯性大小不但与质量有关，还与物体的速度有关；在“力与运动的关系”教学中，学生会认同“有力作用物体就运动，没有力作用物体就静止”的观点。这些事例都说明学生在学习新的物理规律之前已经有了一定的原有认知，我们在教学中必须重视这一问题。建构主义理论认为，教师只有科学地设置冲突情境，使学生得到认知上的顺应，才能进行认知结构的改组和重建。如《自由落体运动》这一课的导入，笔者是这样进行教学的：

演示实验一：把一张学生使用的饭卡和一张与饭卡相同的纸片从同一高度同时由静止开始下落。学生观察实验得到结论：重的物体下落得快，轻的物体下落得慢。

演示实验二：把纸片揉成纸团，与卡片从同一高度同时由静止开始下落。学生观察实验，形成认知上的冲突，陷入思考，否定原来的观点，并提出猜想：如果没有空气阻力作用，轻重不同的物体，下落的快慢是一样的。

演示实验三：让一个铁片和一片羽毛同时在一个真空的管子中下落，两者同时落地。学生获得了正确的结论：在没有空气阻力的作用时，物体下落的快慢与轻重无关。

在上述教学中，我们可以看到，学生的学习经历了“认知上的暂时平衡—认知上的不平衡—认知上的重新平衡”这一过程。在这里，教学情境与学生认知的关系如图2所示。通过这样三个教学情境的设置，教师使学生产生了认知上的冲突，进而形成了新的认知结构，对“物体下落快慢与物体的轻重无关”这个规律有了进一步的认识。

（四）创设问题情境

物理规律的引入，还可以通过问题情境的创设。通过问题的设置进行物理规律的引入，可以层层深入地认识物理规律。在问题中引发规律，在问题中思考规律，能够更好地进行规律课的教学。如在“翻滚过山车过最高点条件”的教学中，可以设置这样的问题情境：

通过翻滚过山车视频资料引课，在学生沉浸于惊险与刺激中时，引导学生对翻滚过山车原型进行合理假设，并通过简化处理，建立物理模型，再用离心轨道（如图3）模拟这一运动，创设适于提出问题的情境，引发学生对物理规律的思考：

（1）翻滚过山车何处最惊险？

（2）如要安全过关，对释放高度有何要求？

（3）释放点低于圆轨最高点，行不行？（演示）

（4）等高呢？运动情境如何？（请学生描述并演示）

（5）释放点需要多高？（多次演示，探求临界点）

这一教学的核心就是用问题的提出来引入物理规律：第一个问题具有聚焦的作用，指出研究的焦点就在最高点；第二个问题具有直接点题的作用，提出我们研究的问题就是过最高点有什么条件；第三、四两个问题，通过实验与问题相结合，带动学生的思维；第五个问题把学生带入到即将要探究的规律中来。通过这样层层设计问题，一点点推动学生的思维，可以激发学生探究的欲望，创设研究问题的情境基础，有助于后面“小球过导轨最高点条件”的探究。

规律课导入的方法肯定还有很多，但不论用什么方法，有意识地创设新颖的导入情境，有助于激发学生积极良好的学习情绪，促使学生带着一种自觉自愿的心理走近教学内容，去学习、去探索，从而实现学习目标，达到事半功倍的教学效果。