抛认知冲突式“锚”探物理概念的“髓”

陈昊　刘伟华

摘 要：抛锚式教学是要求学生在实际情境中去感受和体验问题，而不是听这种经验的间接介绍和讲解的教学方法。根据“锚”的内容与引导方式不同，抛锚式教学法分为认知冲突式、实景探究式、角色体验式三种课型。其中，认知冲突是指学习者原有概念与现实情境不符时产生的冲突，冲突的结果是重新构建新的知识体系。本文以“压强”一节课为例，说明认知冲突式课型的教法。

关键词：抛锚式；“压强”；镶嵌式问题；教学

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）11-0031-3

抛锚式教学是在建构主义学习理论下发展起来的一种探究式教学模式。该教学模式主要是“使学生在一个完整、真实的问题背景中，产生学习的需要，并通过镶嵌式教学以及学习共同体中成员间的互动、交流，合作学习，凭借自己的主动学习、生成学习，亲身体验从识别目标到提出并达到目标的全过程。”在教学中要创设鼓励学生积极地参与建构有趣的、真实的情境。而确定这类真实事件或问题被形象地比喻为“抛锚”，因为一旦这类事件或问题被确定了，整个教学内容和教学进程也就被确定了，就像轮船被锚固定一样。

抛锚式教学法根据“锚”的内容与引导方式不同，可分为认知冲突式、实景探究式、角色体验式的三种课型。最常见的抛锚式教学法是认知冲突式，认知冲突是指在智能发展过程中，原有概念（或认知结构）与现实情境不符时，在心理上产生冲突的现象。认知冲突的结果是，学生个人原有的概念发生改变，需要重新构建新的知识体系来顺应这种改变，于是，便产生了学习的过程。下面我们通过“压强”教学实例讨论认知冲突式课型的应用。

上课开始，教师出示一块上面有很多钉尖的木板。教师问“人如果站到这个木板上去，会怎样呢？”许多学生认为“这么多钉子，人怎么能站上去呢？真要站上去，人一定会受伤！”

老师演示，穿袜子站到木板的钉尖上，结果毫发无损，学生一片惊呼！

教师通过这个惊险刺激的表演，引发了学生的认知冲突，为“压强”的教学抛下了“锚”。

学生一定会非常好奇，根据生活经验，钉子连坚硬的木板都能刺破，为什么不会伤到老师的脚底板呢？为了解开这个谜团，就会围绕这个“锚”展开本节课的探究学习。

以上教學情境在传统教学中也可能会被作为一个精彩的导入性实验。但是，往往在实验后就会马上“回归正题”，老师会用这样的过渡语，“同学们如果想要搞清楚这究竟是怎么回事，就要学习今天的内容——压强”，然后后面的学习在绝大部分时间内都与这个实验没有直接的关系，最多只是在课堂结束时请同学们利用学到的压强知识来解释这个现象，作为整节课的反馈，检验学习效果。这样的方式使学生从好玩有趣的思维情景中跳脱出来，离开了这个情景，学生的主动构建的积极性就会大打折扣。

与传统教学方法不同的是，抛锚式教学法重在整节课都会围绕这个“锚”展开，学生在解答谜团的过程中获取知识和能力。具体过程是这样的：

师：同学们想知道这是为什么吗？ 生：想！

师：好，那咱们就一起来研究一下吧！我给每个小组都准备了一块和我刚才表演用到的一模一样的钉子木板、一只充气气球、一个水果盘和一些槽码。为了安全起见，咱们用气球替代人来做实验：把放有槽码的水果盘放在气球上，再把气球放到钉子上，气球如果被刺破了就表示“人”受伤了；大家自己动手试试看，气球会被刺破吗？

教师给每个小组发放器材，学生带着疑问开始实验。

学生观察实验现象得到的结论是气球没有被刺破。有学生提出：“怎样做才会使气球被刺破呢？”

传统教学中，往往会由老师提出问题——“压力的作用效果取决于哪些因素呢？请同学们通过实验来探究这个问题”，这个引导性问题的提出没有顾及学生的切身体验：我为什么要研究“压力的作用效果跟哪些因素有关”？为什么小桌子和沙坑（或者海绵块）就能研究压力的作用效果跟哪些因素有关”？没有解决所学知识价值取向的问题，学生的学习是消极被动的，导入性实验所激发的好奇心在“教师的引导”下已变得索然无味！

和教师提出引导性问题不同，抛锚式教学始终抓住学生在认知冲突上形成的兴趣点来教学，从演示实验到学生实验都没有离开“钉子能否刺破”这个“锚”！学生在亲自体验过该实验后，能更加积极地思考和想象，并在实验现象的基础上提出进一步要探讨的问题。

抛出“锚”的目的不仅仅是要激发学生的认知兴趣，也是为了导出知识教学的“镶嵌式问题”。“镶嵌式问题”是学生为了解答认知冲突而自发生成的、需要亟待解决的探究课题。“镶嵌式问题”的提出，标志着学生的学习阶段从兴趣激发走向科学探究，学生的认知方式从感性认知迈向理性认知，学生的习得程度从浅表学习进入深度学习。能否自然、合理地引发“镶嵌式问题”，是判断“锚”设置质量的标准。一个高质量的“锚”，往往能不留痕迹地引发学生自主生产“镶嵌式问题”。

本节课围绕构成“认知冲突”的“锚”——“气球居然没有被钉子刺破”，学生自发地提出了“镶嵌式问题”——“怎样做才会使气球被刺破呢？”这个问题的提出是用于解答“认知冲突”的，学生真实的学习过程由此发生：

学生甲：咱们再放一块槽码试试吧！（现象：气球破裂）

学生乙：我觉得直接用手压，气球也会破。（现象：气球破裂）

学生丙：拔下几只钉子试试看……拔下5颗钉子，气球没有破裂。

学生丙：再拔几颗试试吧。又拔下8颗钉子，气球破裂了，学生惊呼！

教师：很多小组的气球都被刺破了，谁来分享一下你们的发现？

学生甲：我在果盘里多放了一块槽码，气球就破了。

学生乙：我直接用手按压果盘，气球就破了。

学生丙：当我把钉子拔出13颗时，再把原来的果盘放上去，气球就破了。

教师：同学们能否总结一下“刺破气球的方法”呢？endprint

学生丁：可以增大压力，刘欣（指学生甲）和陈翔（指学生乙）虽然具体做法不同，但都是在增大气球受到的压力。

教师：总结得很到位，还有吗？

学生戊：张丹（指学生丙）拔出一些钉子，我觉得就是在减小气球的受力面积。

学生围绕“怎样做才会使气球被刺破呢？”这个问题展开了深入探究，在探究过程中，问题的提出，实验方法的设计和操作，实验现象的描述，实验结论的得出都顺应而生。可见，认知冲突引发了“镶嵌式问题”，问题激发了学生的探究欲望。

然而，如何从这个极具现实意义的“锚”回归到抽象的物理概念呢？这就需要将课堂引向最为本质的认知学习。与教师先灌输一个概念，再通过大量的实例来印证这个概念的成立不同，抛锚式教学法不是从“道”及“法”，而是正好相反，是由“法”悟“道”，具体来说就是基于一个典型实例，由此推及一般，从而归纳得出物理概念或规律。这样做的价值在于，学生认知过程是由表及里的，从一个自己能切实体验的现象出发（而且这个现象还是能引起认知冲突的），为顺应认知冲突而展开学习，这种过程是最能感悟知识的价值的，这比教师苦口婆心地描述该知识，以及该知识在工作生活中有哪些重要的应用，要记忆深刻得多！

教师：大家现在知道，老师为什么能站在这个钉板上了吧！

学生：压力不够大，或者钉板上的钉子很多，您脚底受力的面积比较大。

教师：咱们在生活中也常常需要考虑刺破、压碎、砍断、陷入等问题，由于压力而导致物体形变就是压力的作用效果，大家想想哪些场合需要考虑压力的作用效果啊？

学生七嘴八舌地说：盖房子的时候，地基不能被上面的砖头压碎；滑雪的时候，脚不能陷入到雪地；火车经过时，铁轨不能陷入到地里；打针时，针头要刺破皮肤；斧头要砍断树枝；图钉顶尖要刺破墙面，但图钉帽接触手指不能刺破人的皮肤，等等。

教师：看来，如何来增大或减小压力的作用效果還真是值得研究呢！物理学中，用压强来表示压力的作用效果。

教师：大家讨论一下，根据大家刚才的发现，压强的大小取决于什么？应该怎样定义？

学生讨论后回答：压强的大小取决于物体受到的压力和受力面积。可以用压力和受力面积的比值，也就是单位面积上受到的压力来表示压强。

我国核心素养框架体系提到，教育的本质是育人。这就意味着概念教学不是物理名称的教学，而是要“探”出物理概念的知识价值这个“髓”。学生理解物理概念就要首先认识为什么要建立这个概念，这个概念有什么用。这样，学生才能从中发展出对知识的认同，对自我的认识，对同伴的理解和对社会的担当。抛锚式教学法将“认知冲突”这个“锚”置前，将概念置后，就是为了让学生借助围绕“锚”开展研究，最终升华找到抛下这个“锚”的地方所在的知识价值。

参考文献：

[1]许雪梅.物理情境学习中抛锚式教学模式的应用——“运动的合成和分解”一节的教学探索[J].学科教育，2004（06）：31-34.

[2]周佳.基于抛锚式教学模式的高中物理教学案例[J].湖南中学物理，2013，28（09）：11-14.

[3]陈冠群，黄树生.“抛锚式教学”在物理课堂实验中的尝试[J].上海教育科研，2014（03）：89-90.

[4]]汪和君.抛锚式教学模式的本土理解和实践——以高中物理教学为例[J].学苑教育，2017（02）：66.

（栏目编辑 李富强）endprint