学生认知结构与物理课堂教学情景

学生认知结构与物理课堂教学情景

“教”的规律要服从于“学”的规律。一切教学方法和手段都只有顺应学生认知结构的发展规律，才能有效地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，要从学生的认识水平和思维特点出发，努力创造符合学生认识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，笔者认为宜从以下三个方面入手。

1、研究学生的学习心理，分析“学情”

在物理教学的许多知识点和转折环节上，学生认知结构的平衡由破坏到建立新的平衡，他们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沦为“学困生”。减少学生心理负荷的方法就是要使教学方法与学生的心理活动合拍、和谐。传统的教学方法，基本上处于教师“给”、学生“收”的局面。这种方式至今仍影响教学第一线。要改变这种局面，首先要解决“教”是为了“学”的思想认识，要重视研究学生的学习心理，分析“学情”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，要想一想学生在学习过程中可能出现的问题和困难、想一想怎样安排教学过程更有利于他们的理解和接受、用怎样的方法与手段更有利于激发他们的主动性和积极性，从而使自己的教学主动地、自觉地去顺应学生的认知发展规律。

例如：初中物理中对功的概念的理解是一个难点。初中学生头脑中有“工作”、“功劳”的概念，因而他们认为“用了力就一定有功”。有些学生会想，手提重物不动或水平面上移动，有时可能是满头大汗，却说人没有做功，这好像不公平吧？这种对功的概念的心理排斥因素教师应予足够的重视，并且要有有准备地花力气处理好。否则，课堂上思维活跃的学生就有可能发生注意力的转移。因此，必须向学生解析清楚：①力学中的功所赋予的物理意义是特定的。做功有必要的因素条件。②功等于作用在物体上的力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。这样可以让学生把功理解成物体在力的作用下的机械运动，并用一个简单的形式来表达。这种教学方法让学生心甘情愿的接受并理解所讲述的“功”，对教学活动是有益的。

2、课堂教学中应坚持启发式教学法

良好的课堂教学情境的外在特征是：气氛和谐、情绪热烈、深刻扎实。内在特征是：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，同时也涉及到多种因素。因此，创设情境的具体手段也应是多方位、多样化的。

（1）利用新授知识与原有认识结构的矛盾，动摇旧的认知结构，创立新的认知结构。

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，采取以下提问创设情境。

教师：将一木块和一个团成一团的牙膏皮同时放入盛水烧杯中。木块为什么浮在水面上，而牙膏皮却沉下去了呢？

学生：牙膏皮是锡做的，锡是一种金属。

学生：锡比木块沉（重）。

教师：金属总是下沉的，是吗？

学生：是的。

教师演示：将牙膏皮展成空心桶状放在水中，牙膏皮浮于水面。

学生：牙膏皮浮起来了。

教师：是啊！牙膏皮为什么又浮起来了呢？

这样，学生原有的认知结构正被破坏，处于一种“愤”、“悱”的心理状态。这样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问题情境。

再如：针对学生原有的“眼睛看到的东西一定是真实存在的”错误认识，为让学生建立起“虚像是反射光线的反向延长线的交点，看起来是“实实在在”的，其实是并不存在的”新认识，可以采取以下方法：

教师做一个“蜡烛在水中燃烧”的实验。把一块玻璃立在桌子上，在玻璃前面放一只蜡烛，后面放一个大烧杯，烧杯中放一只同样的蜡烛，两只蜡烛对称于玻璃面。点燃蜡烛，从蜡烛这边向玻璃看去，我们可以看到两只蜡烛都在燃烧。然后向烧杯中加水，这时我们竟看到玻璃后面的蜡烛却在水中燃烧起来。

实验看到的现象与生活常识明显形式尖锐的矛盾。这就破坏了学生原有的认识，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开拓与扩展，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。教师要善于把学生原有的知识置于适当的情境下开拓、扩展，形成新的认知结构。

这样从“统一”之中求“发展”，在“发展”之中见“统一”，可以减小学生学习过程中的心理负荷。

初中物理第二册“热机”这节课中，似乎只能是教师讲，学生听。如果我们利用一个学生熟悉的一个实验来进行拓展，课堂气氛将大为改观。

实验：在洗净的“洗涤剂”瓶中加少许酒精，在瓶口塞上橡皮塞。用电子打火枪在瓶中点火，酒精与空气的混合气体剧烈燃烧发生爆炸：瓶塞“砰”的一声打到了天花板上。

讨论：该现象发生的原因是什么？在这个过程中的能量转化是怎样的？

拓展：把实验模型向汽油机模型演变。如果以活塞代替瓶塞，塑料瓶改为光滑的金属缸，以活塞推动曲轴、飞轮等，岂不可以利用活塞的机械运动的能量吗？在此基础上，在利用实物和挂图来讲解，学生便始终处于积极思维、情绪盎然之中了。

（3）善于把学生推向“主体”地位，使之主动积极地形成新的认知结构。

我们要顺应学生的思维规律，就应该创造条件，让学生在具体分析和解决实际问题的过程中，有充分表现的机会。在这种情形下，我们可以更好地有针对性地启发、引导，以达到教学的目的。

以初中物理第二册“焦耳定律”为例，在学生已经确信电流通过导体会产生热量，电流做功可以把电能转化成热能以后，我们可以不急于按照课本上的方案，立即做演示实验。这里可以提出“电流通过导体产生的热量多少可能与那些因素有关”让学生展开讨论。学生会围绕电流强度有关的量说出电流、电压、电阻以及通电时间等等。教师引导学生分析判断出相互独立的有关量后再提问：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，形成比较统一的意见后再提出问题：“我们的估计对不对？”然后向学生出示实验器材，让学生提出实验方案，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由学生猜想、推理、判断、验证的方法。这样做更接近学生对问题的认知发展规律。通过不断启发和调动学生，把学生从被动的地位中解放出来，学生形成新的认识结构的过程就更为生动、活泼。

3、学生明确教学活动的目的

现代教育思想认为，教学的主要目的是为了塑造学生。“教”是为了“学”。一个教师必须学会人从各种可能的教学方案中挑选出最符合学生实际的方案来，他的教学技巧和教学技能才能得到最有效的发挥。教学动机一旦脱离了教学目标的监控，精彩的“情境”也只能是“花架子”、“一个漂亮的肥皂泡”。

某教师在“测定匀速直线运动的速度”一课，让全班同学带着钟表到操场上活动半小时，学生们非常开心。然后回到教室交流测量结果，有不少学生竟不知道测出的数据有什么用处。这样一个生动活泼的教学活动为什么没有收到良好的效果呢？激发兴趣、创设情境不是教学的目的，只是为教学服务的手段。我们应该使学生明确活动的目的，让学生在有目的的教学活动中，实现动机、情境、效果的统一。

课堂教学的良好“情境”，是教师与学生双方在教学的共同努力中创造和形成的。尤其是教师运用教育心理学的理论，在分析学情、钻研教材的基础上开展创造性的劳动。值得注意的是，教师还要注意与学生的感情沟通。教学过程面对的是活生生的人，而且需要教学双方的合作。很难设想，一位与学生没有真情实感的教师能够取得学生的配合和支持。因此，教师平时应与学生多接触、多谈心。注意关心和鼓励他们，取得学生的爱戴和信任。在这个过程中，教师可以更深入的了解学生，掌握学生的心理，这也是搞好课堂教学不可缺少的组成部分。