引发认知冲突 突破物理教学难点

梁建

【关键词】认知冲突；过程与方法；欧姆定律

【中图分类号】G633.7 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009（2016）18-0066-01

认知冲突策略强调利用已有的知识经验与最近发展区的知识产生冲突。它是通过探究过程暴露原有知识结构的不足，在“愤”“悱”的心理状态下，激发学生合作探究、自我反思的一种教学策略。笔者在教学苏科版《物理》九年级“欧姆定律”时，主要采用了这一策略，通过创设有思考价值的相关问题，“搭个梯子”帮助学生自主学习物理规律，实现“智慧”学习。

1.利用认知冲突创设物理情境。

教师首先引导学生回忆已经学习过的串并联电路。接着给学生提供电源、开关、导线、小灯泡和电阻等器械，让学生设计一个能够使灯泡发光的电路。待学生分小组设计好电路后，提出问题：“如何让设计的小灯泡亮度发生变化呢？”

学生A：增加或减少一节电池。教师：还有其他不同方案吗？学生B：串联一个电阻。教师：我们知道灯泡亮度改变说明灯泡中的电流大小发生变化了，请同学们思考你是怎样改变灯泡中的电流的，电流与哪些因素有关呢？

教师引导学生改变灯泡亮度，绝大多数学生都想到了学生A的方案，这时学生B给出串联一个电阻的方案，出乎大家的意料。对学生基于使用手电筒的生活经验产生了极大的认知冲突。教师借此引入猜想：电流与电压、电阻的关系，显得“水到渠成”。

2.利用认知冲突培养学生的思维方式。

结合上面的实验过程，让学生复述实验现象：增加电池，灯泡变亮；增加电阻，灯泡变暗。学生也就知道改变电压、电阻能够改变电流。此时组织学生小组合作讨论：如果单独改变电压或者电阻，电流的大小会如何变化呢？

教师引导学生根据物理实验现象对影响电流大小的因素进行猜想，这是科学研究的一种重要方法。学生在经历实验探究过程后，能够自发地感悟三者之间的定性关系，做出自己的猜想与假设，并转换思维方式，知道要运用控制变量法设计下一步的方案。

3.利用函数图像设置认知冲突，建构物理规律。

在学生得到电压、电阻和电流的相关实验数据后，教师引导学生先分析一些数据的直接关系，然后分小组描点作图，画出I和U以及I和R的函数图像。通过图像直观地凸显出I和U的正比关系，I和R的反比关系。如下图：

学生在学习密度与质量、体积的关系时，已经初步学会了运用函数图像建构物理规律。基于现有的数学知识将繁杂的数据直观地反映在直线和曲线上。不同小组的学生发现画出的I、U图像倾斜程度各不相同，这又激起了学生讨论研究的兴趣。经过教师的分析，学生认识到倾斜程度不同，就是图像的斜率不同，是因为各小组选择了不同的电阻R多次实验而导致的。

4.利用欧姆定律的发现史引发认知冲突，进行人文素养教育。

学生只要一节课就掌握了欧姆定律，往往会在主观上认为欧姆定律的发现应该是一帆风顺的。通过教材中的阅读材料，让学生了解到欧姆早年的不幸，从情感上培养学生淡泊名利、务实求真、为求真理永不言弃的精神。

（作者单位：江苏省沭阳如东实验学校）