如何根據認知規律創設情境

候診案例

【案例一】《光的直線傳播》教學片段

1.引入課題

教師打開多媒體課件，出示課題:光的直線傳播。

教師隨即展示多媒體課件的幾幅彩色圖片:

圖片1:夜色闌珊的城市夜晚，幾束彩色光柱劃破夜空，交相輝映。

圖片2:兩位科學家在實驗室里進行科學研究，一束紅色激光貫穿了大部分畫面。

圖片3:海底世界中，一位潛水員頭盔上的燈發出一束光，射向遠處。

2.新課教學

師:同學們從剛才的畫面中看到光是怎樣傳播的?

生:沿直線傳播(齊聲回答)。

教師開始讓學生利用課桌上的器材進行小組實驗，分別觀察鐳射筆射出的光在空氣、水和水果凍中的傳播路徑。

【案例二】《光的直線傳播》教學片段

教師在提出光是怎樣傳播的問題后，讓學生進行猜想，然后由學生根據教師提供的大量的實驗器材(激光小電筒、蚊香、水、白色透明雪碧瓶、玻璃塊，少許粉筆灰等)，由學生分組進行時間較長的自主探究實驗。在課堂教學實踐中，只有少數學生知道了用蚊香取煙來看清楚光路，很多學生不知所措，不知如何應用所提供的器材進行探究實驗(教師沒有直接告訴學生，也沒有指導學生，只在教室里來回走動)，只是在看到少數學生的實驗后再進行模仿實驗。學生被這一難點卡住而耗費大量的時間。從課堂的場面上看熱熱鬧鬧，學生都動起來進行實驗，但學生在整個實驗過程中思路是混亂的，效果并不好。最后由學生從實驗現象歸納出:光沿直線傳播。

【案例三】《電功率》教學片段

教師在教學過程中提出這樣一組問題:

(1)甲電熨斗比乙電熨斗的功率大，這怎么理解?

(2)一只“220 V，60 W”的燈泡接到110 V的電路中，亮度有變化嗎?依據是什么?

(3)甲燈泡“220 V，60 W”，乙燈泡“220 V，40 W”，當它們并聯時哪只燈泡亮?如果串聯呢?請說出理由。

學生思考之后，教師讓幾個學生依次回答。

師:第一個問題請生1來回答。

生1:……(不知道)

師:生2請你來繼續回答。

生2:……(愣了一會兒)甲電熨斗的額定功率比乙電熨斗的額定功率大。

師:好。第二個問題請生3來回答。

生3:亮度應該沒有變化吧!(很不自信)

師:你的依據是什么?

生3:不知道。

……

總之，學生不是不會回答，就是回答不到教師的所謂標準答案上來，于是，教師擔心延誤時間而完不成教學任務，干脆中斷學生繼續回答，自己將答案一一道出來。

診斷分析

“教”的規律要服從于“學”的規律。一切教學方法和手段只有順應學生認知結構的發展規律，才能有效地創設課堂教學的最佳情境，收到良好的教學效果。因此，在課堂教學中，要從學生的認識水平和思維特點出發，努力創造符合學生認識發展規律的課堂教學情境。然而，在物理教學的許多知識點和轉折環節上，學生認知結構的平衡由破壞到建立新的平衡的過程中，由于各種原因，教師教學方法與學生的心理狀況不合拍，教學情境的創設往往是失敗的。

現代教育心理學家認為，學生的認知順序，一般來講要經歷“感知—理解—應用”這一過程。在材料感知、信息接受階段，教師應根據學生心理準備、知識儲備情況提供相應的學習材料，以喚醒學生的個體經驗，使之與學生的原有知識有機地聯系;進入理解階段，教學節奏要適時，避免定義、結論得出“過早”或“過遲”;應用時重新抓好“審題”，通過聯想引導學生提取學生認知結構中原有的適當知識，并培養學生將當前的問題納入同類事物的系統中，進行問題歸類，解決問題，形成新的知識結構。案例一教師在教學邏輯關系上出現了失誤。首先出示課題“光的直線傳播”，這不是明白無誤地直接給出了結論嗎?接著，教師展示了光的直線傳播在現實生活中的幾個實例畫面，又恰恰為剛才的結論提供了令人信服的證據，學生隨后進行的實驗只能起驗證結論的作用。學生在這個過程中，先經歷理解結論，后經歷感知學習材料的程序，違反了學生的認知順序。

教育學理論告訴我們，教學應當遵循個體認知發展的一般規律，要建立在學生已有的知識經驗水平的基礎上，循序漸進，由淺入深，注重所教內容之間的聯系，由已知到未知，增強教學效果。既然要以原有的認知為基礎，那么教師設計情境時，就應該充分考慮到舊知識與待學習的新知識之間的聯系，不能脫離原有的認知。否則，不僅新知識將失去建構的基礎，而且學生無法形成探究的策略，更談不上設計探究方法。而案例二中，教師對學生的已有經驗了解不夠，幾乎所有學生都不知道用蚊香取煙來看清楚光路的知識，而用蚊香的煙來顯示光路在此實驗中是難點而并非重點，實驗前教師并沒有直接告訴學生，實驗進行中教師也是“袖手旁觀，放任自流”，因此學生被這一難點卡住而耗費大量的時間。教師創設這樣的教學情境，無疑是由未知到未知，有違學生的認知規律。

心理學研究表明，少年兒童在接受、儲存、轉化、提取和使用信息中采用的方式不同，因而形成了不同的認知風格，其中有兩類就是沖動型與反省型。沖動型的少年兒童以很快的速度形成自己的看法，在回答問題時就會迅速做出反應;反省型的少年兒童則不急于回答問題，他們在做出回答之前，傾向于先評估各種可替代的結果，然后給予較有把握的答案。我們認為，學生的學習并不是立竿見影，一蹴而就的，它需要一個漸進的過程，而且這個過程要由學生自己思考、揣摩、歷練才能完成，任何越俎代庖都不能代替學生自主學習得到的認知。案例三中教師沒有給學生構建全新的學習平臺和提供充分思考的時間，雖然對少數學生來說無關大礙，會學有所得，但對思維不敏捷、成績中等及偏下的學生來說，無疑是欲速則不達。他們來不及接受轉化，致使不懂或似懂非懂的內容如同滾雪球，越聚越多，離教師的要求也越來越遠。在不斷的失敗與挫折中，這部分學生會逐漸喪失學習的信心與勇氣;在模糊的理性認知中，也會逐漸放棄對知識真諦的追求;在大腦儲存的知識中會逐漸出現一個又一個的空白點。教師的行為明顯違背了認知規律和思維特點，人為地造成了學生之間的差異，偏離了教學面向全體學生的宗旨。

要改變上述局面，首先要樹立“教”是為了“學”的思想認識，要重視研究學生的學習心理，分析“學情”，要善于把自己置于“學”的一方來思考問題。對一些難度較大的知識點，要想一想學生在學習過程中可能出現的問題和困難，想一想怎樣安排教學過程更有利于他們的理解和接受，想一想用怎樣的方法與手段更有利于激發他們的主動性和積極性，從而使自己的教學主動地、自覺地去順應學生的認知發展規律。

借鑒案例

【案例四】《光的直線傳播》教學片段

師:同學們，你能列舉生活中看到的光傳播的情況嗎?

生:夜晚路燈照亮城市，夜景非常美麗，等等。

師:結合形象的板畫，讓學生說出太陽發出的光是怎樣傳播到教室中的。

生:光從真空傳播到大氣層，再從空氣傳播到玻璃，再傳播到空氣，進入我們的眼睛。

師:這說明光可以在真空、氣體及透明的固體中傳播。光能夠在液體中傳播嗎?

生:能。深海中的魚能看到食物，說明光能夠在液體中傳播。

師:光在這些物質中是怎樣傳播的呢?(讓學生進行猜想。)

師:用手電筒照同學，觀察墻上的影子。為什么會產生影子呢?

生:……(冷場)

師:(引導鼓勵)如果人站在流動的水中，水能繞過人繼續向前流，人的后面都濕了。光能像水那樣繞過去嗎?

生:(經過分析、對比)光可能沿直線傳播。

師:如何證明你的猜想?

生:進行實驗，收集證據。

介紹實驗器材，由學生進行實驗驗證。(教師指導實驗時如何在空氣和水中看到光路的方法。)

師:(引導)太陽光射進教室時，此時我們看不到光，設想一下，用掃帚將地上的灰塵掃起來，這時能看到光嗎?(教師作提示后，學生用煙霧顯示光線的方法做實驗)。

【案例五】《內能》教學片段

情境一:播放課件，籃球在運動。

師:籃球運動過程中，關于能量，同學們想到了什么?

生:籃球具有動能。

情境二:桌上放置兩只相同的燒杯，杯中分別盛有等質量的冷水和熱水，同時往兩燒杯中分別滴入一滴紅墨水(將白紙擋在兩燒杯后，以此作為背景，增強觀察效果)。仔細觀察，你發現了什么?這一現象說明了什么?

生:紅墨水在熱水中運動得快，說明溫度越高分子運動越劇烈。

師:如果運動的籃球縮小到只有分子那么大，它還有動能嗎?

生:應該有的，只要在運動，就都有動能。

師:分子也在做無規則的運動，分子有動能嗎?

生:分子也有動能。

結論:(播放課件)運動著的分子也有動能。

情境三:教師演示(播放課件)“掛在樹上的蘋果具有什么能?”

生:重力勢能。重力勢能是由于地球吸引蘋果而產生的。

師:相互吸引的分子也有勢能嗎?

生:有。

結論:(播放課件)相互吸引的分子也具有勢能。

情境四:兩只相同的小球用一輕質彈簧連接著，如圖3-4，分別擠壓或拉伸兩小球之間的彈簧，彈簧具有什么形式的能?

生:彈性勢能。

師:被壓縮的彈簧各部分相互排斥而具有勢能，相互排斥的分子間有沒有勢能?

生:有。

結論:(播放課件)相互排斥的分子也具有勢能。

師:在物理學中，我們就把物體內部所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和叫做物體的內能。

【案例六】《熱機》教學流程設計

實驗:在洗凈的“洗滌劑”瓶中加少許酒精，在瓶口塞上橡皮塞。用電子打火槍在瓶中點火，酒精與空氣的混合氣體劇烈燃燒發生爆炸，瓶塞“砰”的一聲打到了天花板上。

討論:發生該現象的原因是什么?在這個過程中能量轉化是怎樣的?

拓展:把實驗模型向汽油機模型演變。如果以活塞代替瓶塞，塑料瓶改為光滑的金屬缸，以活塞推動曲軸、飛輪等，豈不可以利用活塞機械運動的能量嗎?在此基礎上，利用實物和掛圖來講解，學生便始終處于積極思維之中。

專家建議

教育家第斯多惠指出:“學生的發展水平是教學的出發點。”教師唯有了解學生原有的認知結構的特點，將課堂教學情境的創設建立在了解學生的發展水平和已有能力的基礎之上，才能收到良好的教學效果。以上一組案例中的教學情境創設，由于符合學生的認知規律，收效甚好。

心理學認為，青少年學生認識事物有一定的過程和規律，它由具體到抽象，由感性到理性，由現象到本質。而這種認知過程往往是由感知事物直觀現象而引發的。這就要求我們遵循學生的這一認知規律，通過創設具體形象的情境，幫助學生完成具體到抽象、感性到理性的認知過程。案例四中對教材的處理比較合理，符合學生的認知規律。學生從感知熟悉的生活現象出發，在教師的引導下進行理論探究。在整個理論探究的過程中，教師通過創設“流水”“ 掃帚將地上的灰塵掃起”等具體形象的情境，幫助學生完成具體到抽象、感性到理性這一認知過程，降低了探究的難度，突破難點，能讓學生順利地進行實驗。而學生通過實驗驗證了先前的探究結論，獲得了成功的喜悅感。同時通過實驗操作，也很好地鍛煉了動手操作的能力。整節課通過師生互動、生生互動的探究、實驗，學生動手更動腦，收獲多，效果好。

心理學認為，人的認知水平可劃分為三個層次，即“已知區”“最近發展區”和“未知區”。人的認識水平就是在這三個層次之間循環往復，不斷轉化，螺旋式上升。在課堂教學中，在“已知區”與“最近發展區”的結合點，即知識的“增長點”上創設教學情境，符合前蘇聯著名心理學家維果茨基的“最鄰近發展區”理論。同時，建構主義也強調，要減少知識與解決問題之間的差距，這樣有助于原有認知結構的鞏固，也便于將新知識同化，使認知結構更加完善，并最終使學生認知結構中的“最近發展區”上升為“已知區”。案例五中通過創設一系列情境與舊知識的同化和順應，學生比較容易從“物體由于運動而具有動能”遷移得出:“墨水分子在做無規則的運動，分子也具有動能。溫度越高，分子的無規則運動越劇烈，則分子的動能也就越大”“蘋果由于受地球吸引而具有重力勢能”。從“彈簧因為發生彈性形變而具有彈性勢能”遷移得出:“分子間因存在著相互作用的引力和斥力，分子間也存在著勢能——分子勢能”等新知識。由此，可以比較自然地引入“內能”的概念。這樣的思路設計，無疑在學生心理發展的過程中有著積極的作用。教學的效果也是令人驚喜的:教學的重點被輕松突破，課堂上學生思維活躍，同時還滲透著類比、遷移等科學思維方法，實現了學生從“現有水平”向“未來發展水平”的遷移。

運用原有的認知結構進行開拓與擴展，向新的認知結構自然過渡。認知結構的發展總是承前啟后，循序漸進的。教師要善于把學生原有的知識置于適當的情境下開拓、擴展，形成新的認知結構。這樣從“統一”之中求“發展”，在“發展”之中見“統一”，可以減小學生學習過程中的心理負荷。案例六展示的教學過程，符合學生的認知心理和基本規律:觀察感知—重點討論—拓展遷移。這樣，不僅使學生獲得了知識，更為重要的是有助于學生掌握知識的一般規律，做到“授之以漁”，真正體現了著名教育家蘇霍姆林斯基所說的:教會學生能借助已有的知識去獲取知識，這是最高的教學技巧之所在。

綜上所述，我們一定要根據學生的認知特點來創設教學情境，即遵循由具體到抽象，由感性到理性，由現象到本質，由淺入深，循序漸進等規律，幫助學生實現知識從“現有水平”向“未來發展水平”的遷移，真正做到“授之以漁”。