利用学生的认知冲突提高教学效益

　　传统的教育方式只着重于知识的传授，忽视了学生作为人的主体所具有的好奇、探究、推理、鉴别、归纳等高级思维活动，其结果是教师把学生当“容器”“机器”，频繁的灌输和训练使学生丧失了主体创新的意识，探究的动机，抹杀了学生欣赏物理美，探究事物本质规律美的兴趣，这样的教学枯燥、乏味其结果也不理想。为重拾学生对物理的兴趣，提高课堂教学效益笔者认为从以问题意识为背景，认知冲突为载体，启发探究式的教学不失为解决这一问题的途径之一。
　　例如研究光电效应实验时出现经典电磁理论与实验矛盾，吸引无数物理学家对新领域、新现象的探索最后爱因斯坦提出光量子论等等，心理学也认为，在学生的旧有知识和新的信息新的现象发生感知上的冲突时能自发的激起学生好奇、探究、分析、推理的欲望。为此教师有必要创设出情境，提供丰富信息，导演出认知冲突，使教学具有新奇性、不和谐性极大的刺激学生的好奇心和探究欲。
　　一、通过语言描述逻辑推理构建看似正确的结论，实则是与本质现象相背离的矛盾冲突。
　　案例1：电容器对交流电的影响。如图甲
　　师：在日常生活中我们知道绝缘体是不能通过电流的对吗？
　　生：对，因为绝缘体中自由移动的电子很少
　　演示实验：小灯不亮。
　　师：此现象说明了什么？
　　生：说明直流电不能通过电容器，电容器中有绝缘体存在。
　　师：既然是绝缘体那它也不能通过交流电对吗？
　　生：对
　　演示实验：电容器接入交流电小灯会亮。
　　生：茫然。（与构建的结论相矛盾，产生认知冲突，激起学生的好奇心、探究欲）
　　师：学生从交流电的特点入手讨论。
　　二、通过实验实现学生旧知与新现象的矛盾冲突.
　　案例2.：对楞次定律的引入时。如图乙（教学使用J2413、镇流器线圈）
　　师：通过初中的学习我们知道如果电路是闭合的那么能够让电流通过对吗？
　　生：对。
　　演示现象：直流可以分别通过两线圈——灯亮。
　　师：通过这个现象说明了什么道理？
　　生：线路是闭合的，线圈内部是导体做成的
　　师：对，因为是闭合线路那我们将其接入交流电中它也应该亮
　　生：正确。
　　演示现象：交流电不能通过镇流器线圈——灯不亮，交流电可以通过J2413线圈——灯亮但有延时作用。
　　生：茫然。（产生认知上的矛盾冲突，激发学生的参与度）
　　师：顺利引入线圈对交流电的作用，进而引入楞次定律
　　
　　
　　三、通过旧有理论知识的推理构建与事实相背离的结论，产生认知上的冲突。
　　案例3：卫星变轨中隐藏的问题
　　师：通过向心力公式我们知道物体做离心运动和向心运动时必须满足的关系。
　　生：向心运动时实际速度比理论速度小，离心运动时实际速度比理论速度大。
　　师：由向心力公式F=m可以知道半径和线速度之间有什么关系？
　　生：半径越大，线速度越大；半径小，线速度小（产生经验结论1）
　　师：卫星在高轨道运动若遇阻力，半径怎么变化，线速度怎么变化？
　　生：线速度减小，轨道变高。（产生经验结论2）
　　师：那请同学们利用万有引力提供向心力推出线速度的大小
　　生：
　　师：观察这个式子我们可以的到什么结论
　　生：半径小，线速度大；半径大，线速度小（产生与经验结论1的认知冲突）
　　师：播放“嫦娥一号”从低轨道变到高轨道需要加速的视频。（产生与经验结论2的认知冲突）
　　生：茫然（激发起学生探究欲）
　　师：从力的特点入手小组讨论
　　四、利用学生惯性思维建构起与新知的冲突
　　案例4、闭合电路欧姆定律对非纯电阻电路是否适用的问题
　　如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，“8V16W”的灯泡L恰能正常发光，电动机M绕组的电阻R=1Ω，求：（1）路端电压；（2）电源的总功率；（3）电动机的输出功率
　　
　　学生解答：（1）由于灯泡恰能正常发光则路端电压为8V
　　（2）根据P=UI可知流过小灯的电流为2A，又根据欧姆定律I=U/R得知流过电动机的电流为8A；则电源总功率为100W
　　（3）根据P=UI得电动机的输出功率为64W
　　矛盾冲突：题目中所给的正确答案为（1）8V（2）40W(3)12W为什么计算后会出现这样的结果呢？
　　矛盾解析：请同学们根据电路探究原因
　　五、利用学生的习惯性思维建构与新知的冲突
　　案例5、物理最高（低）点与几何最高（低）点不重合的问题
　　如图，圆心为O的光滑绝缘圆环竖直放置，且放在水平向右的匀强电场中，一带电小球套在圆环上，开始时静止于P点，现让小球从M点静止释放，则小球沿圆环运动的过程中，速度最大的位置在哪点？
　　学生解答：在Q点。因为Q点最低，势能都转化成动能，所以Q点的速度最大
　　矛盾冲突：那题目中开始时小球为什么能静止在P点呢？
　　矛盾解析：合力能否等效为“重力”，合成的场能否等效为“重力场”？
　　综上，笔者认为物理有效课堂的核心是效益，效益的基础是学生的参与度，能不能激发学生积极参与课堂教学，是提高教学效益的关键所在。利用学生的认知冲突既可以温故旧有知识又能观察到新现象，使学生不经意间产生认知上矛盾冲突，激发他们好奇，探究、分析、推理、归纳的潜在情绪，使学生主动融入课堂，提高了课堂的参与度，从而也大幅提高课堂的教学效益。