“摩擦”创设新知

2023-02-10

根据普利高津的耗散结构理论, 利用创设矛盾的情境能促使学生的思维系统远离平衡状态。而当学生的思维产生不平衡时, 就会情不自禁地产生一种紧张的“内驱力”, 促使大脑积极兴奋地活动, 自觉解决任务, 从而实现最佳的教学效果。

1 利用惯性思维的负面效应创设矛盾情境

人的思维常常被某一固定模式所限制, 当解完一道题, 做完一件事, 以后再遇到类似问题时, 往往会使用以前的经验和办法, 这就妨碍了我们去思考别的方法因而问题得不到解决, 使学生掉入问题的“陷阱”, 这就是惯性思维的负面效应, 它与新知发生了“摩擦”。所以在教学某一知识点时, 教师先要研究学生原有的认知结构和思维方式, 可有意地利用惯性思维的负面效应制造“矛盾”, 最大限度地把教学调整到激发学生积极思维的“最佳发展高度”上。

例如在讲“密度”概念时, 就可以先笼统的提出一个问题:铁和木头谁重?有的学生会根据头脑中已有的思维定势回答铁重以后, 再出示一块很大的木头和一个很小的铁钉, 再问二者谁重?学生定会表示吃惊。感到不知如何再回答这个问题, 他们想弄明白这到底是怎么一回事。学习的积极性和主动性就会自然提高了。这么熟悉的事物, 这样真实而不是“模拟”的实验, 具有很强的说服力, 不得不承认他们头脑中原有的观点象摩擦力一样阻碍了接受新知应用这样的方法能紧紧吸引学生的注意力, 达到强刺激的效果。使学生在后面的实验事实面前确认真理, 加深了对事物的比较, 形成正确的科学概念。

2 利用反生活事件和体验创设矛盾情境

在生活中, 学生已经接触到许多与科学有关的生活事件, 形成了科学学习的前概念和相应的认知结构, 其中有许多与自己前概念和认知结构发生了“摩擦”。恰到好处地利用学生的生活事件和体验来创设矛盾情境, 从而形成学生新的兴奋高潮, 诱导他们分析、探索其中的奥秘。

例如在讲流速与压强的关系时, 先讲“奥林匹克”与比它小得多的巡洋舰“豪克”号相撞的故事, 点燃学生的好奇之火, 激起了他们非弄清楚而后快的积极的学习动机。教师然后再做两个小实验:口吹两张平行纸片, 发现越用力吹纸片靠得越近和利用漏斗吹乒乓球实验, 漏斗口向下用力吹气, 乒乓球不但没掉下还在旋转, 然后分析这三种现象的共性。这些现象是新奇的、富有挑战性的, 学生就处于一种想知而未知、欲罢而不能的心理状态, 引起强烈的探究欲望。随着讨论的深入, 对流速与压强的逐步理解, 学生领悟到了其中的道理, 然后再讲解飞机升力产生的原因, 不知不觉地以轻松愉快的心情掌握了知识。

3 通过展示的实验事实创设矛盾情境

实验的直观性、新奇性往往能使矛盾直露, 学生的感受也最为直接。实验中引发的矛盾, 往往能使学生产生意料之外的直觉, 能迅速打破思维系统的平衡态。例在电功率的复习教学中, 为了说明灯泡的亮暗是由什么决定的。可做如下两个实验:实验一, 标有“220V 100W”和“220V 40W”的甲乙两灯, 并联后接到220V的电路中, 发光较亮的是哪一盏灯泡?如果串联后接到220V的电路中, 发光较亮的是哪一盏灯泡?实验二, 有三盏电灯, L1标有“220V 25W”, L2标有“110V 40W”, L3标有“36V 60W”, 则三盏电灯都正常发光时发光最亮的是哪一盏灯泡 (通过可调变压器提供电源) ?并联是100W比40W要亮而串联后40W比100W亮, 第二个实验“36V 60W”最亮, 这与学生原有功率越大越亮, 电压越高越亮产生矛盾冲突, 灯泡的亮暗究竟由什么决定?然后教师进一步提出灯泡的亮暗取决于什么因素?额定电压、电阻、额定功率、实际电压、实际功率与灯泡的亮度有何关系?这种实验现象与已有经验的有摩擦, 使学生顿时困惑不解, 由此创设了矛盾情境使学生处于积极思维的状态中, 再让学生通过计算比较不同灯泡额定电压、电阻、额定功率、实际电压、实际功率大小关系, 最后得出灯泡的亮暗是由灯泡的实际功率决定的, 实际功率越大, 灯泡越亮。

4 利用认知矛盾的现象创设矛盾情境

认知心理学认为, 人类在认知的过程中, 会出现现象与已有知识相矛盾的情况日常概念与科学概念的矛盾, 直觉、常识与客观事实的矛盾等。

在学习了“在金属活动性顺序中只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。”这一规律后, 笔者提出下列问题:如果把钠投入硫酸铜溶液中能否置换出铜来?学生说:“能”, 并七嘴八舌地说了自己的想法, 而教师此时则坚定地说:“不能!”接着将一小块金属钠投到硫酸铜溶液中, 让学生观察现象。结果现象出乎于学生的意料之外, 与规律发生了矛盾, 学生的好奇、议论、猜测油然而生, 求知的迫切性得到强化。这时教师引导学生根据现象猜想有什么物质产生, 再综合学过的知识分析产生这种现象的可能原因, 最后揭示出反应的本质。再引申下去可以让学生分析为什么铁可以置换出硫酸铜溶液中的铜, 而钠却不行?利用学生的预期实验现象和实际实验现象的矛盾进行视觉刺激, 通过引导学生分析错误原因, 积极地进行思维、探究、讨论, 不但可以使他们达到新的认知水平, 而且可以促进他们在情感、行为等方面的发展。

在教学中, 鼓励学生敢于联想, 敢于发表不同的见解, 教师也可有意地制造“摩擦”, 把学生置于是非冲突之中, 诱导他们从不同的角度去思考问题, 发挥其创造性。例如:在学生做了串、并联电路实验后, 利用串联电路中只要有一处断开, 整个电路中就没有电流这一特点以及电键与用电器一般是串联的这些学生已有知识, 让学生根据下列要求和器材连接电路:“一个电路有一个电源, 一个电键k两个灯泡L1、L2, 这两个灯泡串联, 当电键K断开时, L1、L2均发光, 但K闭合后, L1不发光, L2发光”。由于已有知识的摩擦, 就将学生置于“矛盾”之中。学生只有敢于想象, 冲出“电键只能与用电器串联”的定势, 才能解决这个问题。这样, 既克服了思维定势, 加深了对知识的理解, 又锻炼了他们思维的深刻性和广阔性。使之产生“竟有此事”之感, 思维便开始处于一种强烈的非平衡状态, 引发对问题的再认识, 从而完整有序地建构知识体系。

摘要：在学生新旧知识体系发生摩擦的情况下, 教师在教学的过程中有意识地创设良好的问题情境有助于学生发现并提出问题。创设问题情境的实质在于利用反生活事件和体验、展示的实验事实、利用认知矛盾的现象来创设矛盾情境, 激发认知冲突, 打破原有的思维平衡状态, 完成知识的意义建构和不断的自我发展, 从而实现最佳的教学效果。

关键词：惯性思维,矛盾情境,创设,平衡状态