基于认知结构优化的复习课教学策略

李琴 蒋长春

摘 要：机械重复复习课，学生会感到厌倦，教师开展复习课应以教材为切入点，充分了解学生学习的起始点、困惑点、生长点，精心设计且精准发力，抓内容，抓冲突，抓应用，抓生成，让学生获得持续情感体验，思维高度介入.本文结合案例，从四个方面阐述复习课的教学策略，以期提高复习效率，重构、完善、优化学生的认知结构.

关键词：认知结构;优化;教学策略

中图分类号：G633.7     文献标识码：B     文章编号：1008-4134（2021）14-0054-03

作者简介：李琴（1977-），女，江苏泰州人，本科，中学一级教师，研究方向：中学物理教育教学研究;

蒋长春（1976-），男，江苏泰兴人，本科，中学高级教师，研究方向：物理实验、教学行动研究.

复习就是重复学习学过的知识，使其得到巩固（汉语辞海释义）.复习课是学生系统掌握知识、发展思维能力、优化认知结构的最佳途径，但现阶段很多复习课往往是顺次复习，甚至通过刷题达成教学目标.这种简单无效、机械重复的训练，学生会产生厌倦情绪，从而失去学习兴趣，复习不仅要温故更要知新.

复习课要做到有效、高效，自然要帮助学生重构、完善、优化认知结构.教师开展复习课应以教材为切入点，充分了解学生学习的起始点、困惑点、生长点，精心设计且精准发力，抓内容，抓冲突，抓应用，抓生成，让学生获得持续情感体验，思维高度介入.为重构、完善、优化学生的认知结构，本文结合案例，从四个方面阐述复习课的教学策略，以供同行交流、探讨.

1 面向全体，关注个体差异，设计分层训练

复习内容如果不关注学生的个体体验，不尊重个体差异，学生复习就會缺乏内驱力，教师采用统一的目标、统一的内容、统一的方法，不利于全体学生的发展.

例题解析与布置习题时，要选择对重构和优化认知结构最有价值的问题，贴近学生的最近发展区.皮亚杰认知理论认为，认知结构是通过同化与顺应逐步建立起来的，并在“平衡—不平衡—新平衡”的循环中不断丰富、提高和发展.在复习课中教师应该既面向全体，又关注个体，设计分层训练，打破学生原来的认知平衡，启动同化和顺应机制，进入优化认知结构的学习阶段，给重复、乏味、枯燥的复习课带来生机.

案例一 在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小华用弹簧测力计竖直向下拉，测力计示数为F1时，杠杆在水平位置平衡，如图1所示.

基础类：若将弹簧测力计向右倾斜一定角度拉，测力计的示数为F′1时，杠杆仍然在水平位置平衡，则F′1与F1的大小关系是F′1F1，理由是.

提高类：若将弹簧测力计向右倾斜一定角度拉，测力计的示数为F′1时，杠杆仍然在水平位置平衡，下列最能反映F′1与F1大小关系的是.

对于基础类问题，属于定性分析，绝大多数学生都能关注到弹簧测力计向右倾斜后，拉力的力臂变小，拉力变大，即F′1>F1.对于提高类问题，学生能很快排除A选项，但B、C、D三个选项都能反映F′1>F1，此时，学生原来的认知平衡被打破.原有认知结构不能同化新问题时，则启动顺应机制，学生会想方设法进行定量运算，充分调动学生的学习兴趣，学生主动参与学习的热情高涨.经过学生的思考、讨论，班级形成了两种解决问题的方法.

方法一：如图2所示，由杠杆原理可知

F1L1=F2L2

F′1L′1=F2L2

则有F′1L′1=F1L1

即AC·OD=AB·OA

则2S△OAC=2S△OAB

则BC∥OA

方法二：如图3所示，由杠杆原理可知

F1L1=F2L2

F′1L′1=F2L2

则有F′1L′1=F1L1

即F′1L1cosα=F1L1

则F′1cosα=F1

学生巧妙利用数学工具解决物理问题，不但丰富和优化学生的物理认知结构，而且使学生的认知发展从原本平衡状态过渡到新的平衡状态，思维能力得到有效的训练.形象思维与抽象思维并非单独发展的，定性分析与定量计算也不一定单独存在，教师要在实际教学中将定性分析与定量计算结合，引导学生全面发展形象思维与抽象思维，从而培养学生的科学思维[1]，丰富和优化学生的认知结构.

2 强化双基，关注横向联系，重视纵向整合

理所当然，复习课要强化双基，但在强化双基的基础上，教师既要关注知识的横向联系，又要重视纵向整合，将零散的知识点串成线、织成网、连成片.

例如，在复习“观察水的沸腾”实验时，要强化复习所需的器材以及器材的安装、实验现象、实验数据及数据处理、实验结论等，还要纵向整合沸腾与汽化的异同点以及影响吸热升温快慢的因素等.

案例二 在“观察水的沸腾”实验中，甲和乙两个实验小组采用完全相同的装置加热，根据各自的实验数据，在同一坐标纸上分别画出水温随时间变化的图像，如图4所示.由图像可知，从开始计时到水沸腾，乙小组所用时间比甲小组短，关于该现象的原因小明和小华有两种说法：

小明说：“乙小组开始计时时的水温比甲小组高.”

小华说：“乙小组所用水的质量比甲小组小.”

则两人的说法（  ）

A.都正确     B.都不正确

C.只有小明正确  D.只有小华正确

本题学生很容易错选A，其原因是学生的认知结构不完整，错误的前概念根深蒂固，学生认为缩短实验时间的方法之一就是减少水的质量.其实水的质量大小影响的是吸热升温的快慢，此时，教师应该复习、整合影响物质吸热升温快慢的因素，使学生对热学知识有一个整体感知.

由Q=cm（T-T0）可知

T=1cmQ+T0

热源和加热方法决定了物体单位时间内吸收的热量，设物体单位时间内吸收的热量为Q0（其单位为J/min），则时间t（单位为min）内物体吸收的热量为Q=Q0t.

建立物体温度随时间变化的函数关系式为T=Q0cmt+T0.

从函数关系式可以看出，物体的温度与时间是一次函数关系，斜率k=Q0cm，其物理意义是表示物体吸热升温的快慢.

本题由于采用完全相同的装置对水加热，故Q0、c均相同，从图4中可以看出，乙小组所用水吸热升温比甲小组慢，故所用水的质量比甲小组大.

利用函数模型，建立物体温度随时间变化的函数关系，不仅可以让学生充分认识到影响物体吸热升温快慢的主要因素有热源、加热方法、质量、比热容等，而且让学生更透彻地理解在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中为什么要控制质量相等、热源和加热方法相同等.

在重构、优化认知结构，纠正错误前概念的过程中，选择函数模型作为一种最为适当、精确的方法，来揭示物质吸热升温快慢不同的本质原因，帮助学生建立科学概念，学生的思维也必然在重构、优化认知结构的过程中迸发出智慧的火花.

复习是新旧知识相互作用的过程，知识的建构一方面表现为新知识进入，同时又表现为原有知识的调整改变[2].复习时，既关注横向联系，又重视纵向整合，帮助学生构建多层次、多维度的知识网络体系，形成完整的认知结构，从而提高综合分析和解决问题的能力.

3 渗透思想，强化思维训练，迁移巩固运用

初中生处于从具体形象思维向抽象逻辑思维的过渡阶段，其中具体形象思维仍起重要作用，对一些比较抽象、难以直接用实验来加强感性认识的概念和规律，往往教师需要帮助和引导学生运用已有知识和方法解决新的问题，从而训练学生的迁移能力.

案例三 在探究平面镜成像特点的实验中，为了便于确定像的位置，用茶色玻璃板代替平面镜，但实验时所测像距始终大于物距，并不严格相等.

像距始终大于物距的原因是人眼在玻璃板前透过玻璃板看后面的棋子B，看到的并不是真实的棋子B，而是光经过两次折射后所形成的虚像B′，由于玻璃板有一定厚度，导致棋子B的像B′与真实棋子B之间存在偏移，如图5所示.像距的真实值为B′到玻璃板前沿的距离，但实际测量的却是棋子B到玻璃板前沿的距离，这就导致测量的像距始终大于物距.

初中生对这一原因的理解是非常困难的，为了便于得到正确的结论，在复习时，笔者提供了8mm、6mm、4mm、2mm四种不同厚度的茶色玻璃板让学生再次实验，实验数据见表1.

分析数据可知，玻璃板厚度越小，像距与物距的差值就越小.学生自然而然会利用学过的“探究真空能否传声”“探究阻力对物体运动的影响”这两个实验中运用到的理想实验法，若玻璃板的厚度为零，那么像距就等于物距.

渗透科学思想，培养学生的思维能力，是物理教学的任务之一，教师应该利用复习课，引导学生依据所学知识和掌握的方法，触类旁通，提高思维能力，拓展解决问题的能力.学生在体会科学方法对研究物理问题重要性的同时，物理认知结构也会趋于清晰化、稳定化.

4 捕捉生成，认真挖掘开发，自主建构发展

课堂生成性资源是最宝贵的课程资源之一，它具有瞬时性、不确定性、生命性[3].对这一些稍纵即逝的“不确定性”的生命信息，我们不要幻想消除它们，而是要正视它们，要努力“与不确定性一起工作” .

案例四 如图6所示是小华测量额定电压为3.8V小灯泡额定功率的电路图，滑动变阻器的规格是“20Ω 2A”，电源电压恒为6V.实验时，同组的小红提出，在调节滑片使灯正常发光时，电压表的示数很难准确达到3.8V，可能因此造成一定的测量误差.她认为可以在小华实验的基础上，对电路稍作改动，能提高测量数据的精确度.请帮小红补全测量步骤（补全步骤时必须准确阐述接法和操作要点）：

a.断开开关，;

b.闭合开关，，并读出此时电流表的示数;

c.计算出灯的额定功率.

这是2015年泰州市中考题，其设计思想是小灯泡的额定电压为3.8V，故小华实验方案中电压表必然要选择0～15V量程，当小灯泡正常发光时，电压表指针指在3.5-4V之间，读数误差大.提供的解决方案是：断开开关，将电压表换用0～3V量程，并改接到滑动变阻器的两端，然后，闭合开关，调节滑动变阻器使其两端的电压为2.2V.

在复习时，有不少同学提出，将电压表换用0～3V量程，并改接到滑动变阻器的两端，由于闭合开关前，滑动变阻器的滑片要位于阻值最大处，那么闭合开关后，电压表的示数很可能会超过量程.事实上，课堂上用题中提供的实验器材和实验方案进行实验时，电压表的示数确实超过量程.

对于课堂上非预设而生成的新问题，刚开始，笔者既感到突兀，又感到欣慰.学生对学习活动结果引发的学习兴趣，是推动他们求知的一种内在力量，是最值得捕捉的.

接下来，笔者以问题为中心，引导学生自主建构，鼓励学生用不同的方案解决问题，最终班级形成三种解决方法.

方法一：选用最大阻值合适的滑动变阻器.

方法二：先保持电压表位置及所选量程不变，调节滑动变阻器，使电压表的示数不低于3V，再将电压表换用0～3V量程，并改接到滑动变阻器的两端，然后，闭合开关，调节滑动变阻器使其两端的电压为2.2V.

方法三：先将电压表选用0～15V量程，并改接到滑动变阻器的两端，然后调节滑动变阻器，使电压表的示数不超过3V，再将电压表换用0～3V量程，闭合开关，继续调节滑动变阻器使其两端的电压为2.2V.

在进行实验复习时，会产生许多值得深入思考的生成性问题，在解决问题的过程中，如何引导学生高效合作、自主建构，需要教师发挥更多的智慧.

复习课上智慧地生成很多时候超越了教师的思维，如果教师只是简单地平行跟进，甚至让其悄然流失，不仅会泯灭智慧的火花，也会失去了师生共同发展的绝佳机会[4].教师智慧地捕捉生成性资源，并加以开发利用，让学生在课堂上进行讨论交流、展示分享、相互点评，引导学生相互借鉴、不断完善，不仅可以发展学生的认知结构，而且对学生创造性思维的培养会起到潜移默化的影响[5].

参考文献：

[1]陈铭，侯恕.定性与定量结合 培养学生科学思维——以“浮力”为例[J].中学物理，2019，37（14）：39-41.

[2]蒋长春.课堂生成性资源的利用策略[J].物理教师，2016，37（06）：20-23.

[3]王德海.课堂教学中生成性资源的利用策略[J].吉林教育，2016（12）：46.

[4]張新华.导向核心素养的物理复习课学习路径建构研究[J].物理教学，2021，43（01）：15-19.

[5]梅建芬.基于核心素养导向的初中物理复习课教学策略[J].物理教师，2020，41（06）：37-39+43.

（收稿日期：2021-03-04）