浅谈学生的认知冲突与物理课堂教学
认知冲突是指认知主体已有认知结构与新知识或新情境之间不能包容，或不同认知主体对某一问题存在不同看法的现象。在学习新知识时，他们总是试图以原有的认知结构来同化对新知识的理解，当遇到不能解释的新现象时，就会产生认知冲突。奥苏伯尔认为“学生学习动机主要有三种成分，即认知内驱力、附属的内驱力和自我提高内驱力，其中认知内驱力最为重要”。因此在课堂教学中，教师要善于通过策略性的问题引发学生的认知冲突，激活学生思维，实现知识的有效建构。
一、利用学生的前概念引发认知冲突
前概念是指个体在没有接受正式的科学概念教育之前，对现实生活现象所形成的经验性概念。学生由于种种原因，看不到事物的本质特征，往往会形成一些错误的日常概念。学生在学习九年级电压表和电流表的使用中，把电压表看作开路，电流表看作导线。而在伏安法测电阻实验中，对实验数据进行误差分析时却又不能这样做了，它们分别起到分压和分流的作用。于是，产生了新知识和旧知识的矛盾，也就爆发了认知心理上的冲突，从而激发起学生进一步探究的渴望。
学生在学习物理之前，已经积累了大量的生活经验，有的经验反映了事物的本质，是正确的；而有的经验只是事物的表面现象，是片面的，甚至是错误的。可见，教学中教师要充分了解学生错误的前概念，善于挖掘学生头脑中隐藏的错误经验，引发思维冲突。
二、利用实验引发认知冲突
我国学者钟启泉教授指出“实验是在学习者的面前引起日常生活中不可能经验到的现象。违背学习者常识的实验结果，将造成学习者意识中的认知失衡状态，摆脱这种认知矛盾状态求得解放的需求，就成了学习的动力”。由此可见，教师可以通过创设探究性实验情境，预先让学生尝试做出猜想，然后在学生面前呈现日常生活中不可检验到的或意想不到的新现象，促使学生用原有的知识结构去同化，解释这些现象，往往感到困惑、迷惘，进而引发认知冲突，使学生产生强烈的探究欲望。
对于“电流”的概念，由于受到“流”的影响，学生会认为灯泡等用电器是让电流“流进”并将电流消耗的终端设备，他们会认为电流在电源正极时较大，通过用电器后逐渐减小，回到电源负极时最小。这时教师只需引导学生用多个一样电功率的小灯泡串联起来接入电源，让学生们看灯泡的亮度是否会离电源正极越远而越暗，通过明显的实验现象来引发他们的认知冲突，这样他们就明白了电流只是“流过”用电器，这不仅理解了电流的概念，也为理解与其他形式的能的转化提供了感性认识。
三、利用物理原理与物理事实间的矛盾引发认知冲突
物理原理中的公式、定理、定律往往都有一定的适用条件，学生往往认识不够完整与深刻，不了解其内涵与外延或没有掌握其适用条件，在应用过程中往往会遇到理论知识与实际问题不相符的情况。在教学过程中恰恰可以利用这一矛盾，引发学生的认知冲突。
四、利用物理与数学之间的矛盾引发认知冲突
近代物理学的书写语言是数学。牛顿的著作《自然科学的数学原理》（1678年），把数学化树立为近代科学成功的标志，在物理概念中许多的概念都可以用数学公式来表示。但物理学不同于数学，物理学更重要的是物理事实，物理本质和物理关系。数学方法引起的认知冲突，通常教师只需把问题提出，以讨论的形式开展，其收效会更大。使学生对概念的认知水平在学生讨论及教师对概念的讲解中不断提高，其错误的物理概念也会渐渐变成科学的物理概念。
例如，在建立“密度”概念后，为深化学生对概念的理解，可以出示下面的问题：
由ρ=■，关于同一物质的密度，下列说法正确的是（ ）
A.物体的质量越大，则密度越大。
B.物体的体积越小，则密度越大。
C.在体积相同的情况下，密度与质量成正比。
D.密度与质量、体积无关。
上题中若从纯数学的角度看，C项是正确的。但密度是物理概念，把某种物质的质量与该物质体积的比值叫作这种物质的密度。同一种物质的密度是一个确定的值，不同物质的密度通常是不同的。所以本题应选D。用不同物理量的比值来定义某个物理量中物理学中常用的方法，类似的概念还有电阻、速度、功率、比热容、热值等，通过对该问题的分析，要让学生理解物理定义式与单纯数学式不同，用数学式表述物理意义时要受到物理含义的制约。
在物理教学中，这种有意识地利用认知冲突来转变学生错误概念的教学方式，能使学生头脑中的错误概念和科学概念之间的矛盾明确化，从而引起学生的有意注意，调动学生的认知内驱力。对于学生积极、主动地建构正确的认知结构，锻炼学生的思维能力，提高学生的探究能力，发展学生的创新能力，并最终形成科学的物理认识，具有十分重要的意义。
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