学生认知结构整合构建 镇海中学 黄国龙

一、问题的提出

(一)从课题研究的角度审视问题 有效化的问题系统 构建新的 学生原有认知结构 认知结构 重组整合 相互 学生原有情态结构 情态结构 作用 学生原有价值结构 相互 作用 构建新的 认知结构 情态结构 价值结构 重组整合 3

学生练习、考试和作业讲评、试卷分析等互补结合来查漏补缺、完善学生的认知结构。 （二）后期复习教学中存在问题和遇到困难 1、后期复习教学特点 学生练习、考试和作业讲评、试卷分析等互补结合来查漏补缺、完善学生的认知结构。 4

2、后期复习中存在的问题 “轻敌”和“麻痹”思想，思维素质低下，增加“无效”学习时间。 大量特易题和重复题 偏题、特难题、超纲题 扰乱认知结构，打击积极性和自信心，增加“负效”学习时间。 频繁而大量练习和考试 错误得不到及时消除，增加了“低效”学习时间 。 5

学生认知结构存在的问题 比较模糊，缺乏清晰性 比较肤浅，缺乏稳定性 比较特殊，缺乏概括性 比较混乱，缺乏系统性 6

练习越多→错误越多→分析评价多→课时不够→加班加点→恶性循环。 3、后期复习中遇到困难 （1）教学课时不够，加班加点。 （2）教师负担加重，没有足够时间备课。 练习越多→错误越多→分析评价多→课时不够→加班加点→恶性循环。 7

二、学生认知结构整合构建特点 8

（一）学生认知结构构建的二种方式 1.方式一 原有认知 新的情景 新的认知 同化顺应 2.方式二 原有认 知结构 问题 系统 新的 认 知结 构 重组 整合 9

(二)学生认知整合构建的特点 原有认 知结构 整合原 有问题 整合构 建认知 新的认 原有学科认知结构：包括学科知识和解题技能、思维素质和方法、学科解题方法等。 新的认知结构：相对概括化、稳定化、清晰化、系统化的学科认知结构。 10

三、学生认知结构整合构建的内容 11

（一）整合学科知识,整合构建知识结构 1、整合包含易错抽象知识的问题，消除错误认识 问题1（易 错知识A） 问题2（易 问题3（易 揭示错 误原因 寻求消除策略 消除错误认识 12

ε=BSωcosωt ε=BLvsinkt εm=Bsω εm=BLv u= 包含“有效值”问题整合 B=B0sinωt Φ=BSsinωt 13

2、整合包含某个知识多个属性易错问题，全面把握学科知识 问题1 知识属性A 揭示错 误原因 寻求消除策略 全面把握知识 问题2 知识属性B 问题3 知识属性C 14

包含“动生电动势”多方面属性问题整合 明确公式E=BLV中L的有效性 明确公式E=BLV中V的正交性 明确公式E=BLV中V的相对性 明确线圈转动过程中瞬时感应电动势计算公式E=nBS ωcosθ 包含“动生电动势”多方面属性问题整合 15

3、整合包含相似、相异模型问题，揭示模型间联系和区别 （1）整合包含相似模型问题，揭示模型共性规律 问题情景1 模型A 模型共性规律 加深模型认识 问题情景2 模型B 问题情景3 模型C 16

加速度为零时速度达最大模型 17

（2）整合包含相异模型问题，揭示模型间区别 问题情景1 模型A 揭示模型区别 加深模型认识 问题情景2 模型B 问题情景3 模型C 18

包含相异“圆周运动”模型问题的整合 19

（三）整合构建思维素质，整合构建思维结构 1、思维的正确性 问题1（看错显性条件） 问题2（看错求解目标） 问题3（搞错问题情景） 错因分析 寻求对策 训练思维 的正确性 20

选择题中选项的对错 受情景定势的影响 快速导致审题短路 水平面内 1．如图为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点．在这一运动过程中克服重力做的功为2.0J，电场力做的功为1.5J．则下列说法中不正确的是（ ） A．粒子带负电 B．粒子在A点的电势能比在B点少1.5J C．粒子在A点的动能比在B点多0.5J D．粒子在A点的机械能比在B点少1.5J 受情景定势的影响 水平面内 快速导致审题短路 …….则小车的加速度为___________m/s2，打B点时小车的动能为EK=____________J，从开始运动到打击C点时，绳的拉力对小车做功W=_______J。（保留2位有效数字）（g=9.8m/s2） 21

2、思维的深刻性 隐性条件问题 总结揭示隐条件和目标方法 训练思维 的深刻性 隐性目标问题 22

案例分析 剖析、推敲“关键术语 “脱离” ：F=0 根据运动模型和运动关系，揭示隐含条件 根据图象物理意义，揭示图象中隐性条件 O “脱离” ：F=0 根据运动模型和运动关系，揭示隐含条件 根据图象物理意义，揭示图象中隐性条件 捕捉图示中信息，揭示隐含的条件 运用数学知识和方法，揭示隐含的条件 23

3、思维的批判性 条件不同问题 模型不同问题 目标不同问题 分析辨别 训练思维 的批判性 24

案例分析 条件差异 模型差异 土豆A受到合外力 A受到其他土豆作用力 目标差异 25

3、思维的严谨性 情景一般问题 知识一般问题 方法一般问题 运用基本思路 理论解答问题 训练思维 的严谨性 26

案例分析 注重电路 结构分析受力分析 r=mv/qB 注重受力运动分析 隔离分析法，运用非纯电阻电路电压公式。 学生套用F=mg，U=IR F=B2L2v/R r=mv/qB 注重受力运动分析 隔离分析法，运用非纯电阻电路电压公式。 学生套用F=mg，U=IR V= 受力分析，运用牛顿第二定律 27

4、思维的完整性 条件模糊多解问题 周期 性多 解问题 条件开放多解问题 多角度思维讨 论多种情形 训练思维 的完整性 28

案例分析 电荷性质不 明引起多解 速度方向不 速度大小不明引起多解 29

5、思维的严密性 定性推理问题 动态变化问题 情景差异问题 运用推理方 法解答问题 训练思维 的严密性 30

6、思维的灵活性 7、思维的条理性 31

（三）整合解题方法，构建方法结构 1、整合解答包含相似方法的问题，内化解题方法 问题1（方法1） 问题2（方法2） 问题3（方法3） 揭示方法相似性 概括方法的共性 内化解题方法 32

案例分析 力的矢量 三角形法 速度矢量 矢量三 角形法 33

2、整合包含解答某类问题多种方法，全面把握方法 问题1（方法1） 问题2（方法2） 问题3（方法3） 揭示多种方法特点 系统总结 解题方法 34

案例分析：求解摩擦力方法整合 物体和圆盘一起匀速转动，试求物体受到摩擦力？ 物体静止、匀速运动、加速运动三种情形下受到摩擦力如何？ F=0时匀速下滑，有F时匀速上滑，Q受到摩擦力如何？ F=0时静止，有F时还是静止，Q受到摩擦力如何？ 物体和圆盘一起匀速转动，试求物体受到摩擦力？ 物体静止、匀速运动、加速运动三种情形下受到摩擦力如何？ 35

四、学生认知结构整合构建的策略 36

（一）一般性整合构建，促进认知结构的概括化 1、问题情景一般化 2、所用知识一般化 3、解题方法一般化 37

单棒、单一磁场、磁场不动、水平 双棒、二个磁场、磁场不动、水平 双棒、二个磁场、磁场运动、水平 双棒、二个磁场、磁场运动、斜面 38

知识一般化 ε=Blv ε=B l(v-v0） 方法一般化 问题情景一般化 单棒 一个磁场 静止磁场 水平面 双棒 二个磁场 运动磁场 斜面 F=B2L2v/R 力和运动分析，电路结构分析 39

（二）相似性整合构建，促进认知结构的稳定化 1、学科知识相似 2、情景过程相似 3、解题方法相似 40

模型相似整合 过程相似整合 方法相似整合 41

（三）比较性整合构建，促进认知结构清晰化 1、学科知识差异 2、题中条件差异 3、求解目标差异 4、解题方法差异 42

A．0—s1过程中物体所受合力一定是变力，且不断减小 B．s1—s2过程中物体可能在做匀速直线运动 1、一物体悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向运动，运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图像如图所示，其中0—s1过程的图线为曲线，s1—s2过程的图线为直线。根据该图像，下列判断正确的是（ ） A．0—s1过程中物体所受合力一定是变力，且不断减小 B．s1—s2过程中物体可能在做匀速直线运动 C．s1—s2过程中物体可能在做变加速直线运动 D．0—s2过程中物体的动能可能在不断增大 2、一物体悬挂在细绳下端，沿竖直方向运动，运动过程中物体的动能与物体位移关系的图像如图所示，其中0—s1过程的图线为曲线，s1—s2过程的图线为直线。根据该图像，下列判断正确的是（ ） A．0—s1过程中物体所受合力一定是变力，且不断减小 B．物体一直向上运动 C．s1—s2过程中物体可能在做变加速直线运动 D．0—s2过程中物体的机械能在不断增大 43

θ=30°，L=5m，v=6m/s速度顺时针转动， 匀速下滑 加速下滑 θ=30°，L=5m，v=6m/s速度顺时针转动， μ= θ=30°，L=16m，v=10m/s速度逆时针转动， 44

（四）系统性整合构建，促进认知结构系统化 1、知识的系统化整合构建 2、方法系统化的整合构建 45

F=ma中F为合外力 F=ma中F与a的矢量性 F=ma中F与a瞬时性 F=ma中F与ma等值性 知识的系统化拓展构建 46

方法的系统化拓展构建 [原题]现有如下实验仪器，要求测量阻值约为10Ω电阻的阻值。 A．被测电阻Rx（阻值约10Ω）；B．电压表V（量程0-3V，内阻3kΩ）；C．安培表A（量程0-0.6A，内阻约0.2Ω）；D．毫安表mA（0-5mA，内阻约40Ω）；E．滑动变阻器（0-10Ω）；F．电源（E=6V，内阻为零）；G．电键若干； H．导线若干。 [系统性整合题1]现要求运用原题中仪器测量阻值约为2kΩ电阻 的阻值。 [系统性整合题2]若实验课题中毫安表换为变阻箱（0-9999.9Ω）， 要求测量阻值约为2kΩ电阻的阻值。 [系统性整合题3]．若原题中毫安表换为变阻箱（0-9999.9Ω）， 电源电压为15V，电压表V内阻约3kΩ。请测量电压表的内阻。 47

“电阻测量方法”的系统化整合构建 48

推理方法的整合 两个同种金属做成边长相同的正方形导线框a、b，a的质量比b大。它们都从匀强磁场的上边界无初速释放，在它们全部进入磁场前，速度达到稳定。下列说法正确的是 （ ） A．a的稳定速度比b大 B．a、b进入磁场运动时间相同 C．进入磁场全过程中通过a线圈截面的电量较大 D．匀速运动时两线圈受到安培力的功率相同 质量相同的木块A、B用轻弹簧相连，静止在光滑水平面上，弹簧处于自然状态。现用水平恒力F向右推A，则从开始推A到弹簧第一次被压缩到最短的过程中，下列说法中正确的是（ ） A．两木块速度相同时，加速度aA=aB、 B．两木块速度相同时，加速度aA<aB C．两木块加速度相同时，速度vA>vB、 D．两木块加速度相同时，速度vA<vB 带电小球质量为m＝1×10－2kg，带电量为q＝+1×10－6C，置于光滑绝缘水平面上的A点。当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B点时，测得其速度vB=1.5m/s，此时小球的位移为s=0.15m。求此匀强电场场强E的取值范围。（g=10m/s2） 49

函数推理、模型结合等效方法进行推理 图象方法、巧选参照系方法进行推理 不等式、矢量三角形方法进行推理 50

物理思维方法推理 数学方法推理 函数方法推理 图象方法推理 图示方法推理 不等式方法推理 巧选参照系推理 等效方法推理 类比方法推理 比较方法推理 对称方法推理 整体方法推理 模型方法推理 特殊化推理 物理思维方法推理 51

五、整合构建中应注意的问题 52

1．突出高考中重点、热点问题 2．关注学生的薄弱环节 3．注重教师引导和学生自主整合互补结合 4．提高预设问题的价值性 53

谢 谢！ 2010年3月 54