【摘 要】中学生建构物理认知的过程与科学家探索科学规律的过程存在着太多的不同，但是有一点是相似的，那就是认知规律。科学家对悖论的研究也对我们的教学提供了一种启示：将悖论作为素材引入到中学物理教学之中有助于学生物理规律的学习，有助于学生思维品质的提升。
　　【关键词】悖论法；悖论情境；新课导入；习题教学；实验探索
　　悖论普遍存在于我们的物理教学之中，它指的是学生在认知新概念、研究新问题时所表现出来的原有认知、方法与新概念、新问题之间的矛盾。而物理教师以此为素材来创设物理情境，能够引导学生重新认知自己的知识结构，进而深度理解物理知识，因此悖论教学在高中物理课程中有着一定的创新教育价值以及认知价值。
　　一、悖论法概述
　　什么是悖论？
　　“悖论”就是一种逻辑矛盾，是指从某一前提出发推出两个在逻辑上自相矛盾的命题，或从某一理论中推出与已知的科学原理或实践相矛盾的命题。
　　出现悖论的原因有很多，导致我们的物理教学过程中出现了多种类型的悖论，如：“理论—实验”相悖；“经验—理论”相悖；“理论—理论”相悖等等。
　　什么是悖论物理教学法？
　　在物理教学过程中，针对一个实际问题引导学生根据自己的经验或原有认知进行判断、推理得到一个结论，再通过物理理论或实验得到另一个结论，两者相比较出现“相异或相反”，从而揭示错误观念，对原有观念产生不满，从而在认知冲突中纠正认知错误。
　　从“科学哲学”的视角来阐述“悖论物理教学法”，笔者认为应该突出“试探”、“实践”两个特征，“试探”即摸着石头过河，其目标指向科学的本质特征，“试探”一词在我们高中物理教材中并不陌生，如“试探电荷”、“电流源”等等；“实践”则可以理解为将“主观”见之于“客观”，去寻找更多的“证据”来佐证或证伪。无论是“试探”或是“实践”其本质是一致的，那就是为了将“自然的因果规律”通过进一步的理论探究或实验的方式显露出来，而探究的过程对于学生的大脑有较强的刺激和反應，最终便于学生掌握规律。
　　悖论物理教学法的利用离不开认知冲突情境的创设，所谓认知冲突就是学生原有的认知体系和新的学习内容产生了无法相互包容的矛盾。皮亚杰指出，当学生在学习新的知识时，总是会尝试着使用自己已有的知识体系来同化当前的新学知识，当学生原有的知识和体验能够较好地理解新知识时，他们会非常顺利地吸收新的知识，而当学生原有知识与体验无法对新的现象和认识进行有效解释时，学生的认知冲突将发生。一旦学生的认知冲突被引发，他们一探究竟的愿望会被充分点燃，他们也将更加积极地投入到学习之中，为他们能够顺利地完成相关知识的同化和顺应打下基础。
　　二、创设悖论情境，引导学生转换物理前概念
　　学生前概念中的错误认知在一定程度上阻碍着学生正确认知的建构，在高中物理教学中，教师要善于分析学生前概念的认知特点，积极引导学生实现概念转化。在高中物理教学中，利用学生原本肤浅或片面的认识与物理知识之间的矛盾来创设问题情境，是有效引发学生认知冲突的重要手段，这一方面能够强化学生学习的热情，激发他们主动探索的兴趣，另一方面这也将帮助学生发现错误认知与科学概念之间的差异和联系，从而有效进行纠正，这将大大提升学生学习的效率。教学中教师要借助一定的教学手段来创设有助于让学生形成矛盾与困惑的学习情境，进而让他们将认知层面的矛盾充分暴露出来，从而对学生形成强烈的刺激，让学生的知识储备与新学知识形成鲜明对比，进而促使学生对已有经验产生反思，并对前概念体系与科学概念之间的关联展开更加深刻地剖析，发掘矛盾形成的根源，从根本上动摇学生已有的错误认知，破坏知识结构原有的平衡，促成知识体系的重整，在调整原有认知结构的同时将新知识纳入学生的头脑之中。
　　除了问题情境之外，教师还可以创设实验情境，通过物理实验为学生提供更加鲜活而生动的认知素材，从而帮助学生形成正确的概念体系，这有助于培养学生的实验能力和操作能力，同时动态的实验比静态的书本知识更容易吸引学生的注意力，让学生将自己的思维一直保留在课堂上，为学生进行愉快地物理学习提供良好的氛围。
　　例如，在引导学生探索向心力的相关概念时，为了在导入阶段就成功地将学生的思维带进课堂，教师可以设计这样一个实验情境：现在有一个玩具小猴子，上面系着一个带着铁球的细线，细线正好穿过一个笔筒，怎样操作才能让这只小猴子上升到这个笔筒的顶端呢？当然操作的过程中不能将力直接作用在小猴子身上。这样一个小巧的实验，能够有效激活学生的参与热情，同时学生也将在实验中逐步认识到转动快慢和向心力之间的关系，这样的探索过程还将给学生留下非常深刻的印象。
　　再例如学生受前概念的影响，认为物体做圆周运动是因为其“受到了”向心力，这种观点显然是不正确的，但是站在学生的知识层面，他们要纠正这一认识却很困难，为此教师可以设计实验：在桌面上放上一个乒乓球、一只烧杯和一个塑料圆环，向学生提出问题：如何才能借助这些工具让乒乓球跑进烧杯中呢？当然前提是不能直接用手去触碰乒乓球。有了这样一个富有趣味的小游戏，学生的学习热情将被大大激活，他们也将更加顺利地理解向心力的内涵，当教师再一次提问乒乓球进行圆周运动所需要的向心力是由什么物体来提供的？学生将结合对实验的理解对自己原先的观念产生质疑，这有助于他们产生强烈的求知欲望。
　　由于教学条件的限制，生活生产中的某些现象不能直接呈现在学生面前，但是借助发达的多媒体技术，教师可以搜集相应的视频通过投影设备向学生展示这种生产生活中的物理现象。通过多媒体将这些情境呈现在学生的面前，由此让学生产生一种身临其境的感觉，这将大大提升学生的积极性与主动性。