用发现法进行新课标下的初中物理教学的几个实例

黄世英

上海市徐汇区田林三中 ， 上海 200233

1发现法的教学理念

美国哈佛大学的教授、心理学家、哈佛“认知研究中心”的创设者布鲁纳(Bruner， Jerome Seymour 1915～)倡导了一种“发现学习”的教学思想和方法，通常称之为发现法。发现法的基本精神就是组织和引导学生自己去探索、去发现。布鲁纳认为：发现不限于寻求人类尚未知晓的事物，确切地说，它包括用自己的头脑亲自获得知识的一切方法。他提出要从儿童好奇、好问、好动的心理特点出发，在教师的指导下围绕一定的问题，依据教师和教材提供的材料，通过学生积极的思维活动，亲自探索和主动研究，并让学生亲自把事物整理就绪，使自己成为“发现者”。美国教育心理学家科勒涅克进一步指出：发现方法的目的是要使学生能够尽可能充分地参加探究知识的过程。侧重点与其说在于学习经验的产物或成果，不如说在于学习过程本身。

发现法强调培养对学科本身的兴趣。青少年的好问、好动是依靠对活动本身感兴趣，在学习中，如果遇到新奇的、有趣的、复杂、困难的东西，他们同样会去积极探究的，而教师应该在认知领域中，充分利用新奇、怀疑、矛盾、困难去引起学生思维的冲突，诱使他们主动去解决问题。因此，发现法是指在教师的引导下，学生利用资料或情境自觉地主动地进行探究，在过程中不断地发现问题和解决问题，培养学生探究和获取知识的一种教学方法。

2 发现法教学的基本步骤

(1) 创设问题的情境，使学生在这种情境中产生矛盾，提出要解决的问题；

(2) 学生利用教师与教材提供的材料对所提问题提出解答的假设；

(3) 从理论和实践上检验自己的假设，有不同观点可展开讨论；

(4) 对争论作出总结，得出共同的结论。

事实上，运用探究发现法不可能严格遵循固定的步骤，一切得依教学任务、教材特点、学生实际情况和探究发现活动的动态来决定。

3 运用发现法进行物理教学的几个实例

《阿基米德原理》的教学：本节是上海市新课标九年级第一学期第六章第二节的教学内容。按传统教法是老师演示实验、得出结论，学生被动接受、记忆结果。教师在讲解公式浮力F_浮=ρ_液ｇV_排时再三强调ρ_液是液体的密度，V_排是物体排开液体的体积，但实际应用中有些学生往往代入的是物体的密度和物体的体积，为了提高教学效果，笔者在本节教学中应用发现法进行了如下尝试：让学生探究发现影响浮力大小的因素。

创设情境、提出问题，用多媒体演示（如图1）和实验演示(图2）

（1）钢铁制造的万吨巨轮可以漂洋过海，一个小小的鸡蛋却会沉入水底。为什么？

（2）轻小的铁钉沉入水底，重的铁盒漂浮在水面。为什么？

图1 30万吨巨轮“中远川崎         图2 铁盒漂浮在水面而钉子和鸡蛋沉入水底

                                              

浮力大小到底与哪些因素有关？猜猜看？学生可能猜测下列因素：物体的重力、物体的体积、物体的密度、液体的密度、物体浸入液体的体积、深度等等。

为此，笔者为学生提供了这些器材：弹簧秤、密度不同的几种液体、三块体积相同的不同金属、三块体积不同的同种金属等，布置学生围绕猜测的因素（表3）通过实验进行探究、发现，学生在自主探究的过程中，发现浮力大小与液体密度和物体浸没在液体中的体积有关，与其他因素无关，最后再将《阿基米德原理》演示实验（图3）改为学生实验进行定量研究。学生在教师的引导下，讨论、归纳、总结得出阿基米德原理F_浮=G_液=ρ_液ｇV_排（G_液表示物体排开的液体所受的重力）。整个教学过程都是学生在教师引导下的探究发现的过程，学生对阿基米德原理就有了非常深刻的理解，在运用阿基米德原理解决问题时也运用自如。                                          

图3 浮力探究实验

表1 浮力探究实验方案设计

 

《稳度》的教学：本节是上海新课标八年级第二学期第四章第五节后的一节STS教育内容，笔者在本节课的教学中（市二期课改公开展示课），利用发现法作了大胆的尝试，收到了非常好的教学效果。创设情境，多媒体放映动片意大利的比萨斜塔，提出问题：比萨斜塔倾斜角度在逐年增加，为了让这个世界著名的文化遗产——比萨斜塔斜而不倒，我们应该采取哪些拯救措施呢？学生4人一小组组合，教师布置：围绕本节内容课后查找、收集资料，设计拯救方案，并说明设计依据及依据成立的理由（理由要求从三个方面说明，身边的事例、查找的资料、小实验）。

表2 设计拯救比萨斜塔的方案

根据教师的布置，学生行动起来，通过书籍、网络、报刊查找，在自主学习的过程中小组同学互帮互助、积极配合。公开课上各小组展示设计方案，通过摆事实、讲道理、演示小实验来充分说明自己小组设计的方案是可行的，本节课教师通过设计比萨斜塔这个载体，让学生在学习中发现，在发现中学习，很好地掌握了“处于平衡状态的物体，支面越大，重心越低，物体就越稳”这一概念。整堂课上同学们热情高涨，人人参与的程度是前所未有的。

《电路故障分析》习题教学： 面对一个实际“出现故障的电路”，初中学生却时时为电路故障的分析与排除所困扰。而每年在上海市中考试卷中此类题是必考之一，因此得分率往往不足50%，为此，笔者利用发现法进行了如下教学设计：

     课前准备，按照学习成绩和平时实验操作，特别是电学实验操作能力水平情况把学生均衡地分成6个大组，每个大组又均分成2个水平能力相当的小组。

     按图4连接实验电路板并挂黑板上，闭合电键S小灯L不亮，电流表无示数，这是什么原因呢？（设疑）接着提出问题：已知电路中各处均接触良好，除灯L和电阻R外其它元件均完好，若电路中只有一处故障，如何判断电路中可能的故障呢？条件是不允许拆开电路。学生可能会回答：用电压表、电流表、导线等等来测定。为了让学生掌握如何利用电压表、导线、或电流表来判断电路中可能的故障，教师应引导学生进行探究，通过分析、讨论，得出应该将电压表、导线或电流表并联在灯L或电阻R两端来进行判断。

R

L

 

 

 

图4                                  图5

让学生从理论和实践上检验自己的假设：各组同学按图5电路图连接电路，两小灯均发光，接着请一同学将其中一只小灯从灯座上稍稍拧松（设置故障），两小灯均不亮，在电路不动的情况下，在大组内部的两小组交换人员，然后再请同学利用电压表、电流表和导线分别排查电路故障，闭合电键观察各种情况下小灯泡发光情况并列表（表３）作比较，小组讨论，从理论上说明原因，汇报研究结果，作出总结，得出共同的结论。笔者认为，这种通过学生自己动手实验去发现电压表和电流表的作用，以及电路中出现短路或断路时的现象，是一种让学生亲自查明或发现事物特性的学习活动，必然具有使材料更有效地获得和记忆的效果，从而突破了教学中的难点。

表3电路故障探究方案设计

 

4 发现法教学的优点

(1) 有助于开发学生智慧的潜力。学生在发现学习中，不仅包含有新知识的获得、转换，而且也包含着对已掌握的知识进行内部改组，这种改组实际上就是将新旧知识进行整理、归类和系统化的过程。这种对思维训练的高要求肯定会产生开发智慧潜力的效力。

(2) 有助于激发学生学习的内部动机。布鲁纳认为“外部动机的作用时间比较短暂，因而，推进学习进程的真正动力是学生学习的内部动机”。发现学习是学生相对独立的探究、发现的学习活动，教师通过精心设计教学，不只是让学生知道一个科学的结论，而是让学生领略到科学家发明与创造的过程。因此，它可以培养学生对科学知识本身的兴趣与热爱，容易形成自我奖励，自主学习的倾向性和内部动机。

(3) 有助于培养学生主动探索、独立思考的能力和习惯。布鲁纳认为“学会如何学习”要比“学会什么”来得重要。发现学习过程的起始阶段通常没有一个现成的结论，呈现给学习者的是一些信息、事实、以及需要学习者通过探索才能得出的问题解决方案，这种教学结构促使学习者努力实践探索的过程，学会独立思考问题，日积月累，必然培养了学生主动探索、独立思考的能力和习惯，让学生学会了学习，这将使学生终身受用无穷。

(4) 有助于学生有效地获取和巩固知识。布鲁纳说得好“按照一个人自己的兴趣和认知结构组织起来的材料就是最有希望在记忆中‘自由出入’的材料”，也就是说，亲自查明或发现事物特性的学习活动，必然具有使材料更有效地获得和记忆的效果。

总之，形成概念、掌握规律是一个十分复杂的认识过程，教师应该在认知领域中，充分利用新奇、怀疑、矛盾、困难去引起学生思维的冲突，使学生参与探究过程，诱使他们主动去发现问题和解决问题，从而培养学生的能力。如果我们在教学中能够根据不同的物理教学内容，配合相应的教材、实验设备、恰当的运用探索发现法，就能够使我们的教学取得良好的效果，并真正实现传授知识和培养能力的目标。

 

 参 考 文 献

1  翟葆奎. 教育学文集. 北京: 人民教育出版社，1988

2  李洪玉，何一粟. 学习动力. 武汉: 湖北教育出版社，1999.

3  商继宗. 现代化的研究. 上海: 华东师大出版社， 2002.

4  吴立岗，夏惠贤. 现代教学论基础.南宁: 广西教育出版社， 2001

5  [美]科勒涅克著，陈元清译. 学习方法及其在教育上的运用. 辽宁省教科所，心理学会，1980