物理教學(xué)中發(fā)現(xiàn)教學(xué)法的合理運(yùn)用

黃東江

發(fā)現(xiàn)教學(xué)法由美國當(dāng)代著名的教育心理學(xué)家布魯納提出，是根據(jù)青年學(xué)生好奇、好問的心理特點(diǎn)，教師為學(xué)生預(yù)先創(chuàng)設(shè)問題情境，學(xué)生在教師的啟發(fā)誘導(dǎo)下，借助自身的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和教師提供的相關(guān)材料自主探究，積極思考，自行發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的一種教學(xué)方法。在發(fā)現(xiàn)過程中學(xué)生自覺地探索科學(xué)知識(shí)、方法，研究客觀事物的屬性，發(fā)現(xiàn)事物的內(nèi)部聯(lián)系，從中找出規(guī)律，形成自己的概念。

發(fā)現(xiàn)教學(xué)法體現(xiàn)了以“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)方式，在教學(xué)過程中，以學(xué)生主動(dòng)探索活動(dòng)為主，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)問題，回答他們自己的疑問，最終解決他們自己發(fā)現(xiàn)的問題。發(fā)現(xiàn)教學(xué)法把學(xué)生定位為知識(shí)的積極發(fā)現(xiàn)者，而不是知識(shí)的消極接受者，這有利于充分發(fā)揮學(xué)生主體能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和科學(xué)探究能力。本文結(jié)合“楞次定律”的教學(xué)案例，詳細(xì)闡述如何在物理課堂教學(xué)中合理運(yùn)用發(fā)現(xiàn)教學(xué)法。

一、教師巧設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)動(dòng)機(jī)

問題情境是教師為了達(dá)到教學(xué)目標(biāo)而事先設(shè)置的能讓學(xué)生覺得疑惑不解而又能產(chǎn)生好奇心和求知欲的學(xué)習(xí)環(huán)境。問題情境在學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和新事物之間制造一種“不協(xié)調(diào)”，使學(xué)生陷入用已有知識(shí)不能解決新問題的心理困境，從而引起學(xué)生認(rèn)知心理不平衡。而人總有重新建立認(rèn)知平衡的心理需求，因此，問題情境促進(jìn)學(xué)生產(chǎn)生解決問題的強(qiáng)烈欲望，這正是學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的根本動(dòng)力。

在創(chuàng)設(shè)問題情境時(shí)，教師要根據(jù)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)，巧妙地設(shè)置有趣的“切入點(diǎn)”。在物理教學(xué)中，常用的方法有實(shí)驗(yàn)演示法。

例如在“楞次定律”教學(xué)中可通過實(shí)驗(yàn)演示法創(chuàng)設(shè)問題情境。

如圖1所示，A和B都是很輕的鋁環(huán)，A環(huán)是閉合的，B環(huán)上有一小缺口，兩鋁環(huán)用一輕質(zhì)橫桿連接，輕桿中間用支柱支撐，輕桿可在水平面自由轉(zhuǎn)動(dòng)。教師將一條形磁鐵一端靠近并穿入A環(huán)，A環(huán)會(huì)向遠(yuǎn)離磁鐵方向運(yùn)動(dòng)，將磁鐵一端從穿過A環(huán)的某一位置從環(huán)內(nèi)抽出，A環(huán)朝磁鐵運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)。接下來對(duì)B環(huán)做同樣的實(shí)驗(yàn)操作，B環(huán)一直靜止不動(dòng)。奇怪的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，讓學(xué)生產(chǎn)生了疑問和好奇，從而激發(fā)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)動(dòng)機(jī)。

物理教學(xué)過程是激發(fā)學(xué)生思維活動(dòng)的過程，而一切的思維活動(dòng)都是由發(fā)現(xiàn)問題開始的。巧妙的問題能撥動(dòng)學(xué)生的思維之弦，激發(fā)學(xué)生思維的火花，喚起學(xué)生的好奇心。

二、教師啟發(fā)猜想假設(shè)，學(xué)生尋求發(fā)現(xiàn)方法

猜想與假設(shè)是學(xué)生根據(jù)已知事實(shí)和已有的經(jīng)驗(yàn)對(duì)所研究問題作出的猜測(cè)性陳述，盡管學(xué)生所提出的猜想不一定是最終的科學(xué)結(jié)論，但在分析過程中學(xué)生能夠自主選擇探究的方向，有目的地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，跨出科學(xué)發(fā)現(xiàn)的第一步。

猜想要有一定的事實(shí)根據(jù)，不是胡猜亂想，更不是異想天開。因此學(xué)生在猜想過程中需要教師的實(shí)時(shí)啟發(fā)，教師要為學(xué)生在舊知識(shí)與新知識(shí)、新方法之間搭建橋梁，提示問題的解決思路和方法。

例如在“楞次定律”教學(xué)中，通過觀察奇特的演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，教師可采用啟發(fā)式的提問，使學(xué)生對(duì)問題的認(rèn)識(shí)不斷深入。

教師問：“鋁環(huán)為什么會(huì)運(yùn)動(dòng)？”

學(xué)生答：“鋁環(huán)受到力的作用。”

教師問：“鋁環(huán)與磁鐵沒有接觸，為什么會(huì)受力？為什么不閉合的鋁環(huán)沒有受力？這是什么力？”

教師的提問，其實(shí)包含了恰當(dāng)?shù)奶崾荆瑢W(xué)生會(huì)考慮到不直接接觸的物體能發(fā)生相互作用一般需要通過場(chǎng)的作用來實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過教師的暗示學(xué)生可以得出結(jié)論。

學(xué)生答：“鋁環(huán)產(chǎn)生了電流，磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用。”

教師問：“為何B環(huán)不動(dòng)？”

學(xué)生答：“B環(huán)不閉合，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流。”

教師問：“為何磁鐵靠近鋁環(huán)時(shí)，鋁環(huán)遠(yuǎn)離；而磁鐵遠(yuǎn)離鋁環(huán)時(shí)，鋁環(huán)又尾隨磁鐵運(yùn)動(dòng)？這與什么問題有關(guān)？”

經(jīng)過一番分析和思考，學(xué)生可以回答出“與感應(yīng)電流的方向有關(guān)”。

教師啟發(fā)學(xué)生對(duì)感應(yīng)電流方向與哪些因素有關(guān)作出進(jìn)一步的猜想和假設(shè)，學(xué)生可能會(huì)猜想到：1. 與導(dǎo)體切割磁感線方向有關(guān)；2. 與磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)；3. 與穿過鋁環(huán)的磁通量有關(guān)等。教師提示學(xué)生根據(jù)自己的猜想尋求驗(yàn)證的方法，并提出新問題：“分析比較各種不同的猜想和驗(yàn)證結(jié)論，能否總結(jié)出一個(gè)普遍的規(guī)律來判斷感應(yīng)電流的方向呢？” 教師的啟發(fā)式提問，使學(xué)生的猜想逐漸地接近科學(xué)事實(shí)。

三、開展自主合作探究，學(xué)生體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)過程

在探究發(fā)現(xiàn)過程中，要求學(xué)生對(duì)自己的猜想和假設(shè)進(jìn)行理論推導(dǎo)或?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證，在探索中不斷地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題直至發(fā)現(xiàn)物體的普遍性規(guī)律，實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)。在探究過程中既要體現(xiàn)自主性又要體現(xiàn)合作性。

1. 自主性。探究發(fā)現(xiàn)過程以學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，要求學(xué)生在探究過程中獨(dú)立思考，由自己作出選擇和控制，通過獨(dú)立的分析、探索、實(shí)踐、質(zhì)疑、創(chuàng)造等方法來實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。

2. 合作性。學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)的過程中，一般以4～6人為一組，組內(nèi)成員分工合作完成實(shí)驗(yàn)操作，并一起對(duì)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、分析和判斷，揭示知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，歸納相關(guān)物理量的變化規(guī)律。

例如在“楞次定律”的教學(xué)中，學(xué)生根據(jù)教師提供的電流表（注明電流方向與指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系）、條形磁鐵、蹄形磁鐵、導(dǎo)線、電鍵、螺線管（已知導(dǎo)線繞制方向）等實(shí)驗(yàn)儀器，根據(jù)自己的猜想結(jié)果設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案。大部分學(xué)生會(huì)采用常見的圖2或圖3實(shí)驗(yàn)裝置，教師要指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)記錄表格，觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作過程，對(duì)存在的問題及時(shí)作出糾正和提示。

在自主合作探究的過程中，學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、操作、記錄和分析，充分體驗(yàn)到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱辛與喜悅，這就是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的真實(shí)過程。教師必須承擔(dān)好探究促進(jìn)者這一角色，當(dāng)學(xué)生“山重水復(fù)疑無路”時(shí)，教師要引導(dǎo)他們步入“柳暗花明又一村”的佳境，正確引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和熱愛科學(xué)發(fā)現(xiàn)的積極情感。

四、集體分享討論交流，學(xué)生展示發(fā)現(xiàn)成果

學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作、觀察現(xiàn)象和分析實(shí)驗(yàn)記錄，各自取得了一定的發(fā)現(xiàn)成果，盡管有些學(xué)生并未找到正確的物理規(guī)律，但也在探究過程中總結(jié)了一系列的研究方法或體會(huì)。在此環(huán)節(jié)，教師組織各小組派代表，將本小組探究發(fā)現(xiàn)的成果與全班同學(xué)分享，重點(diǎn)講述在發(fā)現(xiàn)過程中采取的探究思路與方法、發(fā)現(xiàn)的過程以及取得的發(fā)現(xiàn)成果。

例如探究“楞次定律”實(shí)驗(yàn)后，在小組交流分享時(shí)，各小組代表要匯報(bào)當(dāng)初的猜想是什么？驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路和方法是什么？實(shí)驗(yàn)操作過程如何？發(fā)現(xiàn)決定感應(yīng)電流方向的因素是什么？在實(shí)驗(yàn)中遇到什么困難？有什么新的發(fā)現(xiàn)？

在小組展示過程中，教師不要過早地對(duì)學(xué)生的研究成果作出肯定或否定的判斷，而要充分利用學(xué)生提出的新問題和新發(fā)現(xiàn)，及時(shí)作出拓展和延伸，有針對(duì)性地組織小組之間的提問、答辯。教師要重視培養(yǎng)學(xué)生的聽辯能力與表達(dá)能力，應(yīng)構(gòu)建平等和諧的互動(dòng)平臺(tái)，使學(xué)生敢于參與，樂于實(shí)踐并獲得成功感。

五、教師分析評(píng)價(jià)成果，總結(jié)得出發(fā)現(xiàn)結(jié)論

教師對(duì)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)過程和結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)是對(duì)學(xué)生探究能力的進(jìn)一步培養(yǎng)和提升，教師要對(duì)各小組展示的研究思路、方法及取得的成果進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)、糾正、補(bǔ)充和總結(jié)，分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否遵循科學(xué)性、安全性、可行性等原則，是否有效地減少實(shí)驗(yàn)誤差，是否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑫r(shí)對(duì)學(xué)生的不同研究方法進(jìn)行比較，指出各自的優(yōu)缺點(diǎn)，提出優(yōu)化建議。

例如在評(píng)價(jià)總結(jié)“楞次定律”探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果的過程中，學(xué)生如采用圖2實(shí)驗(yàn)可以得出感應(yīng)電流方向與穿過閉合電路的磁通量的關(guān)系；學(xué)生如采用圖3實(shí)驗(yàn)可以得出感應(yīng)電流與部分導(dǎo)體切割磁感線的方向的關(guān)系。此時(shí)，教師可以對(duì)兩個(gè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比和分析：“這兩個(gè)結(jié)論矛盾嗎？誰才是更普遍的規(guī)律呢？”教師提示學(xué)生把目光再次投在圖3實(shí)驗(yàn)裝置上，當(dāng)閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí)同樣引起了閉合電路的磁通量變化，其變化規(guī)律與圖2實(shí)驗(yàn)中得出的結(jié)論完全一致，由此歸納出判定感應(yīng)電流方向的普遍規(guī)律——楞次定律。

除了分析總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論之外，教師還要對(duì)學(xué)生在探究發(fā)現(xiàn)過程中所表現(xiàn)出來的主動(dòng)性和創(chuàng)造性等精神品質(zhì)進(jìn)行表揚(yáng)和鼓勵(lì)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的信心和動(dòng)力。在評(píng)價(jià)時(shí)對(duì)于學(xué)生提出的新方案，無論設(shè)計(jì)是否合理，都要給予及時(shí)的引導(dǎo)和鼓勵(lì)，及時(shí)提出肯定或改進(jìn)意見，千萬不能因?yàn)榉桨傅娜毕荻址穸☉B(tài)度，扼殺學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

教學(xué)實(shí)踐證明，實(shí)施發(fā)現(xiàn)教學(xué)法，實(shí)施課堂教學(xué)改革，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式轉(zhuǎn)變的科學(xué)方法，能有效地激發(fā)學(xué)生的探究動(dòng)機(jī)，有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，是培養(yǎng)學(xué)生探究能力的有效途徑。

責(zé)任編輯 羅 峰