略谈高中物理教学中如何实施“发现学习”

胡志安

摘 要：发现学习是一种好的学习方法，可激发学生的学习兴趣，培养学生的探究及创造能力，对正在进行的研究性学习起到一定的辅助作用。本文具体阐述了发现学习的概念、类型和实施发现学习的策略，同时分析了发现学习的优点与局限。

关键词：物理教学；发现学习；策略

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）6-0042-3

1 问题的提出

教学总是通过一定的方法进行的，而教学方法的直接基础是学生的学习方法。在学习方法上，历来有多种多样的主张和做法，但所有的主张和做法大体上可以划分为两大类型：接受学习和发现学习。

本文主要讨论高中物理教学中如何实施发现学习。

2 发现学习

2.1 发现学习的概念

发现学习是学生通过自已再发现知识形成的步骤，以获取知识并发展探究性思维的一种学习方式。发现学习的基本过程是，学生自己从各种特殊事例归纳出结论，并用之来解决新问题。发现学习最本质的特征是强调探究过程而不是现成的知识。在发现学习中，学生的主要任务不是接受和记住现成的知识，而是参与知识的发现（实为再发现）过程；教师的主要任务也不是向学生传授现成的知识，而是为学生发现知识创造条件和提供帮助。

2.2 发现学习的类型

根据发现学习的过程中教师所起的作用方式的不同，发现学习可划分为三类：

一类是体验发现型。学习课题、假设、验证用的资料、实验全由教师预先准备好，学生凭借已有的经验，从几种假设中选取一种，并围绕所选取的假设展开讨论。

第二类是指导发现型。教师提出学习课题，设想、假设全由学生作出，但是验证假设用的资料由教师事先准备好，或者由学生提出要求，教师再准备。

第三类是独立发现型。课题由学生自己或教师提出，整个过程都由学生独立进行，教师仅仅是学生的辅助者、组织者。

3 实施发现学习的策略

实施发现学习，要采取多方面的策略，这里主要讨论实施发现学习的一般步骤和提高发现效率的策略。

3.1 实施发现学习的一般步骤

实施发现学习的基本过程是，从各种特殊事例归纳出一般法则，并用之来解决新问题。根据这一基本过程，发现学习的实施通常采取以下几个步骤：

1）教师设置问题情境，提供有助于形成概括结论的实例，引导学生观察各种现象的显著特点并逐步缩小观察范围，把注意力集中于某个中心点。

2）引导学生提出假说并加以验证，推导出概括性结论。引导学生通过分析、比较，对各种信息进行转换和组合，以确定假设。之后，引导学生思考、讨论，以事实为论据验证假说。在这个过程中，要引导学生不断地对假说加以修正和完善，最后得出正确的结论。与此同时，要让学生分析思维过程，弄清并记住自己在这个过程中是怎样思考、怎样得出结论。这样，就获取了新知识并学到了思考方法。

3）引导学生将获取的新知识即通过自己的发现得出的结论，纳入到自己认知结构中适当的位置，并运用于新的问题情境中，使其得以巩固和深化，形成迁移能力。

那么，在平时的课堂教学中如何实施“发现学习”呢？

例如，在高中物理《电磁感应》一节的教学中，可尝试进行发现学习。

上课地点：物理实验室。

四人为一个学习小组，每个桌子上放有条形磁铁、线圈、电流表、导线等器材。

1.设置问题情境

上课前教师可提问，电流周围有磁场，电流可产生磁场。那么，反过来磁场是否可以产生电流？

2.提出假说，并加以验证，推导出概括性结论

假设磁场能产生电流，请同学们利用桌子上的实验器材进行验证。

1）如图1所示，先把线圈和电流表连接起来，磁铁插入线圈中静止不动时，请同学们观察线圈中有没有电流？如有，指针会偏转；没有，指针不会偏转。

图1 磁铁插入和拔出线圈

2）当磁铁插入或拨出线圈的过程中，请同学们再观察线圈中有没有电流？如有，指针会偏转；没有，指针不会偏转。

3）请其中的一组同学汇报观察到的现象。

4）请上述这组同学得出结论。

结论是：当线圈中磁通量变化时，会产生电流（感应电流）。

5）在教师的引导下，同学得出概括性结论：只要穿过闭合电路中的磁通量发生变化，闭合电路中就产生感应电流。

3.通过运用于新的问题情境中，得以巩固深化，形成迁移能力。

向每个实验桌子上分发系有绝缘细线的二个铝环，其中一个闭合，另一个不闭合。

1）一个不闭合的铝环，用一根绝缘线系住固定在O点，如图2所示。在铝环静止的情况下，请同学们把磁铁的N极插入铝环。教师问：铝环中有没有感应电流？学生回答：没有。如换成闭合铝环呢？答：有。

2）换用一个闭合铝环，请同学们如图2所示的方法进行实验。

图2 磁铁插入和拔出铝环

3）请其中的一组同学，把观察到的现象汇报一下。

4）同学回答：磁铁插入铝环的过程中，铝环与磁铁相斥，而磁铁从铝环中拨出时，铝环与磁铁相吸。

5）引导学生分析原因：插入和拨出时产生的感应电流的方向不一样。插入时相斥，说明铝环中产生的感应电流的磁场方向与磁铁在铝环中的磁场方向相反；拨出时相吸，说明铝环中产生的感应电流的磁场方向与磁铁在铝环中的磁场方向相同。

6）教师指导下，学生把上述现象归纳为：当磁铁移近闭合线圈时，穿过线圈的磁通量增加，这时产生的感应电流的磁场方向与磁铁在线圈中的磁感线方向相反，以阻碍穿过线圈的磁通量增加；当磁铁离开线圈时，穿过线圈的磁通量减少，这时产生的感应电流的磁感线方向与磁铁在线圈中的磁感线方向相同，以阻碍穿过线圈的磁通量的减少。

7）最后，得出结论：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

这样，既可巩固获取的新知识，又可对形成的知识进行深化研究，发现新问题，通过实验得到结论。在发现知识的过程中，进行再发现，从而培养学生的迁移、探究能力。

除上述知识可进行发现学习外，还有许多知识也可实施发现学习。如：共点力平衡条件、牛顿第二定律、机械能守恒定律、向心力、玻意耳定律、焦耳定律……

3.2 提高发现学习效率的策略

虽然知识的最初发现、创造需要漫长时间，但是心理学研究表明：在课堂中让学生对这些知识进行再发现时，通过采取适当的策略，可以把时间大大缩短，从而使发现的效率不至于太低。提高发现效率的策略主要有：

1）不要求学生再现原先的知识发现的全过程，而对之进行“剪辑”，使之缩短。例如，静电场《库仑定律》的教学中，由于中学实验室条件的限制，通过实验要再现原先的知识发现的全过程比较困难。教师先通过介绍结论，然后定性验证库仑定律。

2）对发现难度太大的知识，适当降低其难度，使之对学生来说虽然仍有一定难度但却通过努力能够完成。例如，《法拉第电磁感应定律》教学中，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，这一知识的发现对学生来说有难度，可适当降低难度，通过实验来研究当磁通量变化率增大时，感应电动势如何变化？

3）将知识的原先发现过程中经历过的众多的迷途、岔道、可能性精简为少量的岔道、可能性。

例如，《光电效应》的四条规律，通过发现学习要发现四条规律，困难很大。可降低难度，先假设其中的三条规律，然后通过实验，来验证这三条规律。另一条规律：光电子的最大初动能跟入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。教师通过介绍，使学生了解。这样精简了发现过程中的岔道，降低了发现难度，使学生更有效地掌握知识。

4 发现学习的优点与局限

发现学习的优点主要表现为以下几个方面：

1）激发学生的学习兴趣。发现学习具有刺激学生“发现的兴奋感”的作用，它可以使学生体会到发现的乐趣，享受某种愉快的感受，从而将外部动机转化为内部动机，增强对学习本身的兴趣。

2）有利于学生掌握发现的方法和探索的方式。这种发现方式和探索方式是解决各种问题以及将来进行科学探索时所需要的，一经掌握就具有迁移价值。对目前进行的研究性学习起到促进作用，可培养学生的创造能力。

3）有助于保持记忆。发现学习是使学生自身能够发现知识、组织知识并活用知识的学习过程，通过这一过程而形成的记忆，就会因具有丰富的“再生力”而长期保持下来。

发现学习又具有其局限性。这主要表现为以下几个方面：

1）发现学习的适用范围有限，主要适用于理科教学。在中学物理中，也不是所有知识，都适合于进行发现学习。

2）发现学习要求学生具备相应的发现需要、发现经验，并树立有效的假设，若不具备这些条件，发现就会变成一种盲目的碰运气式的发现，变成一种形式主义。

3）通过发现学习来掌握知识，效率很低。就是极力提倡发现学习的布鲁纳本人也承认，一个人不可能只凭发现去学习，正像一个发明家不是一天到晚都有发明创造一样。

参考文献：

[1]孙东飞.试论研究性学习的功效[J].物理教学探讨，2012，（10）：34.

[2]陈德军.刍议培养学生物理自学能力的课堂教学策略[J].物理教学探讨，2013，（01）：6.

（栏目编辑 罗琬华）