物理教学中发现教学法的合理运用

黄东江

发现教学法由美国当代著名的教育心理学家布鲁纳提出，是根据青年学生好奇、好问的心理特点，教师为学生预先创设问题情境，学生在教师的启发诱导下，借助自身的知识经验和教师提供的相关材料自主探究，积极思考，自行发现问题、分析问题和解决问题的一种教学方法。在发现过程中学生自觉地探索科学知识、方法，研究客观事物的属性，发现事物的内部联系，从中找出规律，形成自己的概念。

发现教学法体现了以“学生为主体、教师为主导”的教学方式，在教学过程中，以学生主动探索活动为主，强调让学生自己去发现问题，回答他们自己的疑问，最终解决他们自己发现的问题。发现教学法把学生定位为知识的积极发现者，而不是知识的消极接受者，这有利于充分发挥学生主体能动性，培养学生自主学习能力和科学探究能力。本文结合“楞次定律”的教学案例，详细阐述如何在物理课堂教学中合理运用发现教学法。

一、教师巧设问题情境，激发学生发现动机

问题情境是教师为了达到教学目标而事先设置的能让学生觉得疑惑不解而又能产生好奇心和求知欲的学习环境。问题情境在学生原有的认知结构和新事物之间制造一种“不协调”，使学生陷入用已有知识不能解决新问题的心理困境，从而引起学生认知心理不平衡。而人总有重新建立认知平衡的心理需求，因此，问题情境促进学生产生解决问题的强烈欲望，这正是学生主动发现问题和解决问题的根本动力。

在创设问题情境时，教师要根据学生的知识基础和经验，巧妙地设置有趣的“切入点”。在物理教学中，常用的方法有实验演示法。

例如在“楞次定律”教学中可通过实验演示法创设问题情境。

如图1所示，A和B都是很轻的铝环，A环是闭合的，B环上有一小缺口，两铝环用一轻质横杆连接，轻杆中间用支柱支撑，轻杆可在水平面自由转动。教师将一条形磁铁一端靠近并穿入A环，A环会向远离磁铁方向运动，将磁铁一端从穿过A环的某一位置从环内抽出，A环朝磁铁运动方向运动。接下来对B环做同样的实验操作，B环一直静止不动。奇怪的实验现象，让学生产生了疑问和好奇，从而激发学生的发现动机。

物理教学过程是激发学生思维活动的过程，而一切的思维活动都是由发现问题开始的。巧妙的问题能拨动学生的思维之弦，激发学生思维的火花，唤起学生的好奇心。

二、教师启发猜想假设，学生寻求发现方法

猜想与假设是学生根据已知事实和已有的经验对所研究问题作出的猜测性陈述，尽管学生所提出的猜想不一定是最终的科学结论，但在分析过程中学生能够自主选择探究的方向，有目的地设计实验方案，跨出科学发现的第一步。

猜想要有一定的事实根据，不是胡猜乱想，更不是异想天开。因此学生在猜想过程中需要教师的实时启发，教师要为学生在旧知识与新知识、新方法之间搭建桥梁，提示问题的解决思路和方法。

例如在“楞次定律”教学中，通过观察奇特的演示实验现象，教师可采用启发式的提问，使学生对问题的认识不断深入。

教师问：“铝环为什么会运动？”

学生答：“铝环受到力的作用。”

教师问：“铝环与磁铁没有接触，为什么会受力？为什么不闭合的铝环没有受力？这是什么力？”

教师的提问，其实包含了恰当的提示，学生会考虑到不直接接触的物体能发生相互作用一般需要通过场的作用来实现，经过教师的暗示学生可以得出结论。

学生答：“铝环产生了电流，磁场对电流有力的作用。”

教师问：“为何B环不动？”

学生答：“B环不闭合，不能产生感应电流。”

教师问：“为何磁铁靠近铝环时，铝环远离；而磁铁远离铝环时，铝环又尾随磁铁运动？这与什么问题有关？”

经过一番分析和思考，学生可以回答出“与感应电流的方向有关”。

教师启发学生对感应电流方向与哪些因素有关作出进一步的猜想和假设，学生可能会猜想到：1. 与导体切割磁感线方向有关；2. 与磁场运动方向有关；3. 与穿过铝环的磁通量有关等。教师提示学生根据自己的猜想寻求验证的方法，并提出新问题：“分析比较各种不同的猜想和验证结论，能否总结出一个普遍的规律来判断感应电流的方向呢？” 教师的启发式提问，使学生的猜想逐渐地接近科学事实。

三、开展自主合作探究，学生体验发现过程

在探究发现过程中，要求学生对自己的猜想和假设进行理论推导或实验验证，在探索中不断地发现问题和解决问题直至发现物体的普遍性规律，实现科学发现的目标。在探究过程中既要体现自主性又要体现合作性。

1. 自主性。探究发现过程以学生作为学习的主体，要求学生在探究过程中独立思考，由自己作出选择和控制，通过独立的分析、探索、实践、质疑、创造等方法来实现学习目标。

2. 合作性。学生在探究实验的过程中，一般以4～6人为一组，组内成员分工合作完成实验操作，并一起对实验的现象和数据进行记录、分析和判断，揭示知识间的内在联系，归纳相关物理量的变化规律。

例如在“楞次定律”的教学中，学生根据教师提供的电流表（注明电流方向与指针偏转方向的关系）、条形磁铁、蹄形磁铁、导线、电键、螺线管（已知导线绕制方向）等实验仪器，根据自己的猜想结果设计验证实验方案。大部分学生会采用常见的图2或图3实验装置，教师要指导学生根据自己的实验目标设计合理的实验记录表格，观察学生的实验操作过程，对存在的问题及时作出纠正和提示。

在自主合作探究的过程中，学生参与实验方案设计、操作、记录和分析，充分体验到科学发现的艰辛与喜悦，这就是科学发现的真实过程。教师必须承担好探究促进者这一角色，当学生“山重水复疑无路”时，教师要引导他们步入“柳暗花明又一村”的佳境，正确引导学生养成科学研究的严谨态度和热爱科学发现的积极情感。

四、集体分享讨论交流，学生展示发现成果

学生通过实验操作、观察现象和分析实验记录，各自取得了一定的发现成果，尽管有些学生并未找到正确的物理规律，但也在探究过程中总结了一系列的研究方法或体会。在此环节，教师组织各小组派代表，将本小组探究发现的成果与全班同学分享，重点讲述在发现过程中采取的探究思路与方法、发现的过程以及取得的发现成果。

例如探究“楞次定律”实验后，在小组交流分享时，各小组代表要汇报当初的猜想是什么？验证实验设计的思路和方法是什么？实验操作过程如何？发现决定感应电流方向的因素是什么？在实验中遇到什么困难？有什么新的发现？

在小组展示过程中，教师不要过早地对学生的研究成果作出肯定或否定的判断，而要充分利用学生提出的新问题和新发现，及时作出拓展和延伸，有针对性地组织小组之间的提问、答辩。教师要重视培养学生的听辩能力与表达能力，应构建平等和谐的互动平台，使学生敢于参与，乐于实践并获得成功感。

五、教师分析评价成果，总结得出发现结论

教师对学生的发现过程和结果进行分析和评价是对学生探究能力的进一步培养和提升，教师要对各小组展示的研究思路、方法及取得的成果进行恰当的评价、纠正、补充和总结，分析实验设计是否遵循科学性、安全性、可行性等原则，是否有效地减少实验误差，是否达到实验目的，同时对学生的不同研究方法进行比较，指出各自的优缺点，提出优化建议。

例如在评价总结“楞次定律”探究实验结果的过程中，学生如采用图2实验可以得出感应电流方向与穿过闭合电路的磁通量的关系；学生如采用图3实验可以得出感应电流与部分导体切割磁感线的方向的关系。此时，教师可以对两个结果进行对比和分析：“这两个结论矛盾吗？谁才是更普遍的规律呢？”教师提示学生把目光再次投在图3实验装置上，当闭合电路的部分导体切割磁感线时同样引起了闭合电路的磁通量变化，其变化规律与图2实验中得出的结论完全一致，由此归纳出判定感应电流方向的普遍规律——楞次定律。

除了分析总结实验结论之外，教师还要对学生在探究发现过程中所表现出来的主动性和创造性等精神品质进行表扬和鼓励，增强学习的信心和动力。在评价时对于学生提出的新方案，无论设计是否合理，都要给予及时的引导和鼓励，及时提出肯定或改进意见，千万不能因为方案的缺陷而持否定态度，扼杀学生的创新意识。

教学实践证明，实施发现教学法，实施课堂教学改革，实现教学方式转变的科学方法，能有效地激发学生的探究动机，有利于充分发挥学生的主动性和积极性，是培养学生探究能力的有效途径。

责任编辑 罗 峰