徐偉成（臺(tái)州市第一中學(xué)）

以生活素材引入，在物理課教學(xué)中進(jìn)行發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)

徐偉成
（臺(tái)州市第一中學(xué)）

將發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)運(yùn)用于中學(xué)物理教學(xué)中，讓學(xué)生從生活常識(shí)上升到理論，在討論思考中拓展知識(shí)。

發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)；直覺思維；物理建模

發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)，是由美國(guó)心理學(xué)家布魯納提出的。其內(nèi)容是教師通過引導(dǎo)讓學(xué)生自己主動(dòng)學(xué)習(xí)，概括出原理或法則，學(xué)生就會(huì)因?yàn)樽约旱陌l(fā)現(xiàn)去學(xué)習(xí)，去概括出原理或法則，效果上，因自己發(fā)現(xiàn)而感到愉快和成就感的滿足而使學(xué)習(xí)具有強(qiáng)大的動(dòng)力，另外，所得知識(shí)也會(huì)因此深刻而不易遺忘，并能廣泛應(yīng)用于實(shí)際，還有助于智力的發(fā)展。呈現(xiàn)出的主要特征是強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程，強(qiáng)調(diào)直覺思維，強(qiáng)調(diào)內(nèi)在動(dòng)機(jī)。

以“電動(dòng)勢(shì)和閉合電路歐姆定律”課題為例。利用日常生活中的常識(shí)，在物理課組織學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)。由于引導(dǎo)的知識(shí)是日常生活中極為熟悉的，學(xué)生會(huì)更有興趣和熱情參與到主動(dòng)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中。

在課堂開始，提出以下問題：

①一節(jié)干電池1.5V，1號(hào)電池到9號(hào)電池都是1.5V，1.5V指什么？

②干電池“舊”了后，還可以在電子鐘內(nèi)繼續(xù)使用，但電子鐘后面也寫明1.5V，為什么？

在這里，我們先組織學(xué)生討論猜想1.5V的意義。最后，學(xué)生大致有兩個(gè)猜想：

猜想A：1.5V是電池兩端電壓。

猜想B：1.5V是干電池中一個(gè)不變量，反映干電池的屬性之一。

接下來，組織學(xué)生實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：干電池兩端電壓（稱路端電壓）是會(huì)變化的，電源外電路電阻大時(shí)，接近1.5V；外電阻小時(shí)，比1.5V少很多。結(jié)果是猜想A錯(cuò)，1.5V不是指電池的兩端電壓。重新組織學(xué)生在實(shí)驗(yàn)結(jié)論基礎(chǔ)上，再次去猜想假設(shè)。這時(shí)，學(xué)生思維比之前更加活躍。

有一部分學(xué)生提出想法A：電子鐘的電阻比較大，因此，“舊”電池用于電子鐘時(shí)，干電池的兩端電壓還是較大，所以能給電子鐘供電。

有一部分學(xué)生提出想法B：用新電池可以造一個(gè)舊電池。找一個(gè)黑箱，黑箱內(nèi)接一個(gè)舊電池和一個(gè)大電阻串聯(lián)，對(duì)外供電。

有一部分學(xué)生提出想法C：1.5V是一個(gè)不變量，干電池路端電壓變化，增加部分或減少部分，是被干電池內(nèi)部分擔(dān)了。

在相互討論過程中，最后剩下三種想法。對(duì)三部分不同想法的學(xué)生分開處理。

想法A的學(xué)生：先用多用電表測(cè)量電子鐘的電阻R1和小燈泡的電阻R2，得出結(jié)論R1＞R2。引導(dǎo)學(xué)生用一個(gè)“舊”干電池和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)簡(jiǎn)化等效?；瑒?dòng)變阻器較大時(shí)，代表電子鐘；滑動(dòng)變阻器較小時(shí)，代表小燈泡。用電壓表和電流表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓和流過電流。最后，學(xué)生觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：滑動(dòng)變阻器值很大時(shí)，兩端電壓接近于1.4 V，電流小；滑動(dòng)變阻器值很小時(shí)，兩端電壓非常小。結(jié)論是：舊電池能在電子鐘里繼續(xù)使用，因?yàn)殡娮隅姷碾娮璐?，路端電壓與1.5 V比較接近。另外，可以跟學(xué)生講明，用這樣簡(jiǎn)單的電路來代替較復(fù)雜的電路，這是物理建模過程。

想法B的學(xué)生：提供所需器材和材料。學(xué)生做了一個(gè)這樣的黑箱，在內(nèi)部，用滑動(dòng)變阻器代替電阻R3與新電池串聯(lián)，對(duì)外供電。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：R3很小，黑箱表現(xiàn)為一個(gè)新電池；R3為幾歐時(shí)，與舊電池一模一樣。結(jié)論是：新電池和舊電池的“1.5V”是一樣的，是不變的。不過，舊電池的電阻大于新電池的電阻。

想法C的學(xué)生：首先跟學(xué)生探討測(cè)量干電池內(nèi)的電壓是非常困難的。為了實(shí)驗(yàn)方便，用鉛蓄電池代替干電池，用兩個(gè)電壓表分別測(cè)蓄電池內(nèi)電壓和路端電壓。用一個(gè)滑動(dòng)變阻器作為外電路，可以改變外電阻大小。最后實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：外電壓減少，內(nèi)電壓就增加；外電壓增加，內(nèi)電壓就減少；并且外電壓和內(nèi)電壓之和是不變的等于2V（類似于干電池1.5V。）實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：蓄電池2V是不變。通過分析，最后結(jié)論是：干電池的1.5V是不變的，1.5V反映了干電池的一個(gè)特性。

布置學(xué)生課外閱讀課本《電動(dòng)勢(shì)》和《閉合電路歐姆定律》兩節(jié)。分成8個(gè)學(xué)習(xí)小組解決幾個(gè)問題：①干電池1.5V反映了干電池的什么特性。②用閉合電路歐姆定律解決為什么舊電池能在電子鐘上繼續(xù)使用。到第二節(jié)，抽一個(gè)學(xué)習(xí)小組到講臺(tái)上講解。

第二節(jié)課上，抽到一個(gè)學(xué)習(xí)小組。這個(gè)學(xué)習(xí)小組，通過板書講解內(nèi)容大致如下：

在干電池中1.5V是通過化學(xué)反應(yīng)（非靜電力）把1C正電荷從負(fù)極搬至正極做功1.5 J使其電勢(shì)能增加1.5 J，1.5 V=1.5 J/C，這個(gè)數(shù)值由電源本身非靜電力性質(zhì)決定，命名電動(dòng)勢(shì)E=1.5 V。并且指出了不同型號(hào)干電池雖然大小不同，但是化學(xué)反應(yīng)（非靜電力）是一樣的，因此它們電動(dòng)勢(shì)都是1.5 V；另外，鉛蓄電池非靜電力不同，所以電動(dòng)勢(shì)E不同。

這個(gè)學(xué)習(xí)小組準(zhǔn)備比較充分，講授效果非常好。并且他們提出想請(qǐng)教化學(xué)老師能否將舊電池增加溶液濃度來減少電阻，讓它變成“新”電池，還有學(xué)生準(zhǔn)備解剖電池等許多新想法。

教師組織學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)，從生活經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)入更帶有親和力，讓學(xué)生無障礙地投入到發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中。組織學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)從表象到本質(zhì)，從生活常識(shí)上升到理論，從特殊現(xiàn)象到解決一般問題。學(xué)生在發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后自行改正，在討論后猜想通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在強(qiáng)烈的好奇心驅(qū)使下通過閱讀有關(guān)資料滿足欲望，在討論思考后向外拓展自己的眼界，其所產(chǎn)生的正反饋?zhàn)饔?，遠(yuǎn)比外在獎(jiǎng)勵(lì)更加有價(jià)值。

胡志安.略談高中物理教學(xué)中如何實(shí)施“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)”［J］.物理教學(xué)探討，2015（6）.

·編輯 王亞青