劉平 羅光 黃猛

(重慶師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院 重慶 400000)

目前中學(xué)物理課堂教學(xué)的主要方式仍然是由教師直接把理論知識傳授給學(xué)生,學(xué)生主要以被動的接受知識為主,缺少親身經(jīng)歷、發(fā)現(xiàn)和實踐的過程,主體地位得不到體現(xiàn).這種“灌輸式”教學(xué)模式,忽視了在教學(xué)過程中對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)[1],也在一定程度上阻礙了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性.因此在當(dāng)前的教學(xué)環(huán)境之下,探究出一種不僅能夠體現(xiàn)學(xué)生的主體地位,發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性,又能將物理知識和培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力融入其中的教學(xué)模式是非常有必要的.

本文將結(jié)合中學(xué)物理課本中“摩擦起電”的內(nèi)容,以發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)理論為依據(jù),懷揣著“授人以魚不如授人以漁”的教學(xué)思想,探究如何從中學(xué)生的生活環(huán)境以及心理特點等方面入手,將發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式應(yīng)用于中學(xué)物理的教學(xué)過程之中,讓學(xué)生在經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)知識的過程中有目標(biāo)的學(xué)習(xí),由我要學(xué)會變成我要會學(xué).

1 發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式概述

美國著名認(rèn)知學(xué)派心理學(xué)家布魯納曾指出:發(fā)現(xiàn)不僅限于人類尋找尚未知曉的事情和規(guī)律,它還包括用自己的頭腦親自獲得知識的一切方法[2].在此理論基礎(chǔ)之上提出的發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式就是一種在教學(xué)過程中主張把發(fā)現(xiàn)知識和學(xué)習(xí)知識結(jié)合起來的教學(xué)模式,使學(xué)生在發(fā)現(xiàn)知識的過程之中習(xí)得知識[3],充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位.

因此，在發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式中,教師不再是直接把相關(guān)知識呈現(xiàn)在學(xué)生的面前,而是作為指導(dǎo)者參與到教學(xué)的過程中,讓學(xué)生通過實驗、探究、游戲等多種教學(xué)方法來發(fā)現(xiàn)所要學(xué)習(xí)的知識,學(xué)生不再是單純的接受知識,而是作為學(xué)習(xí)的主體參與到整個教學(xué)過程中[4].這種教學(xué)模式不僅讓學(xué)生學(xué)得了知識,同時也掌握了多種科學(xué)探究的方法,還培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力以及運用所學(xué)的知識解決問題的能力,充分發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性和創(chuàng)造性.

2 “摩擦起電”的發(fā)現(xiàn)式教學(xué)應(yīng)用

該文在應(yīng)用發(fā)現(xiàn)式教學(xué)的過程中,以解決教學(xué)過程中出現(xiàn)的“問題”為核心，應(yīng)用多種教學(xué)方法帶領(lǐng)學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程中進(jìn)行物理知識的學(xué)習(xí).

教學(xué)設(shè)計思路如圖1所示.

圖1 教學(xué)設(shè)計思路

2.1 通過創(chuàng)設(shè)問題情境 發(fā)現(xiàn)式教學(xué)能有效激發(fā)學(xué)生的好奇心

在應(yīng)用發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式的教學(xué)活動過程中提出問題要以學(xué)生的興趣為出發(fā)點,以此來創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的問題情境作為新課的引入[5].當(dāng)學(xué)生遇到新的問題時,在興趣的支配下會產(chǎn)生強烈的求知欲望和解決問題的動機[6],這不僅有利于學(xué)生探究問題，還有利于學(xué)生在探究問題的過程中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)新的問題.物理知識與日常生活息息相關(guān),在教學(xué)過程中要將發(fā)現(xiàn)式教學(xué)理論與日常生活中的物理知識聯(lián)系起來,從學(xué)生熟悉的生活現(xiàn)象入手,不僅可以激發(fā)學(xué)生的好奇心,還有助于提高物理課堂學(xué)習(xí)的效果,同時達(dá)到從生活走向物理的教學(xué)理念.

例如在“摩擦起電”的課堂引入中,教師可以請學(xué)生們舉出生活中用電的例子,電是我們生活中一個耳熟能詳?shù)拿?生活中用電的例子也特別多,可以做到全體學(xué)生都能參與到教學(xué)活動中來,然后教師再追問電是如何產(chǎn)生的.生活中用電的例子雖然常見,但卻很少有學(xué)生想過電是如何產(chǎn)生的,以此來達(dá)到激發(fā)學(xué)生好奇心的目的.讓學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)后面的知識.接著,可以讓學(xué)生觀看 “頭發(fā)隨梳子飄起來”和“冬天夜晚衣服會放電”這兩個生活中常見現(xiàn)象的視頻,視覺的沖擊不僅可以給學(xué)生留下深刻的印象,還可以快速喚醒學(xué)生對相關(guān)知識的記憶,引發(fā)學(xué)生思考這兩種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因.最后可以讓學(xué)生模擬頭發(fā)隨梳子飄起來的實驗,實驗可讓學(xué)生對摩擦起電的好奇心更加強烈.這時教師再提出“有同學(xué)能解釋這種現(xiàn)象嗎？”從而引入課題“摩擦起電”.

綜上所述，新課的引入在發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式中非常重要,恰到好處的課堂引入是應(yīng)用發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式教學(xué)成功的基礎(chǔ),教師要善于利用學(xué)生對熟悉的生活現(xiàn)象的好奇心,讓每個學(xué)生都帶著探本溯源的思想全身心地投入到發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式的探究學(xué)習(xí)之中.

2.2 通過培養(yǎng)學(xué)生的問題意識 發(fā)現(xiàn)式教學(xué)能有效促進(jìn)學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律

美國著名學(xué)者布魯巴克曾說:“最精湛的教學(xué)藝術(shù),遵循的最高準(zhǔn)則就是讓學(xué)生自己提出疑問[7].”利用發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式教學(xué)的最終目的就是教會學(xué)生自己提出疑問、利用所學(xué)解決自己的疑問.中學(xué)物理知識很多都是對身邊存在的物理現(xiàn)象進(jìn)行研究后歸納總結(jié)出來的物理規(guī)律,教師在教學(xué)過程中要充分利用學(xué)生對熟悉事物中存在的未知規(guī)律的好奇心,培養(yǎng)學(xué)生的問題意識,促進(jìn)學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律.所以對于什么是“摩擦起電”,教學(xué)過程中可以做如下兩組對比實驗.

第一組分別用未經(jīng)過摩擦的塑料直尺、玻璃棒以及橡膠棒依次靠近碎紙屑;第二組分別用摩擦過的塑料直尺、絲綢摩擦過的玻璃棒以及毛皮摩擦過的橡膠棒靠近碎紙屑.學(xué)生根據(jù)所觀察到的實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)沒有經(jīng)過摩擦的塑料直尺、玻璃棒以及橡膠棒不能吸引輕小紙屑;經(jīng)過摩擦的塑料直尺、玻璃棒以及橡膠棒能夠吸引輕小紙屑,這時候?qū)W生根據(jù)實驗現(xiàn)象很容易發(fā)現(xiàn)這一物理規(guī)律“摩擦可以使一些物體吸引輕小的物體”.教師可以在學(xué)生發(fā)現(xiàn)的結(jié)果之上進(jìn)行補充:摩擦可以使物體具有吸引輕小物體的性質(zhì),物理學(xué)中稱之為帶電(電荷),而這種帶電的方式稱為“摩擦起電”.書本上關(guān)于這一部分的教學(xué)只有玻璃棒和橡膠棒的實驗,而本文加入了塑料直尺的實驗,是因為塑料直尺這個實驗來自于小學(xué)自然課本[8],學(xué)生在小學(xué)的時候已經(jīng)做過此實驗,但對其原理并不太清楚.在教學(xué)過程中出現(xiàn)這個學(xué)生熟悉的實驗, 可以喚起學(xué)生對相關(guān)摩擦起電知識的記憶，減少學(xué)生對摩擦起電的陌生感.這時候?qū)W生知道摩擦可使物體帶電(電荷),但卻有了新的問題:摩擦是怎樣使物體帶上電(電荷)的呢？

由于對比實驗的現(xiàn)象明顯且易于觀察,因此將其運用于發(fā)現(xiàn)式教學(xué)的課堂實驗中,有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象、提出新的問題、建立物理概念、理解物理規(guī)律.

2.3 通過以新問題為導(dǎo)向 發(fā)現(xiàn)式教學(xué)能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機

當(dāng)有新的問題出現(xiàn)時,學(xué)生的思維也會隨著新的問題而展開.隨著教學(xué)過程的推進(jìn),這些被解決的問題也能有效地激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動機.由學(xué)生產(chǎn)生的新問題“物體在摩擦的過程中是如何帶上電(電荷)的”,結(jié)合發(fā)現(xiàn)式教學(xué)讓學(xué)生知其然并知其所以然的教學(xué)原則,教學(xué)時應(yīng)該從原子結(jié)構(gòu)入手.

因此，在教學(xué)過程中可以采用圖文結(jié)合的方式對原子結(jié)構(gòu)進(jìn)行講解.而摩擦起電的實質(zhì)是因為不同物質(zhì)的原子核束縛電子的本領(lǐng)不同[9],這一知識點的規(guī)律性和理論性較強,也是本節(jié)課的教學(xué)難點之一，教師可以以電子得失規(guī)律為規(guī)則,設(shè)計課堂小游戲.讓一部分學(xué)生扮演質(zhì)子,另一部分學(xué)生扮演電子,表演電子得失的過程.學(xué)生通過做這個小游戲不僅可以發(fā)現(xiàn)物體得失電子的規(guī)律,理解物體帶電的本質(zhì)原因,同時還能理解物體為什么帶正電或負(fù)電.

以做游戲這種簡單且又形象的方式攻克本節(jié)課的教學(xué)難點,不僅做到了將抽象的理論知識具體化,而且還提高了課堂的教學(xué)氣氛,做到了在增強學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情同時發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的樂趣.

2.4 通過縱向衍生問題 發(fā)現(xiàn)式教學(xué)能加深學(xué)生學(xué)習(xí)的深度

在利用發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式的教學(xué)過程中, 一個問題被解決之后,當(dāng)學(xué)生對前面所學(xué)有疑問的情況下,要求教師能夠引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)出有意義的問題,以此加深學(xué)生學(xué)習(xí)的深度;當(dāng)學(xué)生沒有新的疑問產(chǎn)生時,要求教師能夠引導(dǎo)學(xué)生從一個被解決的問題縱向衍生出新的問題.讓學(xué)生通過對兩種電荷的學(xué)習(xí)而縱向衍生出來的新問題,即兩種電荷之間有沒有相互作用或者相互作用是什么？若學(xué)生沒有這樣的疑問時，教師可以通過實驗來引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)新的問題,通過對所學(xué)知識縱向衍生的方式,達(dá)到加深學(xué)生學(xué)習(xí)深度的目的.實驗的具體方案可以讓學(xué)生進(jìn)行討論后，教師定下最優(yōu)方案.下面給出一種便于實施的實驗方案供參考.

第一個實驗用兩塊相同的絲綢分別摩擦兩根相同的玻璃棒,然后再將經(jīng)過摩擦的兩根玻璃棒互相靠近;第二個實驗用兩塊相同的毛皮分別摩擦兩根相同的橡膠棒,再將兩根經(jīng)過摩擦的橡膠棒互相靠近;第三個實驗用第一個實驗中絲綢摩擦過的玻璃棒靠近第二個實驗中用毛皮摩擦過的橡膠棒.學(xué)生通過對比實驗現(xiàn)象自己就能發(fā)現(xiàn)和總結(jié)出問題的答案[10],但對其中的原因還不太清楚.這時教師再告訴學(xué)生原因:自然界存在兩種電荷,我們將用絲綢摩擦過的玻璃棒上所帶的電荷規(guī)定為正電荷,將用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷規(guī)定為負(fù)電荷.根據(jù)第一個實驗可以知道同種電荷之間相互排斥,通過第三個實驗可以知道異種電荷之間卻又相互吸引.

由此可見，在發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式中滲入討論法,可以提高全體學(xué)生參與的積極性,每個學(xué)生都可以發(fā)表自己的看法.有時,某些學(xué)生獨特的實驗方案更勝于教師循規(guī)蹈矩的實驗方案,通過教師對學(xué)生提出的實驗方案進(jìn)行分析、修改、補充可以使方案更加完善,既鍛煉了學(xué)生的口頭表達(dá)能力,又逐漸養(yǎng)成積極思考的好習(xí)慣,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展.教師也能夠及時了解學(xué)生對相關(guān)知識點的掌握情況,及時調(diào)整教學(xué)過程和教學(xué)進(jìn)度,提高教學(xué)質(zhì)量,加強教學(xué)的有效性和針對性.

2.5 通過橫向延伸問題 發(fā)現(xiàn)式教學(xué)能擴展學(xué)生的知識面

在發(fā)現(xiàn)式教學(xué)的過程中肯定會遇到需要進(jìn)行擴展的知識,也就是對知識進(jìn)行橫向延伸,從而達(dá)到在教學(xué)過程中擴展學(xué)生知識面的目的,對知識橫向延伸也是一種引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)新問題的有效方式.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了物體如何帶電,教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生延伸出新的問題如何判斷物體帶電.所以驗電器的原理及使用方法,其實是對物體帶電這一知識點的橫向延伸.在發(fā)現(xiàn)式教學(xué)中引用儀器教學(xué)時,不僅要讓學(xué)生學(xué)會正確規(guī)范使用儀器,還應(yīng)該讓學(xué)生了解儀器的結(jié)構(gòu)及原理,再讓學(xué)生動手使用儀器.

教學(xué)過程中可以應(yīng)用演示實驗進(jìn)行教學(xué):用絲綢摩擦過的玻璃棒接觸驗電器的金屬球,教師引導(dǎo)學(xué)生觀察金屬箔片張開的情況,學(xué)生發(fā)現(xiàn)金屬箔片張開了.將玻璃棒在絲綢上進(jìn)行多次摩擦,再去接觸驗電器的金屬小球,學(xué)生發(fā)現(xiàn)驗電器金屬箔片張開的角度變大了.換用毛皮摩擦過的橡膠棒,再做一次上面的實驗,學(xué)生發(fā)現(xiàn)了同樣的規(guī)律.此時,教師再解釋驗電器利用的是同種電荷互相排斥的原理,當(dāng)帶電的玻璃棒或者橡膠棒接觸驗電器的金屬球時,就會有一部分電荷轉(zhuǎn)移到驗電器的金屬箔片上,使兩片金屬箔帶上同種電荷,驗電器金屬箔片就會張開一定的角度,張開的角度大小反映了帶電體傳給驗電器電荷的多少.最后再讓學(xué)生自己動手實驗,體會實驗過程.

演示實驗在發(fā)現(xiàn)式教學(xué)過程中主要是通過實驗儀器把要研究的物理現(xiàn)象直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生的面前,有目的地引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)實驗中的物理規(guī)律.在教學(xué)過程中正確地安排演示實驗為學(xué)生開展獨立自主的訓(xùn)練，為擴展學(xué)生拓寬知識面創(chuàng)造條件.可見成功的演示實驗不僅能給學(xué)生留下難以磨滅的印象,還能獲得更好的發(fā)現(xiàn)式教學(xué)的效果.

2.6 結(jié)合 “摩擦起電”內(nèi)容的發(fā)現(xiàn)式教學(xué)效果與評價

通過實踐證明，在摩擦起電的授課過程中采用發(fā)現(xiàn)式模式教學(xué),學(xué)生的主動性得到了提高，由被動接受學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃犹剿靼l(fā)現(xiàn)知識,達(dá)到手腦并用的效果,從而避免了教師一堂講,學(xué)生單純聽的傳統(tǒng)教學(xué)模式,學(xué)生能夠通過發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的過程體驗到學(xué)習(xí)物理的樂趣,改變學(xué)生覺得電學(xué)知識枯燥乏味的觀念,通過親自動手的實驗方式讓學(xué)生對電荷知識的理解由感性上升到理性,達(dá)到了化抽象為具體的目的.課堂氛圍十分輕松愉悅,符合發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式的教學(xué)要求.

在教學(xué)過程中以發(fā)現(xiàn)式模式教學(xué)為基礎(chǔ)融入實驗、討論等多種教學(xué)手段,使學(xué)生在領(lǐng)略摩擦起電魅力的同時提高學(xué)生的綜合能力.從所講知識的一點出發(fā),橫向拓寬知識點的廣度,并能從廣度中求深度,用設(shè)疑的方式,讓學(xué)生積極的思考并參與到教學(xué)活動中來.在課程設(shè)置上,以實際動手操作為主,能很好地啟發(fā)、帶動學(xué)生的創(chuàng)造性思維，這種課堂效果也符合當(dāng)代教育提倡的學(xué)生全面發(fā)展的理念.無論在知識面的廣度上,還是從知識點的深入理解上,都能夠使學(xué)生有效地理解和掌握所學(xué)的知識.

3 總結(jié)與展望

本文從當(dāng)前中學(xué)物理課堂教學(xué)模式的弊端出發(fā),提出將發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式運用于中學(xué)物理教學(xué)過程中,并結(jié)合中學(xué)物理 “摩擦起電”論述了如何在物理教學(xué)過程中應(yīng)用發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式.關(guān)于本文提到的發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式的5個步驟,可以在具體的教學(xué)過程中增加或減少以及交替重復(fù)出現(xiàn).發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比,不僅利于激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在動機,培養(yǎng)學(xué)生提出問題和解決問題的能力以及探索問題的技巧,教學(xué)結(jié)果還有利于學(xué)生長時間的記憶;但發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式的不足之處在于太耗費時間,對學(xué)生的基礎(chǔ)知識和動手能力要求較高，對教師的引導(dǎo)能力和組織能力也提出了更高的要求，且不是所有的物理課題都適合運用發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué) .

隨著教育理念的不斷更新,傳統(tǒng)的教學(xué)模式會逐漸地發(fā)生改變,學(xué)生的自主探究和學(xué)習(xí)的能力不斷提高,發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式肯定會受到更多教育者的關(guān)注,其應(yīng)用肯定也會更加的廣泛和頻繁.但是,由于當(dāng)前發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式發(fā)展的不成熟導(dǎo)致這種教學(xué)模式在應(yīng)用時受限,以下幾個方面還需要進(jìn)一步的研究.首先,該教學(xué)模式理論上的缺乏,本文只結(jié)合實際教學(xué)內(nèi)容對發(fā)現(xiàn)式教學(xué)步驟做了初步的理論闡述，更加具有普適性的教學(xué)理論還有待進(jìn)一步的研究.其次,所有的教學(xué)模式從提出到成熟都要經(jīng)過不斷地實踐與改進(jìn)才能變得完善,期待著更多關(guān)于發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式應(yīng)用于課堂的實際教學(xué)研究.