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

徐偉成（臺州市第一中學(xué)）

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

徐偉成
（臺州市第一中學(xué)）

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

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)生自己主動學(xué)習(xí)，概括出原理或法則，學(xué)生就會因為自己的發(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)具有強大的動力，另外，所得知識也會因此深刻而不易遺忘，并能廣泛應(yīng)用于實際，還有助于智力的發(fā)展。呈現(xiàn)出的主要特征是強調(diào)學(xué)習(xí)過程，強調(diào)直覺思維，強調(diào)內(nèi)在動機。

以“電動勢和閉合電路歐姆定律”課題為例。利用日常生活中的常識，在物理課組織學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)。由于引導(dǎo)的知識是日常生活中極為熟悉的，學(xué)生會更有興趣和熱情參與到主動發(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號電池到9號電池都是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是干電池中一個不變量，反映干電池的屬性之一。

接下來，組織學(xué)生實驗。實驗現(xiàn)象：干電池兩端電壓（稱路端電壓）是會變化的，電源外電路電阻大時，接近1.5V；外電阻小時，比1.5V少很多。結(jié)果是猜想A錯，1.5V不是指電池的兩端電壓。重新組織學(xué)生在實驗結(jié)論基礎(chǔ)上，再次去猜想假設(shè)。這時，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，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舊電池。找一個黑箱，黑箱內(nèi)接一個舊電池和一個大電阻串聯(lián)，對外供電。

有一部分學(xué)生提出想法C：1.5V是一個不變量，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)部分擔了。

在相互討論過程中，最后剩下三種想法。對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“舊”干電池和滑動變阻器串聯(lián)簡化等效?；瑒幼冏杵鬏^大時，代表電子鐘；滑動變阻器較小時，代表小燈泡。用電壓表和電流表測滑動變阻器兩端電壓和流過電流。最后，學(xué)生觀察到實驗現(xiàn)象：滑動變阻器值很大時，兩端電壓接近于1.4 V，電流?。换瑒幼冏杵髦岛苄r，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，因為電子鐘的電阻大，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)生做了一個這樣的黑箱，在內(nèi)部，用滑動變阻器代替電阻R3與新電池串聯(lián)，對外供電。實驗發(fā)現(xiàn)：R3很小，黑箱表現(xiàn)為一個新電池；R3為幾歐時，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)生探討測量干電池內(nèi)的電壓是非常困難的。為了實驗方便，用鉛蓄電池代替干電池，用兩個電壓表分別測蓄電池內(nèi)電壓和路端電壓。用一個滑動變阻器作為外電路，可以改變外電阻大小。最后實驗現(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。）實驗結(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特性。

布置學(xué)生課外閱讀課本《電動勢》和《閉合電路歐姆定律》兩節(jié)。分成8個學(xué)習(xí)小組解決幾個問題：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)，抽一個學(xué)習(xí)小組到講臺上講解。

第二節(jié)課上，抽到一個學(xué)習(xí)小組。這個學(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正電荷從負極搬至正極做功1.5 J使其電勢能增加1.5 J，1.5 V=1.5 J/C，這個數(shù)值由電源本身非靜電力性質(zhì)決定，命名電動勢E=1.5 V。并且指出了不同型號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，因此它們電動勢都是1.5 V；另外，鉛蓄電池非靜電力不同，所以電動勢E不同。

這個學(xué)習(xí)小組準備比較充分，講授效果非常好。并且他們提出想請教化學(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)生準備解剖電池等許多新想法。

教師組織學(xué)生學(xué)習(xí)時，從生活經(jīng)驗導(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)生認識從表象到本質(zhì)，從生活常識上升到理論，從特殊現(xiàn)象到解決一般問題。學(xué)生在發(fā)現(xiàn)錯誤后自行改正，在討論后猜想通過實驗驗證，在強烈的好奇心驅(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)生的正反饋作用，遠比外在獎勵更加有價值。

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

·編輯 王亞青