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摘 要:本文结合新课程物理教学实践和物理教学论、思维论,论述了“发现法”教学的理论基础、教学特点、教学过程和“发现法”教学的利与弊。对高中物理教师进一步领会新课改意图,自觉贯彻新课标理念,深入开展新课标教材教法研究和推广探究“发现法”教学将起到较强的理论支持与指导作用。
关键词:物理教学“发现法” 探究迁移
一、“发现法”教学的理论基础
当代瑞士心理学家琼.皮亚杰(1896～1980)指出:人们掌握知识和发展智力是通过感知、认识、发展、想象、判断、记忆及思维的心理活动,也就是说认识过程也是智力和能力的发展过程。他认为教育过程应当是学生在教师指导下“发现”知识的过程。根据现代国际化物理教学论目标和国家新课改理念,笔者认为,通过高中新课程物理教学,应让学生掌握一定的基础知识和获取知识的方法,体悟探究过程和方法(发现或提出问题、提出猜想或假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、证实或修正猜想或假设、确立理论或总结规律),促进智力优化发展,提高以思维能力为核心、探究发现为终极目标的现代科学素养。
“发现法”教学的理论基础可以从下列几个角度作简要的分析。
1.物理并不意味着知识,而是研究。人教版新课标高中物理教材的一个特点是:教学内容结构化,知识呈现过程化、探究化。把物理科学概念、定义、基本规律按其逻辑结构顺序和知识探究过程、方法编排起来,把叙述物理概念的历史发展过程(物理学史)和定量形成物理概念、探究物理基本规律结合起来,而且增加了许多新的科学技术和实验手段。现代物理教学内容的设计不光是符合学生接受知识的规律,而且反映了促进学生智力发展和探究发现能力提高的要求。因此,通过物理知识教学,要求学生掌握物理知识及其研究方法和探究步骤,必须重视发展学生智力,培养他们的探究发现能力。
2.从人脑的生理功能来看,人的大脑有四个功能区域:①感受区:从外部世界接受感觉信息。②贮存区:(记忆区)收集、整理感觉材料。③判断区:评价收集到的信息。④想象区:按新的方式把各种信息结合起来,上升到抽象概括,形成概念、规律或理论。学生获得知识的观察、记忆、思考、推理和想象等心理活动都是通过上述四个功能区协作而完成的。要发展学生智力,必须充分调动这四个功能区的相互作用。
3.从实践论的认识论来看,人们要改造客观世界,首先要认识客观事物,而且是在改造客观世界的过程中认知客观事物的。但客观事物本身并不能给人以表象的感觉,事物的本质属性和变化规律也不是单凭直观就能认识的,必须经过一个思维心理活动和探究实践过程。
4.从教育心理学的角度来看,学习主要是认知、情感和心理动作三个领域的复合活动,前苏联教育家苏霍姆林斯基强调在教学过程中,促使学生的智、能、情、意均衡发展,也就是使认知、情感、意志三者相互促进,达到人的全面发展。过去,传统的教学法只重视知识传授和灌输,对学生思维能力和探究发现能力的培养,则没有给予应有的重视。
教学方法既是一门科学,又是一种艺术,教学有法,贵在得法。“发现法”是以建构主义、发生认识论为理论基础,以自然科学方法论为依据,进行激发、探索、整理和发现的学习,其实质是一种现代启发式探究法。
二、“发现法”教学的特点
1.“发现法”是通过发现的步骤进行教学的。“发现法”教学的讲稿是将发现过程从教学论的角度加以编制,使之成为学生能步步探索的途径,学生则以小科学家、小发明家的身份,向新的未知世界挑战。
2.“发现法”教学是以培养探究发现思维方法为目标,思维活动贯穿教学全过程。
三、“发现法”的教学过程
1.“发现法”的教学过程,新课的结构一般可分为四个阶段的教学:
(1)自觉阶段——设置问题情景,激发学生学习的自觉性和探究发现欲。
(2)探索阶段——提出问题,明确学习、探究目标,并使操作具体化,如观察演示、实验探索或理论演绎或类比推理,等等。
(3)整理阶段——正确认识和理解感知材料,如分析、对比、综合、验证及提出假设等等。
(4)发展阶段——进行概括、推理及得出结论。运用探索所得的知识,对概念或理论或规律起巩固深化和创新作用。
2.用“发现法”进行教学应注意以下几点:
(1)设置问题情景,激发学生兴趣。发现法的内核是启发探究。启发的关键在于设置一种问题情景。所谓问题情景,是指一种具有难度、需要学生努力寻找达到目标的途径和方法,而又是力所能及的学习情景。
兴趣是学生自觉性的起点,没有学习的兴趣就不会有智慧和灵感。学习兴趣总是在一定的情景中发生的。教育心理学告诉我们:学生对已经学习过的内容是不会感兴趣的,只有学习那些“似懂非懂”的内容时,学生才最感兴趣并迫切希望掌握它。设置问题情景,要求教师遵循由已知到未知、由易到难、由表及里的循序渐进原则;除了教师提出问题以外,还可以从新旧教材内容的内在联系引入,也可以从日常生活经验、生产实践和现代相关科技问题引入。
(2)认真备课,精心设计教学过程。备课是一种创造性的劳动,是对知识的自我意识,自我转化、改造、构造的过程,是教师组织自己思想的过程。备课要兼顾两点:理论内容和思想方法。不要热衷于前者而冷淡后者,二者要相辅相成。备课时,必须精心设计教学过程,选择最佳的教学程序,使课堂有波澜起伏、张驰结合、和谐协调的教学节奏。用“发现法”教学备课时应周密考虑以下几个问题:引入新课提出什么样的问题?怎样设置问题情景。引导学生观察教师提供的典型材料或设计探索性实验,引导学生观察使其得到真切的感知。怎样引导学生分析知识间的内在联系,坚持科学态度、正确判断,促进学生的“发现”,提出自己的猜想?怎样引导学生证明自己的猜想(形成概念,得出结论,验证定律或定理,建立理论等)?怎样引导学生应用发现的知识解决有关问题?等等。
(3)课堂上师生活动的相互制约。人类的概括性的经验是从教学论的角度加工的,然后以学科的形式加以系统化。因此,只有经过教师的组织、调节和指导活动,学生才能真正了解科学知识的体系,掌握科学认识的逻辑。教师对学生活动的指导和调节,只有在学生本身积极参与学习活动时,才能起到应有的作用。为了保证师生协同活动的顺利进行,必须创造以下几个条件:①教师对知识的探究程序及其规律有清楚的了解,对学生的情况要熟悉。考虑教学内容、方法和组织形式时,不能忘记教学对象、学习的主体——学生的实际水平。②教师必须对教学过程进行组织、调节和控制,并注意三者的统一,要合理增加学生独立性的比重,逐渐发展学生自我调控能力,为学生的自学、探究奠定基础。③教师必须形成正确的师生观和教学观。课堂上,教师的表现应为挚爱型。挚爱型的教师善于以情感人,以情育人,能调动学生的积极性,师生关系融洽,教学效果好。教师不能以知识权威、方法权威自居去征服学生,而应是学生探究知识、发现规律的引领者,启迪思维、闪现灵感的触发者,掌握方法、领会思想的铺垫者,献身科学、造福人类的启蒙者。
四、“发现法”教学的利与弊
“发现法”教学的效用表现为:①在教学过程的初期阶段表现为:外部动机作用转变为内部动机作用。②在教学过程的中间阶段表现为:有利于学生掌握探究方法,提高思维能力,享受“发现”的乐趣。③在教学过程的末了阶段表现为:培养学生的创造性态度和习惯。在“发现法”教学过程中起作用的独立思维、直觉思维和洞察力、有效假设的提出、比较和类比思维等构成了养成创造性态度的适宜条件。对教材而言,概念的形成、规律的得出、基础理论的建立以及揭示各种现象的因果关系和它们之间的联系的教学,具有一定的优越性。
最后应当指出,“发现法”不是万能的,也有它的局限性。这是因为教学方法要受教材和学生发展水平以及教师的课程设计水平等因素所制约。对学生而言,“发现法”适用于基础较好的班级和高年级的教学。同一班级学生知识水平有高低,智能有差异,促成学生发现的时间花得较多,有时还影响教学进度,基础较差的学生探究、迁移能力较弱,课内发现困难,知识不巩固。
物理学是自然科学的先导学科,其研究方法和创造性思维方法具有广泛的迁移性和国际前瞻性,愿当代中国的物理教师在建设创新型国家的征途中,通过物理教育新课堂把青年学生培养成创造型人才,推动我国可持续发展,推动世界科技的进步。
关键词:物理教学“发现法” 探究迁移
一、“发现法”教学的理论基础
当代瑞士心理学家琼.皮亚杰(1896～1980)指出:人们掌握知识和发展智力是通过感知、认识、发展、想象、判断、记忆及思维的心理活动,也就是说认识过程也是智力和能力的发展过程。他认为教育过程应当是学生在教师指导下“发现”知识的过程。根据现代国际化物理教学论目标和国家新课改理念,笔者认为,通过高中新课程物理教学,应让学生掌握一定的基础知识和获取知识的方法,体悟探究过程和方法(发现或提出问题、提出猜想或假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、证实或修正猜想或假设、确立理论或总结规律),促进智力优化发展,提高以思维能力为核心、探究发现为终极目标的现代科学素养。
“发现法”教学的理论基础可以从下列几个角度作简要的分析。
1.物理并不意味着知识,而是研究。人教版新课标高中物理教材的一个特点是:教学内容结构化,知识呈现过程化、探究化。把物理科学概念、定义、基本规律按其逻辑结构顺序和知识探究过程、方法编排起来,把叙述物理概念的历史发展过程(物理学史)和定量形成物理概念、探究物理基本规律结合起来,而且增加了许多新的科学技术和实验手段。现代物理教学内容的设计不光是符合学生接受知识的规律,而且反映了促进学生智力发展和探究发现能力提高的要求。因此,通过物理知识教学,要求学生掌握物理知识及其研究方法和探究步骤,必须重视发展学生智力,培养他们的探究发现能力。
2.从人脑的生理功能来看,人的大脑有四个功能区域:①感受区:从外部世界接受感觉信息。②贮存区:(记忆区)收集、整理感觉材料。③判断区:评价收集到的信息。④想象区:按新的方式把各种信息结合起来,上升到抽象概括,形成概念、规律或理论。学生获得知识的观察、记忆、思考、推理和想象等心理活动都是通过上述四个功能区协作而完成的。要发展学生智力,必须充分调动这四个功能区的相互作用。
3.从实践论的认识论来看,人们要改造客观世界,首先要认识客观事物,而且是在改造客观世界的过程中认知客观事物的。但客观事物本身并不能给人以表象的感觉,事物的本质属性和变化规律也不是单凭直观就能认识的,必须经过一个思维心理活动和探究实践过程。
4.从教育心理学的角度来看,学习主要是认知、情感和心理动作三个领域的复合活动,前苏联教育家苏霍姆林斯基强调在教学过程中,促使学生的智、能、情、意均衡发展,也就是使认知、情感、意志三者相互促进,达到人的全面发展。过去,传统的教学法只重视知识传授和灌输,对学生思维能力和探究发现能力的培养,则没有给予应有的重视。
教学方法既是一门科学,又是一种艺术,教学有法,贵在得法。“发现法”是以建构主义、发生认识论为理论基础,以自然科学方法论为依据,进行激发、探索、整理和发现的学习,其实质是一种现代启发式探究法。
二、“发现法”教学的特点
1.“发现法”是通过发现的步骤进行教学的。“发现法”教学的讲稿是将发现过程从教学论的角度加以编制,使之成为学生能步步探索的途径,学生则以小科学家、小发明家的身份,向新的未知世界挑战。
2.“发现法”教学是以培养探究发现思维方法为目标,思维活动贯穿教学全过程。
三、“发现法”的教学过程
1.“发现法”的教学过程,新课的结构一般可分为四个阶段的教学:
(1)自觉阶段——设置问题情景,激发学生学习的自觉性和探究发现欲。
(2)探索阶段——提出问题,明确学习、探究目标,并使操作具体化,如观察演示、实验探索或理论演绎或类比推理,等等。
(3)整理阶段——正确认识和理解感知材料,如分析、对比、综合、验证及提出假设等等。
(4)发展阶段——进行概括、推理及得出结论。运用探索所得的知识,对概念或理论或规律起巩固深化和创新作用。
2.用“发现法”进行教学应注意以下几点:
(1)设置问题情景,激发学生兴趣。发现法的内核是启发探究。启发的关键在于设置一种问题情景。所谓问题情景,是指一种具有难度、需要学生努力寻找达到目标的途径和方法,而又是力所能及的学习情景。
兴趣是学生自觉性的起点,没有学习的兴趣就不会有智慧和灵感。学习兴趣总是在一定的情景中发生的。教育心理学告诉我们:学生对已经学习过的内容是不会感兴趣的,只有学习那些“似懂非懂”的内容时,学生才最感兴趣并迫切希望掌握它。设置问题情景,要求教师遵循由已知到未知、由易到难、由表及里的循序渐进原则;除了教师提出问题以外,还可以从新旧教材内容的内在联系引入,也可以从日常生活经验、生产实践和现代相关科技问题引入。
(2)认真备课,精心设计教学过程。备课是一种创造性的劳动,是对知识的自我意识,自我转化、改造、构造的过程,是教师组织自己思想的过程。备课要兼顾两点:理论内容和思想方法。不要热衷于前者而冷淡后者,二者要相辅相成。备课时,必须精心设计教学过程,选择最佳的教学程序,使课堂有波澜起伏、张驰结合、和谐协调的教学节奏。用“发现法”教学备课时应周密考虑以下几个问题:引入新课提出什么样的问题?怎样设置问题情景。引导学生观察教师提供的典型材料或设计探索性实验,引导学生观察使其得到真切的感知。怎样引导学生分析知识间的内在联系,坚持科学态度、正确判断,促进学生的“发现”,提出自己的猜想?怎样引导学生证明自己的猜想(形成概念,得出结论,验证定律或定理,建立理论等)?怎样引导学生应用发现的知识解决有关问题?等等。
(3)课堂上师生活动的相互制约。人类的概括性的经验是从教学论的角度加工的,然后以学科的形式加以系统化。因此,只有经过教师的组织、调节和指导活动,学生才能真正了解科学知识的体系,掌握科学认识的逻辑。教师对学生活动的指导和调节,只有在学生本身积极参与学习活动时,才能起到应有的作用。为了保证师生协同活动的顺利进行,必须创造以下几个条件:①教师对知识的探究程序及其规律有清楚的了解,对学生的情况要熟悉。考虑教学内容、方法和组织形式时,不能忘记教学对象、学习的主体——学生的实际水平。②教师必须对教学过程进行组织、调节和控制,并注意三者的统一,要合理增加学生独立性的比重,逐渐发展学生自我调控能力,为学生的自学、探究奠定基础。③教师必须形成正确的师生观和教学观。课堂上,教师的表现应为挚爱型。挚爱型的教师善于以情感人,以情育人,能调动学生的积极性,师生关系融洽,教学效果好。教师不能以知识权威、方法权威自居去征服学生,而应是学生探究知识、发现规律的引领者,启迪思维、闪现灵感的触发者,掌握方法、领会思想的铺垫者,献身科学、造福人类的启蒙者。
四、“发现法”教学的利与弊
“发现法”教学的效用表现为:①在教学过程的初期阶段表现为:外部动机作用转变为内部动机作用。②在教学过程的中间阶段表现为:有利于学生掌握探究方法,提高思维能力,享受“发现”的乐趣。③在教学过程的末了阶段表现为:培养学生的创造性态度和习惯。在“发现法”教学过程中起作用的独立思维、直觉思维和洞察力、有效假设的提出、比较和类比思维等构成了养成创造性态度的适宜条件。对教材而言,概念的形成、规律的得出、基础理论的建立以及揭示各种现象的因果关系和它们之间的联系的教学,具有一定的优越性。
最后应当指出,“发现法”不是万能的,也有它的局限性。这是因为教学方法要受教材和学生发展水平以及教师的课程设计水平等因素所制约。对学生而言,“发现法”适用于基础较好的班级和高年级的教学。同一班级学生知识水平有高低,智能有差异,促成学生发现的时间花得较多,有时还影响教学进度,基础较差的学生探究、迁移能力较弱,课内发现困难,知识不巩固。
物理学是自然科学的先导学科,其研究方法和创造性思维方法具有广泛的迁移性和国际前瞻性,愿当代中国的物理教师在建设创新型国家的征途中,通过物理教育新课堂把青年学生培养成创造型人才,推动我国可持续发展,推动世界科技的进步。