以生活素材引入，在物理课教学中进行发现学习

徐伟成（台州市第一中学）

以生活素材引入，在物理课教学中进行发现学习

徐伟成
（台州市第一中学）

将发现学习运用于中学物理教学中，让学生从生活常识上升到理论，在讨论思考中拓展知识。

发现学习；直觉思维；物理建模

发现学习，是由美国心理学家布鲁纳提出的。其内容是教师通过引导让学生自己主动学习，概括出原理或法则，学生就会因为自己的发现去学习，去概括出原理或法则，效果上，因自己发现而感到愉快和成就感的满足而使学习具有强大的动力，另外，所得知识也会因此深刻而不易遗忘，并能广泛应用于实际，还有助于智力的发展。呈现出的主要特征是强调学习过程，强调直觉思维，强调内在动机。

以“电动势和闭合电路欧姆定律”课题为例。利用日常生活中的常识，在物理课组织学生发现学习。由于引导的知识是日常生活中极为熟悉的，学生会更有兴趣和热情参与到主动发现学习中。

在课堂开始，提出以下问题：

①一节干电池1.5V，1号电池到9号电池都是1.5V，1.5V指什么？

②干电池“旧”了后，还可以在电子钟内继续使用，但电子钟后面也写明1.5V，为什么？

在这里，我们先组织学生讨论猜想1.5V的意义。最后，学生大致有两个猜想：

猜想A：1.5V是电池两端电压。

猜想B：1.5V是干电池中一个不变量，反映干电池的属性之一。

接下来，组织学生实验。实验现象：干电池两端电压（称路端电压）是会变化的，电源外电路电阻大时，接近1.5V；外电阻小时，比1.5V少很多。结果是猜想A错，1.5V不是指电池的两端电压。重新组织学生在实验结论基础上，再次去猜想假设。这时，学生思维比之前更加活跃。

有一部分学生提出想法A：电子钟的电阻比较大，因此，“旧”电池用于电子钟时，干电池的两端电压还是较大，所以能给电子钟供电。

有一部分学生提出想法B：用新电池可以造一个旧电池。找一个黑箱，黑箱内接一个旧电池和一个大电阻串联，对外供电。

有一部分学生提出想法C：1.5V是一个不变量，干电池路端电压变化，增加部分或减少部分，是被干电池内部分担了。

在相互讨论过程中，最后剩下三种想法。对三部分不同想法的学生分开处理。

想法A的学生：先用多用电表测量电子钟的电阻R1和小灯泡的电阻R2，得出结论R1＞R2。引导学生用一个“旧”干电池和滑动变阻器串联简化等效。滑动变阻器较大时，代表电子钟；滑动变阻器较小时，代表小灯泡。用电压表和电流表测滑动变阻器两端电压和流过电流。最后，学生观察到实验现象：滑动变阻器值很大时，两端电压接近于1.4 V，电流小；滑动变阻器值很小时，两端电压非常小。结论是：旧电池能在电子钟里继续使用，因为电子钟的电阻大，路端电压与1.5 V比较接近。另外，可以跟学生讲明，用这样简单的电路来代替较复杂的电路，这是物理建模过程。

想法B的学生：提供所需器材和材料。学生做了一个这样的黑箱，在内部，用滑动变阻器代替电阻R3与新电池串联，对外供电。实验发现：R3很小，黑箱表现为一个新电池；R3为几欧时，与旧电池一模一样。结论是：新电池和旧电池的“1.5V”是一样的，是不变的。不过，旧电池的电阻大于新电池的电阻。

想法C的学生：首先跟学生探讨测量干电池内的电压是非常困难的。为了实验方便，用铅蓄电池代替干电池，用两个电压表分别测蓄电池内电压和路端电压。用一个滑动变阻器作为外电路，可以改变外电阻大小。最后实验现象：外电压减少，内电压就增加；外电压增加，内电压就减少；并且外电压和内电压之和是不变的等于2V（类似于干电池1.5V。）实验结论是：蓄电池2V是不变。通过分析，最后结论是：干电池的1.5V是不变的，1.5V反映了干电池的一个特性。

布置学生课外阅读课本《电动势》和《闭合电路欧姆定律》两节。分成8个学习小组解决几个问题：①干电池1.5V反映了干电池的什么特性。②用闭合电路欧姆定律解决为什么旧电池能在电子钟上继续使用。到第二节，抽一个学习小组到讲台上讲解。

第二节课上，抽到一个学习小组。这个学习小组，通过板书讲解内容大致如下：

在干电池中1.5V是通过化学反应（非静电力）把1C正电荷从负极搬至正极做功1.5 J使其电势能增加1.5 J，1.5 V=1.5 J/C，这个数值由电源本身非静电力性质决定，命名电动势E=1.5 V。并且指出了不同型号干电池虽然大小不同，但是化学反应（非静电力）是一样的，因此它们电动势都是1.5 V；另外，铅蓄电池非静电力不同，所以电动势E不同。

这个学习小组准备比较充分，讲授效果非常好。并且他们提出想请教化学老师能否将旧电池增加溶液浓度来减少电阻，让它变成“新”电池，还有学生准备解剖电池等许多新想法。

教师组织学生学习时，从生活经验导入更带有亲和力，让学生无障碍地投入到发现学习中。组织学生发现学习，让学生认识从表象到本质，从生活常识上升到理论，从特殊现象到解决一般问题。学生在发现错误后自行改正，在讨论后猜想通过实验验证，在强烈的好奇心驱使下通过阅读有关资料满足欲望，在讨论思考后向外拓展自己的眼界，其所产生的正反馈作用，远比外在奖励更加有价值。

胡志安.略谈高中物理教学中如何实施“发现学习”［J］.物理教学探讨，2015（6）.

·编辑 王亚青