發(fā)現(xiàn)法在動(dòng)能定理教學(xué)中的嘗試

一、布魯納和發(fā)現(xiàn)法教學(xué)

本世紀(jì)五十年代下半期起，美國(guó)迫于蘇聯(lián)第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射成功的壓力。在全范圍內(nèi)掀起了課程教材改革的浪潮。圍繞如何改革美國(guó)中小學(xué)的自然科學(xué)教育的問(wèn)題，１９５９年，約３５位科學(xué)家、學(xué)者、教育學(xué)家聚集在伍慈霍爾進(jìn)行了討論。在當(dāng)時(shí)大會(huì)上，布魯納闡述了自己的教育思想：強(qiáng)調(diào)學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。他提出的依據(jù)⑴從心理學(xué)角度他認(rèn)為所有知識(shí)均按編碼系統(tǒng)排列組強(qiáng)的，學(xué)習(xí)就是編碼系統(tǒng)的形成，這種有內(nèi)在聯(lián)系的知識(shí)使人能超越給定的信息，飛速前進(jìn)；⑵懂得基本原理結(jié)構(gòu)，使學(xué)科更易理解；⑶結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)有助于學(xué)生的記憶；⑷領(lǐng)會(huì)基本結(jié)構(gòu)或原理最易遷移，可使學(xué)生學(xué)會(huì)臬學(xué)習(xí)。

為了實(shí)現(xiàn)他的教學(xué)目標(biāo)，從課程設(shè)置上，他提出了循環(huán)往復(fù)到達(dá)高水平的“螺旋式課程”，另外他大力提倡發(fā)現(xiàn)法教學(xué)，注重情感態(tài)度對(duì)實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)所起的作用，他認(rèn)為這種方法能激發(fā)出學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)部動(dòng)機(jī)，使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)本身或過(guò)程有興趣而不是在外界剌激下只關(guān)心，學(xué)習(xí)的結(jié)果。他要求教師作少量講述，盡可能保留一些與舊知識(shí)相似規(guī)律的新知識(shí)，行導(dǎo)學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)它，以使學(xué)生獲得對(duì)自身能力的自信感，覺(jué)得對(duì)學(xué)習(xí)有興趣。

二、布魯納的教育思想在料踐中的失敗以及其發(fā)現(xiàn)法教學(xué)的可取之處。

在美國(guó)經(jīng)過(guò)多年的教育裎檢驗(yàn)布魯納的基本結(jié)構(gòu)教育沒(méi)有取得預(yù)期的成功，原因在于根據(jù)注重基本原理、概念所編教材對(duì)于學(xué)生過(guò)于抽象和理論化了。但是，布魯納所提倡的發(fā)現(xiàn)法教學(xué)仍有可取之處，他找到了學(xué)習(xí)的動(dòng)力在于對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的探索本身，重視培養(yǎng)學(xué)生良好的思維方式和習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力，與目前我國(guó)教育改革所提出的目標(biāo)不謀而合，因此他的發(fā)現(xiàn)法教學(xué)值得我們借鑒

三、發(fā)現(xiàn)法教學(xué)的實(shí)際應(yīng)用

所謂發(fā)現(xiàn)，布魯納認(rèn)為“不限于尋求人類沿未知曉的事物，確切地說(shuō)它包括用自己頭腦親自獲得知識(shí)的一切方法”。我以為，對(duì)于中學(xué)物理教學(xué)，所謂發(fā)現(xiàn)，既不可能要求學(xué)生重復(fù)科學(xué)家們的創(chuàng)造發(fā)明，發(fā)現(xiàn)之路，也不可能要求學(xué)生利用極有限的知識(shí)，發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律，而僅指在教學(xué)過(guò)程某個(gè)環(huán)節(jié)上，教師有意識(shí)制造適當(dāng)?shù)摹鞍l(fā)現(xiàn)點(diǎn)”，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，然后得出結(jié)論。

發(fā)現(xiàn)法教學(xué)的整個(gè)過(guò)程應(yīng)以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，包括以下幾方面。

１、“發(fā)現(xiàn)點(diǎn)”的引出。首先“發(fā)現(xiàn)點(diǎn)”的選擇上，教師要因?qū)W校，因?qū)W生程度不同而異。重點(diǎn)中學(xué)選的“點(diǎn)”可大些，難度高些，而普通中學(xué)可化整為零，每次只“發(fā)現(xiàn)”一個(gè)小問(wèn)題�？傊�，“發(fā)現(xiàn)點(diǎn)”選擇得適當(dāng)與否直接影響到整個(gè)發(fā)現(xiàn)過(guò)程，這個(gè)“發(fā)現(xiàn)點(diǎn)”既不能讓學(xué)生對(duì)于其結(jié)果一目了然，又不能讓學(xué)生望而卻步，而是提出以后，讓學(xué)生覺(jué)得有思考的余地�！鞍l(fā)現(xiàn)點(diǎn)”行出方式也分幾種：⑴直接開(kāi)門(mén)見(jiàn)山由教師提出；⑵創(chuàng)設(shè)相關(guān)情景后，由學(xué)生自己產(chǎn)生疑問(wèn)；⑶讓學(xué)生圍繞觀察某一實(shí)驗(yàn)觀看錄像片提出問(wèn)題等等方式。

２、圍繞“發(fā)現(xiàn)點(diǎn)”展開(kāi)討論，提出多種設(shè)想。在圍繞“發(fā)現(xiàn)點(diǎn)”組織討論過(guò)程中，教師要拋磚行玉，啟發(fā)學(xué)生從⑴以往舊知識(shí)；⑵日常生活經(jīng)驗(yàn)；⑶與“發(fā)現(xiàn)點(diǎn)”相關(guān)實(shí)驗(yàn)等幾個(gè)角度展開(kāi)思維，防止出現(xiàn)離題千里，不著邊際的局面。

３、對(duì)于每一種假設(shè)的分析。首先教師應(yīng)解決掉一些與本課無(wú)關(guān)或難度較高的設(shè)想。留一些學(xué)生能夠獨(dú)立思考的問(wèn)題，讓他們?nèi)ァ鞍l(fā)現(xiàn)”。當(dāng)然教師可以提供一些可行的方法如公式推理法、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法、資料歸納等。

４、得出“結(jié)論”�？梢宰屢恍�學(xué)生回顧一下“發(fā)現(xiàn)”的過(guò)程，發(fā)表一下他們“發(fā)現(xiàn)”的內(nèi)容，讓他們相互講座補(bǔ)充、綜合、最后由教師把學(xué)生結(jié)論與教材內(nèi)容相結(jié)合，從而完成一次“發(fā)現(xiàn)”。

總之，發(fā)現(xiàn)來(lái)自細(xì)心的觀察，不斷地思考，大膽地設(shè)想，勇敢的實(shí)現(xiàn)。多讓學(xué)生經(jīng)歷“發(fā)現(xiàn)”過(guò)程，是對(duì)他們獨(dú)立探索的觀念和能力的能力的培養(yǎng)。筆者經(jīng)過(guò)幾年發(fā)現(xiàn)法教學(xué)的實(shí)踐下來(lái)，發(fā)現(xiàn)這樣的教學(xué)對(duì)于教師要求較高，對(duì)于學(xué)生，多次鍛煉后。在分析問(wèn)題和動(dòng)手實(shí)踐方面有較大進(jìn)展，而且親身經(jīng)歷了“發(fā)現(xiàn)過(guò)程”，往往印象深刻，今后應(yīng)用時(shí)便很少出錯(cuò)。

四、發(fā)現(xiàn)法在動(dòng)能定理教學(xué)中的嘗試。

首先需要說(shuō)明的是發(fā)現(xiàn)法只是一種教學(xué)法，它必須與其他教學(xué)法結(jié)合使用。其次，“發(fā)現(xiàn)法”不是萬(wàn)能膠，它不是處處顯靈，只有挑選適當(dāng)?shù)摹鞍l(fā)現(xiàn)點(diǎn)”，才能使“發(fā)現(xiàn)”過(guò)程順利完成。另外，“發(fā)現(xiàn)點(diǎn)”可以選得有大有小。大至發(fā)現(xiàn)過(guò)程貫穿一堂課，小至三言二語(yǔ)就能解決。

在動(dòng)能定理教學(xué)中筆者選擇了三個(gè)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)(1)動(dòng)能變化與哪些因素有關(guān)？?有何關(guān)系？（約１課時(shí)）(2)求外力做功的幾種途徑（作業(yè)）(3)應(yīng)用牛二定律動(dòng)能定理解題的區(qū)別。（約　課時(shí)）

第一個(gè)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)：動(dòng)能變與哪些因素有關(guān)？１節(jié)課設(shè)計(jì)流程如下：

１.創(chuàng)設(shè)情景景 a一個(gè)人把手里的石子扔出去；b子彈出膛；c火車進(jìn)站停下，提出“發(fā)現(xiàn)點(diǎn)”：以上情景中石子、子彈、火車動(dòng)能各是如何變化？你能找到動(dòng)能增加或減少的原因嗎、

[結(jié)論]：動(dòng)能變化與合外力有關(guān)。

進(jìn)一步提問(wèn)：聯(lián)系發(fā)前知識(shí)中能量變化的內(nèi)在原因，繼續(xù)思考，單用力手不動(dòng)，石子會(huì)飛出去嗎？這說(shuō)明了什么？

[結(jié)論]動(dòng)能變化不僅有合力，并且合力必須有一段位移即合外力做功有關(guān)，合個(gè)力做正功，動(dòng)能增加，合外力做負(fù)功，動(dòng)能減少。

２.再創(chuàng)設(shè)情景：物體在外力下做用下沿光滑平面滑行了Ｓ位移。

　　提問(wèn)：外力做的功與動(dòng)能變化各是多少？有何關(guān)系嗎？（請(qǐng)用字母表達(dá)）

　　△EK＝EK₂－EK₁＝1/2mv₂－1/2mv₁=1/2m?2as=F?s=W

［結(jié)論］：用年二推導(dǎo)出上面情況下外力做功等于動(dòng)能的增加。

３、提供給你牛二定律的實(shí)驗(yàn)器材，你能否驗(yàn)證上面結(jié)論？

復(fù)習(xí)提問(wèn)�。薄Ⅱ�(yàn)證以上結(jié)論需測(cè)哪些數(shù)據(jù)？

　　　　　２、外力Ｆ如何得到，要做哪些準(zhǔn)備工作？

　　　　　３、如何從紙帶上最快求出瞬時(shí)速度？

學(xué)生實(shí)驗(yàn)

結(jié)論：W F合＝EK_末-EK_初=1/2mv_末 -1/2mv_初

　　第二個(gè)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)，求外力做功有幾種途徑

布置作業(yè)：請(qǐng)學(xué)生回去每人找?guī)最}求外力做功的課外習(xí)題，自己解，要求每題用不同方法求解

下堂課上用幾分種時(shí)間交流就得到了后【結(jié)論】：外力做功大致有三種途徑

⑴有接用公式；W＝FSCOSα??⑵利用功率 W＝pt

⑶利用動(dòng)能變化： W＝E?k2?－E?k1?。

第二個(gè)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)：找出用牛二定律解題與功能定理解題的區(qū)別。

例題１、Ｇ＝１０KG　物體由靜止傾角θ＝３７°斜面滑下，斜面長(zhǎng)４米，物體與斜面間滑動(dòng)摩擦系數(shù)為０．５，求下滑到底時(shí)速度？

用牛二解：　∵ F =gsinθ-μgcosθ=10×0.6-0.5×10×0.8m/s2=2m/s2

V t =v。2+2as=√2×2×4m/s=4m/s

動(dòng)能定理解：Ｆ合?Ｓ＝１／２ｍＶt2

　　　　　　　∴Vt=2?mgsinθ-μmgcosθ?s=4m/s

例題２、ｍ＝１０kg物體從靜止開(kāi)始從h=1.8m高的光滑曲面滑下求到底時(shí)速度?

牛二:無(wú)法解

動(dòng)能定理: ∵物體受重力與支持力,支持力始終與位移垂直不做功

∴mgh=1/2mvt2 ∴ Ｖt=2×gh =2×10×1.8m/s=6m/s

【結(jié)論】　用牛二定律和動(dòng)能定理解題的區(qū)別

１、牛二定律解題一般涉及運(yùn)動(dòng)整個(gè)過(guò)程；動(dòng)能定理只跟初、末狀態(tài)有關(guān)。

　　五、小桔：筆者通過(guò)發(fā)現(xiàn)法有實(shí)際教學(xué)中的實(shí)踐，體會(huì)到發(fā)現(xiàn)法不僅是一種有效的教學(xué)法，更重要的它體現(xiàn)了教學(xué)的一種新觀念即學(xué)生是教學(xué)過(guò)程的主體，應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生盡可能參與探索養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，思考，想辦法解決問(wèn)題的良好的思維習(xí)慣，煉學(xué)生獨(dú)立的解決問(wèn)題的能力，為交埡踏上社會(huì)不僅會(huì)應(yīng)用已學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題，而且會(huì)舉一反三，超越已得到的信息有所創(chuàng)造，這才是發(fā)現(xiàn)法教學(xué)的真正的意義所在。