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试论高中新课程物理教学“发现法”
作者：梁新灿
[关键词]物理教学 “发现法” 探究 迁移 最近发展区
（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。
5.从教学论的教学原则来看，教与学是对立的统一，它们是相辅相成的。教师的启发必须与学生的思维相结合，教师的引导必须与学生的探究相结合，教学双方应以学生为主体，教师的主导作用必须转变成学生的主动性和积极性。在传授知识技能的同时，还要培养学生的自学能力和观察实验能力、探究发现能力，使之成为学习的主人、知识的探究者和发现者。
6.从教学方法的角度来看，教学方法是完成教学任务的必要手段。教学方法不仅为教学目的和教学内容所制约，而且也受学科性质、教材特点以及学生的知识基础和智能水平所制约。物理教学的本质特征取决于物理科学的本质特征。物理科学既具有探究的本质性，又突出体现了科学方法论性质，还充分展现物理科学理性美的特点。因此，教授物理内容应尽可能多采用发现法，在探究发现中掌握物理知识、领会科学方法、欣赏科学美景。
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。用图解可概括它们的过程为：
（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）把握“最近发展区”，促进学习、探究的正迁移。已有知识、经验对新课题学习的影响，这在教育心理学中叫做“学习的迁移”。迁移一般分为两类：一类叫正迁移，表现为已有经验对新课题的学习起促进作用；另一类叫负迁移，表现为已有经验对新课题的学习起干扰作用。
迁移的基本过程在于新旧课题进行概括以揭示其共同本质。迁移的范围与迁移效果的大小取决于学习对象间的共同因素，同时对已有经验的概括水平、分析问题的能力和学生心理、生理状态都会影响迁移的进行。教学过程中应积极创造条件实现正迁移，尽量避免负迁移的产生和干扰（如只有消除错误的前概念后，才能建立正确的新概念）。
“最近发展区”概念是前苏联心理学家维果茨基提出的，他认为学生发展水平有两种，一种是现有的水平，另一种是潜在的水平。这两种水平之间的高度叫最近发展区。“教学不应指望于学生发展的昨天，而应指望于他的明天。”“只有走在前面的教学，才是好的教学。”这样的教学能把最近发展区的正在成熟阶段的一系列机能充分激活。
（3）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。
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