浅谈布鲁纳教学理论在中学物理教学中的应用

李晓玉 冯 杰 倪 敏

（上海师范大学数理学院 上海 200234）

1 引言

布鲁纳（J.S.Bruner）是美国当代著名的教育心理学专家，在皮亚杰发生认识论和结构主义心理学影响下，主要研究儿童的思维发展与教育.概括起来，布鲁纳的教学理论主要有以下4个方面.

2 布鲁纳教学理论

2.1 认知发展理论

布鲁纳认为，“儿童的认知发展不是刺激与反应结合的渐次复杂化的量的连续过程，而是由结构上迥异的3个阶段组成的阶段性的质的过程.”［1］具体来说，这3个阶段是行为把握阶段、图像把握阶段和符号把握阶段.

行为把握阶段的认知.行为把握阶段大致是学龄前幼儿阶段.儿童的认知最初是靠行为把握的认知，幼儿玩玩具，首先要接触到玩具，凭借感觉器官不断感知各样事物，并把这种事物所产生的刺激信号传导到脑部.在脑部进一步得到解码，再把事物刺激信号变换为代表该事物的信息.在此基础上，就形成了记忆表象和无意想象、有意想象等心理过程.对于幼儿来说，如果在手足所碰到的玩具，甚至在他视觉范围内的玩具一旦不见了，就会大哭大闹，这是由于他们形成的表象结果，即幼儿的认知是和他的手足活动行为联系在一起的.

图像把握阶段的认知.图像把握阶段大体上是10岁左右.这种图像把握的认知是比行为把握更高层次的认知，主要是应用视觉和听觉器官的功能.图像把握总是以行为把握的认知为基础，是一种简约了的行为把握的认知.

符号把握阶段的认知.符号把握阶段大致在10岁以上.符号把握的认知是一种更抽象、更简练的认知方式.因为语言符号能把具体事物抽象化、简洁化、逻辑化.因此，符号把握的认知更加优越，便于交流，便于在脑中储存和随时进行提取.

2.2 教材结构理论

布鲁纳的教材结构教学理论认为：要促进儿童的智力发展，就必须明确要解决内容结构中“教什么”的问题，也就是说教材内容质量的高低是对儿童的智力发展具有决定性影响的重要因素.中小学基础学科将教些什么呢？布鲁纳认为应该教学科的基本结构.什么是学科的基本结构？布鲁纳说：“基本的”这个词“这是一个观念具有既广泛而又强有力的适用性.”“结构”就是事物之间的相互联系或规律性.所谓基本结构，就是指学科的基本概念、基本原理或规律.布鲁纳认为，中小学课程设计既要重视教材的内容范围，又要重视教材的结构体系.学生学到的越是基本知识、几乎归结为定义，则这种知识对新问题的适用性就越广阔［2］.因此，教材的编写必须把那些基本原理放在中心地位，同时应该把教材分成不同的水平，使之适合于不同年级不同能力的学生.

2.3 发现学习理论

2.3.1 发现法

布鲁纳认为，教育的过程应当是学生在教师指导下“发现”知识的过程，“发现包括着用自己的头脑亲自获得知识的一切形式”.我们不能把世界上所有的知识都教给学生，但我们却能把掌握知识的方法教给学生.学生学习知识的过程，应当是在教师指导下，自觉探索和发现知识的过程，这个过程的核心是，教师不是简单地把结论告诉学生，而是让学生在一定的条件下，根据教师提出的一系列具有启发性的问题，像物理学家当年发现物理规律那样，通过实验、思索、分析综合、归纳演绎等去发现和获取知识.

为了更好地让学生应用发现学习的方法，布鲁纳主张编写出具有“螺旋”结构性的课程和教材，让儿童能按照“螺旋”的结构方式，进行自我发现的学习.对于那些难懂的原理、概念、定理、定律等，向他们及早进行提示，便于他们能比较容易地掌握，以作为学习教材后面内容的基础，使“螺旋”结构性的教材逐步上升，达到“扩展、再扩展”，最后达到最高水平的目的.

2.3.2 发现法教学的实施步骤

发现法教学的具体过程可以分为6个阶段.

（1）提出问题阶段.这一阶段的首要任务是创设问题情境，激发学生的兴趣和求知欲，提高学生自主探究的积极性.

（2）猜想阶段.这一阶段的主要任务是鼓励学生根据生活经验和已有的认知结构大胆猜想，不要怕错.引起学生极大的兴趣，学生注意力高度集中，急切盼望问题的解决，产生主动探索的动机.

（3）设计实验阶段.这一阶段的中心任务是引导学生选择实验器材，设计实验.如果需要，要求学生测量相关数据，完成实验数据记录.同时，教师要及时帮助和引导，防止学生的积极性因问题难度较大而被扼杀.教师也要起好引领作用，防止跑题.

（4）探究阶段.在此阶段，学生以小组为单位，像科学家那样兴趣盎然地开始按拟定的方案实验，边做边想边记.教师巡视，注意学生的设计是否合理，仪器使用是否得当，数据记录是否正确，作个别辅导，要注意防止个别学生不参与或捣乱的现象，使学生完成实验探究.

（5）总结阶段.在此阶段，教师组织学生运用已有知识开阔思路，提出自己的见解，对不同的观点进行讨论和争辩.及时对学生的结论进行归纳总结和整理，抽象出概念或规律，使学生完成由感性认识到理性认识的飞跃，教师要在最后做一个“画龙点睛”式的小结.

（6）练习阶段.这一阶段，学生要完成知识的真正“内化”，教师要精心设计练习，促进学生学习的正迁移，并指导其生活实践.

2.3.3 发现法在物理教学中的具体实施

国内介绍发现法内容的文章不少，但将发现法具体应用到学科教学实践中的文章却很少见，下面以欧姆定律教学为例，说明发现法在物理教学中的应用.

（1）提出问题阶段.为学生提供一个连接好的实物电路图，并向学生提出，“有哪些方法可以改变小灯泡的亮度？”学生可以进行小组内讨论，然后进行交流.学生的方法有：1）改变电源的电压；2）改变定值电阻的阻值；3）串联一个滑动变阻器等.教师进行实验验证，学生观察灯的亮度的变化.紧接着向学生提问，“灯时亮时暗说明什么？”学生回答，“电路中的电流有大有小.”教师继续引导，向学生提出，“电路中电流的大小由哪些因素决定？”

（2）猜想阶段.鼓励学生大胆猜测：猜测电流的大小究竟由哪些因素决定.学生分组讨论，教师可以适当提示.学生联系已学内容以及实验现象，猜想，“电流与电压的大小有关，因为电压是形成电流的原因”，“电流与导体的电阻有关，因为电阻对电流有阻碍作用”…… 教师针对学生的回答，给予肯定，最后根据猜想，师生共同得出结论：电路中的电流与电压、电阻两者有关.教师引导过渡：到底有怎样的关系呢？

（3）设计实验阶段

1）教师向学生提出思考题：a.根据研究电阻大小影响因素的方法，这个问题应该采用什么方法研究？b.选择哪些器材？c.该实验应分几步，具体步骤是什么？

2）学生针对教师提出的问题激烈讨论，明确本问题的研究方法：必须设法控制其中一个量不变，才能研究另外两个物理量之间的变化关系，即控制变量法.并且在讨论后得出本实验必须分两步来完成：第一步，保持R 不变（确定应该用定值电阻而不用灯泡），研究I与U 的关系；第二步，保持U 不变，研究I与R 的关系.对于第一步，改变U（用电压表测量），观察I（用电流表测量），且电压的调节可通过改变电池节数来实现（阻值为R 的电阻直接接在电源两端），或者通过电阻与滑动变阻器串联，移动变阻器滑片来实现.学生讨论：通过改变滑动变阻器的滑片改变电阻两端的电压比通过改变电池节数方案要好.

3）设计实验电路，画出电路图.学生个人设计，教师选取有代表性的几个用实物投影进行展示，分析方案的好处和不足.

4）学生进一步讨论：对于第二步，要研究I与R 的关系，首先要改变R 的值，可用5Ω，10Ω，15Ω的电阻.要保持U 不变，可调节滑片位置，使电压表示数不变.

5）师生共同讨论，要完成以上实验，还必须测量相关数据，设计数据记录表格.

（4）探究阶段.学生在教师的指导下，自觉、主动地和教师、教材、同学、教具相互作用，进行信息交流，自我调节，形成了一种积极参与的教学气氛和一个思维活跃、鼓励创新的环境，在动手操作的过程中，培养了学生的独立操作能力，发展了学生的思维能力、创造能力.

（5）总结阶段.学生进行综合分析，归纳总结.

1）学生汇报自己的实验成果.实验完毕后，分别推出代表性的数据.下面是两组学生的实验记录和结论（向学生出示投影）.

表1 电阻R＝5Ω

表2 电压U ＝3V

2）学生通过讨论得到结论：从表1知，电阻一定时，电流与电压成正比；从表2知，电压一定时，电流与电阻成反比.教师对于学生的总结给予肯定.

3）教师根据实验数据，绘制图像，使学生从数学的角度来认识正比、反比.

4）教师在最后做适当的总结.

（6）练习阶段.通过练习，使学生巩固知识，强化理解.教师引导学生初次应用欧姆定律进行计算，规范其解题的步骤.

2.4 内部动机教学理论

布鲁纳提倡发现法，强调学习过程，因而也重视学习动机的转化.他把学习动机的转化看作是应用发现法的效果.他认为，儿童的学习动机有外来动机和内在动机.外来动机主要是教师与父母的奖赏与惩罚；内在动机主要是学习兴趣、好奇心以及发现的诱感力等.要提高儿童的学习效果，必须使外来动机转化为内在动机，让儿童从学习中产生学习兴趣，探索事物奥妙，使发现本身成为推动学习的动力.

1 钟启泉.现代教学论发展.北京：教育科学出版社，1988.262

2 布鲁纳.教育过程.上海师范大学外国教育研究社译.上海：上海人民出版社，1973.12