高中物理開放式教學的實踐與研究

葉海峰

摘要： 本文對開放式課堂教學的具體落實進行了闡述，通過具體的實例說明此種課堂教學方法能樹立強烈的創新意識，培養良好的創新思維品質，提高學生創新能力。

關鍵詞： 高中物理教學開放式教學教學過程教學方法教學內容

新課程改革對物理教學提出了新的要求，《普通高中物理課程標準》明確指出，物理課程在目標上要注重提高全體學生的科學素養；在結構上要重視基礎，體現課程的選擇性；在內容上要體現時代性、基礎性、選擇性；在實施上要注重自主學習，提倡教學方式多樣化；在課程評價上要強調更新觀念，促進學生發展。要將新課程理念變成現實，就必須改變傳統的物理教學和學習方式，構建開放式的物理課程教學模式。

在教學中，筆者嘗試過多種教學模式，進行了多方面的探索實踐。通過對不同教學模式的教學比較，筆者認為“開放式教學”更契合新課程理念，更適合于我校學生實際。開放式教學是日本教育家島田茂等在20世紀70年代提出來的。開放式教學的基本指導思想主要是：①開放教育對象，開放教學時間，開放教學方法，開放教育觀念；②以學生為中心而不是以教師為中心；③應用多種多樣的教與學的方式、方法；④努力排除對學習的種種障礙，特別是傳統教育的固有障礙。通過開放式的教學方式能著力發揮學生的自主性、能動性，培養學生分析問題和解決問題的能力，培養學生的創新意識和創新能力。

一、教學思想和策略的開放

教學觀念決定教學意識，教學意識決定教學行為。開放式教學要求教師正確定位自我角色。教學中教師的角色是設計引導者、參與合作者、服務參謀者、傾聽欣賞者。學科教學中，教師要營造一個良好的、開放式的、平等的氛圍，構建一個師生和諧、積極探索、平等民主的課堂教學環境。教師平時要經常深入學生中了解學生的學習態度、興趣和愿望，并主動幫助學生解決困難。同時教師要提倡教學相長，師生互相學習，把自己融于學生之中，使學生感到老師是良師益友。課堂上允許學生相互輕聲討論，允許學生打斷教師的講話，允許學生對教師的觀點提出質疑。在進行評價時，對學生要多表揚、多鼓勵，保持學生的心理自由和學習積極性。

在長期的教學實踐過程中，教師形成了自己容易駕馭的教學策略。但是，在實際教學過程中，由于教學內容、教學目標、教學對象等因素的不同，一種固定的教學策略并不一定是最適合于學生的教學策略，也就是說不一定是最有效的教學策略。因此，教師在教學策略的選擇上不能一成不變，而要根據具體的情況靈活地選擇教學策略，靈活地運用教學策略，使教學效益最大化。特別是在開放式教學中，教師要將多種教學策略有機地整合，讓教學策略為教學很好地服務。

二、教學過程和方法的開放

（一）開放的教學過程

教學過程的開放就是在課堂教學中始終確立以學生為主體，以學生為中心的觀念。課堂教學的設計和組織形式都必須向學生的實際需要開放，向教學的實際開放。如教學計劃的適時調整，空間位置的隨機調整，教學時間的適度調整，以及師生角色的不斷互換，活動內容的多樣選擇，等等。對物理學科來說，還可充分發揮物理實驗的優勢，教師應盡可能開放實驗室讓學生主動地進行實驗探索。

比如，在物理復習教學中，以開放性的問題為抓手設計開放性的教學過程。例如，在復習動量守恒時，可以以實驗為主線復習整個動量守恒的內容。如：首先，讓學生利用兩個鋼性小球設計驗證動量守恒定律的實驗，引導學生討論設計方案。要解決速度的測定問題，學生可能設計出不同的方案：①用閃光照片法測定速度；②用秒表定位求平均速度法測定速度；③用擺的機械能守恒求得速度，等等。開放實驗室，讓學生充分地體驗、享受實驗的過程，引導學生根據不同方案確定實驗的具體裝置及具體的實驗步驟。同時，在學生實驗時，給學生操作的時間，給學生思考的時間，給學生發問的機會，給學生批判的機會，比較實驗方案的優缺點。其次，讓學生計算，體驗規律的應用。習題的設計就以實驗為基礎，確立模型，采集數據，設計問題，等等。

（二）開放的教學方法

開放式物理教學應采取以“問題”為核心，以“討論”為手段，以“試驗”為途徑，以“發現”為目的策略。教師要精心設計問題，引發學生強烈的發現動機和求知欲，充分調動學生的積極思維，讓學生親身經歷對新定義、新結論、新解題思路及新實驗方法的探究，在探究中進行觀察、分析、歸納等，在學生獨立思考的基礎上進行討論，發揮物理實驗的優勢，進行實驗，驗證假說。對發現的結論進行應用、總結等。下面是以自感為例實施開放式教學，培養學生創新能力的嘗試。

第一步：組織學生演示“干人震”，體驗自感現象。先按圖1所示連接好線路，組織全班學生參與演示。在閉合開關、斷開開關時，全班同學強烈地感到“自感”的存在。接著教師提出問題：接通電源時為什么感覺不到自感的存在？

第二步：引導學生主動參與“通電自感”實驗電路的設計。

要觀察到“電磁感應現象”，你將采取何種措施？讓學生通過討論確定如圖2所示的實驗方案。學生通過實驗，發現不能通過發光情況，判斷線圈中是否產生電磁感應。實驗結果與學生的思維發生沖突，待學生思考后，教師進一步設問：是電磁感應沒有產生，還是小燈泡發光變化不明顯而觀察不清楚？怎樣鑒別是否產生了電磁感應？教師的這一系列設問猶如給學生“干枯的思維”下了一場“及時雨”，他們創造性思維的火花被順利點燃。學生經過分析、討論后得出：設計“對比電路”來鑒別是否產生電磁感應，如圖3所示。

第三步：引導學生對“斷電自感”的實驗電路進行設計。由于有第一步的體驗及被引發的探索欲望，創造性活動開始了。

（1）斷開圖3中開關S瞬間，線圈有感應電動勢產生嗎？

（2）實驗演并沒有觀察到延時效果，是什么原因？

學生經過討論后認為：由于斷開圖5中開關S的瞬間，流過燈泡LL的電流與斷開開關S前一樣大，至此學生找到了解決問題的突破點。

（3）要觀察到明顯的延時效果，你將采取什么措施？從哪里入手？

學生經過思考和討論后得出：通過改變圖3中對比電路的電阻，以改變斷開開關S前后流過小燈泡的電流，只要將L改接到L支路就行了，如圖4所示。

通過問題情境的創設，教師引導學生自主探索、思考、發現，使每一位學生都實時體驗知識的發現和“創造”過程，在學生體驗成功的過程中不斷引發他們的探索欲望，培養他們的創新意識和創新思維。

總之，課堂教學的目標不能僵化，一切都應該滿足學生的實際和教學的實際。

三、教學內容的開放

（一）開放的配置教學內容

1.教學內容要具有選擇性、廣泛性和層次性，要向學生的生活實際和生活經驗靠攏，要挖掘教材中的創新因素，使教材內容成為學生樂于探索的“活材料”。教師必須創造性地處理教材，以適合開放式課堂教學的要求。例如，在課堂教學中介紹物理科學的發展成果：如在講分子時，可介紹納米技術；光現象中可介紹哈勃望遠鏡、光纜通訊；電磁現象中可介紹磁流體發電機、等離子電視機等。在“神州八號”發射成功后的當天中午，組織學生觀看中央電視臺的“特別新聞”報道，并結合高三學生的實際情況，組織討論：宇航員在超、失重時的姿勢、在太空作業的操作姿勢；根據已知小球質量要測出另一小球的質量如何設計實驗方案；如何變軌；對我國有什么重大的政治、經濟、軍事意義，等等。對于有些無法用實驗展示出來的物理現象，比如高二物理“電磁感應”這一章中涉及的磁感線、磁通量的變化可以用多媒體模擬實驗。

2.教師在教學中既要基于教材，又要跳出教材，組織一些學生感興趣的，有利于啟迪和開發智力，有利于個性培養、創造性思維發展的內容。例如，在高三綜合復習中，可結合學生已具備的電磁學基礎知識，要求學生設計開放性作業——給大杭州的未來設計一條環形磁懸浮線路。圍繞磁懸浮列車的電磁學原理及動力來源，一個班級的學生可在教師的指導下分成多個研究小組，有磁懸浮原理組、市政規劃組、電腦課件制作組、模型組等。同學們通過參閱有關書籍，上網查詢，實地考察，采訪專家等方式，獲取大量的一手資料和信息，分別對磁懸浮電磁學原理，力學原理等深入研究；同時對磁懸浮線路有了初步規劃；最后制作電腦課件及磁懸浮列車模型，并把研究成果制作網頁，讓更多的人關心和了解磁懸浮。

教師在處理教材內容時，應根據實際情況聯系社會生活，增設探究性和開放性的物理問題，有意識地培養學生的創新意識和創新能力。

（二）開放的設計問題

在物理課堂教學中根據教學內容設計一些策略開放型習題，通過引導學生廣開思路，用多個物理規律去分析思考問題，化集中思維為發散思維，逐步引導學生步入發散思維的空間。如例題教學中，教師要透過題中物理情景的表面現象，善于抓住物理問題的本質特征進行開放式教學：對物理解題思路發散（一題多解）；對物理情景發散（一題多聯）；對物理問題發散（一題多變）。

例如：質量為M的一列火車在水平軌道上勻速行駛，質量為m的最后一節車廂突然脫鉤，行駛了一段距離L后司機才發現，并立即關閉動力。若火車運動時所受阻力與車重成正比，機車牽引力恒定，則兩者都靜止時相距多遠？

對于上題的分析、討論，教師可組織學生從審題開始，畫好示意圖分析、找到解題思路，重點在討論解題的多種方法上。學生提出了用牛頓運動定律結合運動學知識的解題方法（需8個方程才能解），用動能定理的解題方法（需5個方程才能解）。在此基礎上，教師提出是否有更簡捷的求解方法，經過討論得到了從能量守恒角度分析的最佳解題方法（只需3個方程就可以求解）。對于該習題，教師還可以進行改編：將“行駛了一段距離L后司機才發現”改為“行駛了一段時間t后司機才發現”，讓學生進行討論。

開放性問題使不同能力的學生從不同的角度、不同的側面、不同的范圍、不同的層次去分析、去優化、去選擇解決問題的方法和途徑。學生的解答過程就是一個創新過程，結論有多種可能性，給學生提供了多角度考慮問題的機會，學生在解決問題的過程中體驗樂趣，領悟知識，感受成功，激發求知欲和創新精神。

（三）開放的選擇習題

習題訓練是學生進一步理解知識、鞏固知識的重要手段。布置練習，應承認和看到學生之間存在著的差異性，允許他們在練習數量和難度上體現開放性。首先，在作業的量上有一定自由度。其次，設計分層次作業，讓學生根據自己不同程度自由選擇練習，布置一些研究性、探索性學習活動，實現作業內容開放。如學習了波長、頻率、波速的關系后，對于基礎較好的學生，可布置測速儀根據反射波如何具體測出速度的大小的題目；而對于準備報考藝術類的學生，則要求用八只相同的杯子，通過調節杯中的水量，用細棒敲打出一段簡單的曲子。

四、教學檢測和評價的開放

教學檢測是教學過程中的一個基本環節，是教學評價的基本依據。教學檢測除了常規的模擬考試外，還有多種方式。因此，在教學檢測時，教師要糅合多種方式，采用多種方法進行檢測，讓檢測真實有效，既達到檢測的目的，又激發學生的學習興趣。

教師要從尊重、愛護、平等的原則出發，對學生實施積極的和適度的鼓勵性評價，強化學生學習的內驅力。教師要樂于聽取學生發表的不同意見，采取暫緩批判，延遲評價的策略；對在討論中，考慮不夠成熟的學生，或能力稍弱一些的學生，則采取寬容、諒解的態度，引導“再想一想”，即使說得有點“離譜”，也充分肯定其中的“亮點”，調動學生的積極性。對不同的學生采取不同的評價要求，優等生嚴格要求，好中求新，好中求異，中下等生以鼓勵為主。只要學生在原有基礎上有進步就加以鼓勵。同時采用自評、互評、點評相結合，師生評價和生生評價相結合的方式，在作業的評價上，鼓勵學生提出多種解題方法。

開放式教學真正體現了學生的主體地位，使全體學生都能積極參與，增強了學生學習物理的自信心，培養了學生探索能力和創新精神，使學生不同程度地體驗到探索真理的快樂。我也更深切到體會到“沒有教不會的學生，只是我們不會教；沒有不愿學的學生，只是他們不會學”這句話的含義。