高中物理开放式教学的实践与研究

叶海峰

摘要： 本文对开放式课堂教学的具体落实进行了阐述，通过具体的实例说明此种课堂教学方法能树立强烈的创新意识，培养良好的创新思维品质，提高学生创新能力。

关键词： 高中物理教学开放式教学教学过程教学方法教学内容

新课程改革对物理教学提出了新的要求，《普通高中物理课程标准》明确指出，物理课程在目标上要注重提高全体学生的科学素养；在结构上要重视基础，体现课程的选择性；在内容上要体现时代性、基础性、选择性；在实施上要注重自主学习，提倡教学方式多样化；在课程评价上要强调更新观念，促进学生发展。要将新课程理念变成现实，就必须改变传统的物理教学和学习方式，构建开放式的物理课程教学模式。

在教学中，笔者尝试过多种教学模式，进行了多方面的探索实践。通过对不同教学模式的教学比较，笔者认为“开放式教学”更契合新课程理念，更适合于我校学生实际。开放式教学是日本教育家岛田茂等在20世纪70年代提出来的。开放式教学的基本指导思想主要是：①开放教育对象，开放教学时间，开放教学方法，开放教育观念；②以学生为中心而不是以教师为中心；③应用多种多样的教与学的方式、方法；④努力排除对学习的种种障碍，特别是传统教育的固有障碍。通过开放式的教学方式能着力发挥学生的自主性、能动性，培养学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新意识和创新能力。

一、教学思想和策略的开放

教学观念决定教学意识，教学意识决定教学行为。开放式教学要求教师正确定位自我角色。教学中教师的角色是设计引导者、参与合作者、服务参谋者、倾听欣赏者。学科教学中，教师要营造一个良好的、开放式的、平等的氛围，构建一个师生和谐、积极探索、平等民主的课堂教学环境。教师平时要经常深入学生中了解学生的学习态度、兴趣和愿望，并主动帮助学生解决困难。同时教师要提倡教学相长，师生互相学习，把自己融于学生之中，使学生感到老师是良师益友。课堂上允许学生相互轻声讨论，允许学生打断教师的讲话，允许学生对教师的观点提出质疑。在进行评价时，对学生要多表扬、多鼓励，保持学生的心理自由和学习积极性。

在长期的教学实践过程中，教师形成了自己容易驾驭的教学策略。但是，在实际教学过程中，由于教学内容、教学目标、教学对象等因素的不同，一种固定的教学策略并不一定是最适合于学生的教学策略，也就是说不一定是最有效的教学策略。因此，教师在教学策略的选择上不能一成不变，而要根据具体的情况灵活地选择教学策略，灵活地运用教学策略，使教学效益最大化。特别是在开放式教学中，教师要将多种教学策略有机地整合，让教学策略为教学很好地服务。

二、教学过程和方法的开放

（一）开放的教学过程

教学过程的开放就是在课堂教学中始终确立以学生为主体，以学生为中心的观念。课堂教学的设计和组织形式都必须向学生的实际需要开放，向教学的实际开放。如教学计划的适时调整，空间位置的随机调整，教学时间的适度调整，以及师生角色的不断互换，活动内容的多样选择，等等。对物理学科来说，还可充分发挥物理实验的优势，教师应尽可能开放实验室让学生主动地进行实验探索。

比如，在物理复习教学中，以开放性的问题为抓手设计开放性的教学过程。例如，在复习动量守恒时，可以以实验为主线复习整个动量守恒的内容。如：首先，让学生利用两个钢性小球设计验证动量守恒定律的实验，引导学生讨论设计方案。要解决速度的测定问题，学生可能设计出不同的方案：①用闪光照片法测定速度；②用秒表定位求平均速度法测定速度；③用摆的机械能守恒求得速度，等等。开放实验室，让学生充分地体验、享受实验的过程，引导学生根据不同方案确定实验的具体装置及具体的实验步骤。同时，在学生实验时，给学生操作的时间，给学生思考的时间，给学生发问的机会，给学生批判的机会，比较实验方案的优缺点。其次，让学生计算，体验规律的应用。习题的设计就以实验为基础，确立模型，采集数据，设计问题，等等。

（二）开放的教学方法

开放式物理教学应采取以“问题”为核心，以“讨论”为手段，以“试验”为途径，以“发现”为目的策略。教师要精心设计问题，引发学生强烈的发现动机和求知欲，充分调动学生的积极思维，让学生亲身经历对新定义、新结论、新解题思路及新实验方法的探究，在探究中进行观察、分析、归纳等，在学生独立思考的基础上进行讨论，发挥物理实验的优势，进行实验，验证假说。对发现的结论进行应用、总结等。下面是以自感为例实施开放式教学，培养学生创新能力的尝试。

第一步：组织学生演示“干人震”，体验自感现象。先按图1所示连接好线路，组织全班学生参与演示。在闭合开关、断开开关时，全班同学强烈地感到“自感”的存在。接着教师提出问题：接通电源时为什么感觉不到自感的存在？

第二步：引导学生主动参与“通电自感”实验电路的设计。

要观察到“电磁感应现象”，你将采取何种措施？让学生通过讨论确定如图2所示的实验方案。学生通过实验，发现不能通过发光情况，判断线圈中是否产生电磁感应。实验结果与学生的思维发生冲突，待学生思考后，教师进一步设问：是电磁感应没有产生，还是小灯泡发光变化不明显而观察不清楚？怎样鉴别是否产生了电磁感应？教师的这一系列设问犹如给学生“干枯的思维”下了一场“及时雨”，他们创造性思维的火花被顺利点燃。学生经过分析、讨论后得出：设计“对比电路”来鉴别是否产生电磁感应，如图3所示。

第三步：引导学生对“断电自感”的实验电路进行设计。由于有第一步的体验及被引发的探索欲望，创造性活动开始了。

（1）断开图3中开关S瞬间，线圈有感应电动势产生吗？

（2）实验演并没有观察到延时效果，是什么原因？

学生经过讨论后认为：由于断开图5中开关S的瞬间，流过灯泡LL的电流与断开开关S前一样大，至此学生找到了解决问题的突破点。

（3）要观察到明显的延时效果，你将采取什么措施？从哪里入手？

学生经过思考和讨论后得出：通过改变图3中对比电路的电阻，以改变断开开关S前后流过小灯泡的电流，只要将L改接到L支路就行了，如图4所示。

通过问题情境的创设，教师引导学生自主探索、思考、发现，使每一位学生都实时体验知识的发现和“创造”过程，在学生体验成功的过程中不断引发他们的探索欲望，培养他们的创新意识和创新思维。

总之，课堂教学的目标不能僵化，一切都应该满足学生的实际和教学的实际。

三、教学内容的开放

（一）开放的配置教学内容

1.教学内容要具有选择性、广泛性和层次性，要向学生的生活实际和生活经验靠拢，要挖掘教材中的创新因素，使教材内容成为学生乐于探索的“活材料”。教师必须创造性地处理教材，以适合开放式课堂教学的要求。例如，在课堂教学中介绍物理科学的发展成果：如在讲分子时，可介绍纳米技术；光现象中可介绍哈勃望远镜、光缆通讯；电磁现象中可介绍磁流体发电机、等离子电视机等。在“神州八号”发射成功后的当天中午，组织学生观看中央电视台的“特别新闻”报道，并结合高三学生的实际情况，组织讨论：宇航员在超、失重时的姿势、在太空作业的操作姿势；根据已知小球质量要测出另一小球的质量如何设计实验方案；如何变轨；对我国有什么重大的政治、经济、军事意义，等等。对于有些无法用实验展示出来的物理现象，比如高二物理“电磁感应”这一章中涉及的磁感线、磁通量的变化可以用多媒体模拟实验。

2.教师在教学中既要基于教材，又要跳出教材，组织一些学生感兴趣的，有利于启迪和开发智力，有利于个性培养、创造性思维发展的内容。例如，在高三综合复习中，可结合学生已具备的电磁学基础知识，要求学生设计开放性作业——给大杭州的未来设计一条环形磁悬浮线路。围绕磁悬浮列车的电磁学原理及动力来源，一个班级的学生可在教师的指导下分成多个研究小组，有磁悬浮原理组、市政规划组、电脑课件制作组、模型组等。同学们通过参阅有关书籍，上网查询，实地考察，采访专家等方式，获取大量的一手资料和信息，分别对磁悬浮电磁学原理，力学原理等深入研究；同时对磁悬浮线路有了初步规划；最后制作电脑课件及磁悬浮列车模型，并把研究成果制作网页，让更多的人关心和了解磁悬浮。

教师在处理教材内容时，应根据实际情况联系社会生活，增设探究性和开放性的物理问题，有意识地培养学生的创新意识和创新能力。

（二）开放的设计问题

在物理课堂教学中根据教学内容设计一些策略开放型习题，通过引导学生广开思路，用多个物理规律去分析思考问题，化集中思维为发散思维，逐步引导学生步入发散思维的空间。如例题教学中，教师要透过题中物理情景的表面现象，善于抓住物理问题的本质特征进行开放式教学：对物理解题思路发散（一题多解）；对物理情景发散（一题多联）；对物理问题发散（一题多变）。

例如：质量为M的一列火车在水平轨道上匀速行驶，质量为m的最后一节车厢突然脱钩，行驶了一段距离L后司机才发现，并立即关闭动力。若火车运动时所受阻力与车重成正比，机车牵引力恒定，则两者都静止时相距多远？

对于上题的分析、讨论，教师可组织学生从审题开始，画好示意图分析、找到解题思路，重点在讨论解题的多种方法上。学生提出了用牛顿运动定律结合运动学知识的解题方法（需8个方程才能解），用动能定理的解题方法（需5个方程才能解）。在此基础上，教师提出是否有更简捷的求解方法，经过讨论得到了从能量守恒角度分析的最佳解题方法（只需3个方程就可以求解）。对于该习题，教师还可以进行改编：将“行驶了一段距离L后司机才发现”改为“行驶了一段时间t后司机才发现”，让学生进行讨论。

开放性问题使不同能力的学生从不同的角度、不同的侧面、不同的范围、不同的层次去分析、去优化、去选择解决问题的方法和途径。学生的解答过程就是一个创新过程，结论有多种可能性，给学生提供了多角度考虑问题的机会，学生在解决问题的过程中体验乐趣，领悟知识，感受成功，激发求知欲和创新精神。

（三）开放的选择习题

习题训练是学生进一步理解知识、巩固知识的重要手段。布置练习，应承认和看到学生之间存在着的差异性，允许他们在练习数量和难度上体现开放性。首先，在作业的量上有一定自由度。其次，设计分层次作业，让学生根据自己不同程度自由选择练习，布置一些研究性、探索性学习活动，实现作业内容开放。如学习了波长、频率、波速的关系后，对于基础较好的学生，可布置测速仪根据反射波如何具体测出速度的大小的题目；而对于准备报考艺术类的学生，则要求用八只相同的杯子，通过调节杯中的水量，用细棒敲打出一段简单的曲子。

四、教学检测和评价的开放

教学检测是教学过程中的一个基本环节，是教学评价的基本依据。教学检测除了常规的模拟考试外，还有多种方式。因此，在教学检测时，教师要糅合多种方式，采用多种方法进行检测，让检测真实有效，既达到检测的目的，又激发学生的学习兴趣。

教师要从尊重、爱护、平等的原则出发，对学生实施积极的和适度的鼓励性评价，强化学生学习的内驱力。教师要乐于听取学生发表的不同意见，采取暂缓批判，延迟评价的策略；对在讨论中，考虑不够成熟的学生，或能力稍弱一些的学生，则采取宽容、谅解的态度，引导“再想一想”，即使说得有点“离谱”，也充分肯定其中的“亮点”，调动学生的积极性。对不同的学生采取不同的评价要求，优等生严格要求，好中求新，好中求异，中下等生以鼓励为主。只要学生在原有基础上有进步就加以鼓励。同时采用自评、互评、点评相结合，师生评价和生生评价相结合的方式，在作业的评价上，鼓励学生提出多种解题方法。

开放式教学真正体现了学生的主体地位，使全体学生都能积极参与，增强了学生学习物理的自信心，培养了学生探索能力和创新精神，使学生不同程度地体验到探索真理的快乐。我也更深切到体会到“没有教不会的学生，只是我们不会教；没有不愿学的学生，只是他们不会学”这句话的含义。