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1、大学物理开放型教学模式的设计 叶福丽 (成宁学院生物医学工程学院，湖北成宁437100) 技经济市场 摘 要：物理课堂中的开放型教学，包括教与学两个方面，其核心是完成教师和学生在教学活动中角色的转变：教师从知 识的传输者变为指导者，学生从知识的被动接受者变为知识的主动建构者。 关键词：物理；教学；开放型；设计 物理学具有的实践性、应用性和创新性，为物理教学提供了 极其丰富的创新内容。传统的物理教学其知识的传授比较系统、 扎实。但是在能力的培养，特别是创新能力、动手操作能力和交 际能力的培养上比较欠缺。物理教学内容比较理性，思辨性强， 训练的方式是大量做习题，但实际操作，动手实验数量严重不 足，
2、即使动手，局限性很大。树立新的人才观、教育观、质量观，在 向学生传授知识，培养基本技能的同时，高度重视和开发学生的 创新潜能，培养学生的创新精神和实践能力，是当今社会发展的 要求，是素质教育的重要目标。相对传统的封闭式物理教学而 言，注重学生课堂参与，突出学生主体地位的开放型教学模式应 运而生，它强调“以人的发展为本”，要求学生通过不同的角度积 极探索，多向思维，自己去获取与巩固知识。在学习过程中，锻炼 思维能力，培养解决问题的能力。教师在设计开放型教学模式 时，既要设计教学目标，教学内容，还要设计学生的活动，教学策 略，教学过程和教学媒体。 1教学目标的设计 教学目标是一切目标的基础，它对每
3、一学段、每一课时、每 一知识点、每一项活动都具有导向功能和评价功能，它引导和制 约着教学过程的设计，它既是各种教学活动的起点，又是一切教 学活动的归宿。正如加涅(Gagne，RM)在教学设计原理I】L书 中所指出的那样，设计者开始任何教学设计以前必须能回答的 问题是：“经过教学之后学习者将能做哪些他们以前不会做的 事?”或者“教学之后学习者将会有何变化?”要清晰而明确地表 述课堂教学目标，在叙写时至少应包括行为和内容两个方面，既 要指出使学生养成的那种行为，又要言明这种行为能在其中运 用的领域和内容，这样才能明确指出教育的职责是什么，而且， 所用的行为动词必须能对所表述的具有不同特征的行为做出
4、区 分，必要时要对行为动词进一步下定义；内容方面也同样，最好 不要用概括化的表述方式，如“学会解应用题”等来叙写21。根据 马杰和加涅的行为目标理论与技术，结合参考文献所讲，一般认 为，一个完整、具体、明确的教学目标应该包括四个要素，即行为 主体、行为活动、行为条件和行为标准。 教学目标是学生通过学习应该达到的最低要求。学生的发 展水平、课程内容、社会发展等各方面都影响到教学目标的确 定。教师应该在充分的调查研究的基础上了解学生的知识水平、 心理状态和能力水平，然后根据实际情况制定出绝大多数学生 确实能够达到的目标。开放型的教学应设置综合的不同层次的 教学目标。以学期为时间单位，以一册教材为内
5、容单位，教师精 心设计、制定的教学目标要细化到每个单元、每节课，它既包含 知识与能力，也包含过程与方法、情感态度与价值观。教师根据 教学特长以及学生的情况，将教学目标更加细化，为教学目标的 落实打下基础。 2教学内容的设计 传统观点认为，物理课程的教学内容目标是人纲指导下的 知识技能的学习与掌握。大学物理开放型教学则突破了知识与 技能这一“唯一教学目标”，而把过程方法、情感态度与价值观也 作为教学的重要内容。教师对教学内容进行分析，就是要明确教 师教什么、学生学什么。对教学内容进行分析主要包括以下几个 方面：(1)背景分析。重点分析这部分知识发生、发展的过程与其 它知识之间的联系以及它在社会生
6、活、生产和科学技术中的应 用。(2)功能分析。主要分析这部分内容在整个物理教学中的地 位与作用，以及对于培养和提高学生的科学素养所具有的功能 和价值。(3)结构分析。主要分析这部分内容知识与技能结构、过 程与方法结构和情感态度与价值观结构，以及它们之间的关系 和特点，从而确定教学的重点。(4)资源分析。主要对可以利用的 教学资源进行分析。如实验条件、课件、习题等进行分析，以确定 能否满足当前的教学需要。如简谐运动是物理学的教学难点，其 原因是运动状态多变，涉及变量多，物理过程综合。而教材对其 成因的分析却采用了分阶段多变量同时分析的方式，这种处理 方法虽然体现了分析问题的全面性，但集中了难点，
7、增加了理解 难度。这就需要改造。即先抓住决定运动生质的关键(外力)，运 用加速、减速的基本概念，突出分析简谐运动中外力的变化特 征，从而抽取简谐运动的本质特征回复力。然后，再依据运动学 和动力学规律，由学生独立或半独立地分析、综合其他各量的变 化规律。这种从片面到全面，从简单到复杂，从浅入深的改造，既 分散了教学难点，降低了认知难度，又让学生学到了分析复杂问 题的方法。 3学生的活动设计 教学最终是为了学生的发展。从学生的实际出发是任何教 学模式的教学设计必须考虑的问题。开放型物理教学中首先要 对学生进行分析，了解学生是否具有学习新内容所必需的知识 和技能、生活概念或前科学概念、对新内容的情感
8、态度。分析哪 些学生能够适应，哪些学生不能适应。根据学生实际情况及课程 内容选择一种或几种学生活动方式，学生围绕学习内容，学习目 标，尝试着去探究。孔子说：“知之者不如好之者，好之者不如乐 之者。”心理研究证明“尝试”能有效地激发学生的学习兴趣和求 知欲；尝试能使学生形成敢于探索、敢于尝试的精神。教师以饱 满的热情、灵活的教学方式带动学生的参与热情。 如在自由落体运动设计引入时，没有直接提出所要学习 的物理公式和原理，而是注重学生自己探究物理知识的过程，学 生开阔思路，掌握方法，培养热爱科学、探索自然规律的情感和 态度。教师引导学生主动参与，主动经历学习过程，是学生自主 尝试探究的核心。物理教
9、学中，为学生提供充分的学习素材，提 供恰当的时间和空间，促使学生最大限度地参与到学习过程中。 真正让学生动起来，发挥多种器官参与作用，突出自主性。图1 为自由落体运动课程设计的流程图。 4教学策略的设计 激发学生自主学习的热情，使学生体验科学的乐趣，是课堂 教学改革目标之一，教学策略设计是达到这一目标的重要方法。 此阶段的设计建立在教学目标、教学内容、学生分析的基础之 2010年第4期 技经济市场 上。教学策略设计对教学过程起引导、定向调节和控制作用。创 造良好的情景能使人产生愉快的情绪，良好的情绪也能使人思 维更敏锐，记忆更牢固，理解更深刻，想象更丰富。 师生同傲书签下落14设计测量凡反 测
10、反应 与课题“目由落 提出开放型 游戏，比赛夏应速爱f f应时阊装置 f i时间 f f体运动”联系 i f探宠漂题 图1自由落体运动课程设计流程图 41教学的组织形式 自主、合作、探究是符合大学物理课程教学目标要求的课堂 教学组织形式，但无论怎样的教学组织形式，都要能让学生真正 得到发展。开放型教学模式中采取的形式是与之相适应的新教 学组织形式。学生个体差异的客观存在性和社会对人才需求的 多样性决定课堂教学组织形式的多样性和灵活性l3 7。改革单一 的同步教学形式，形成多样化的教学组织形式：实现同步教学、 小组教学和个别教学的最优组合，构建气氛民主、便于交流的开 放性课堂，真正体现以人为本的
11、的观念，改变教师对课堂的垄断 地位。我采用开放性问题讨论探究式的互动学习来代替传统的 “一言堂”学，采用多种教学组织形式的优化组合，教学组织形 式互相配合、互相补充，以取得最佳的教学效果。课堂中让反应 较慢、兴趣一般的学生亲身感受到物理学的乐趣，增加对物理学 科的正面情感。首先学生两人一组，完成多媒体课件的制作以便 与同学交流。通过交流完成了习题解答，同时使学生把人类对物 质本源的认识有了一个比较完整的认识。拓展了学生学习的广 度和深度，提高了学生的物理学习能力。 42课堂管理 赫尔巴特说：“如果不坚强而温和地抓住管理的缓绳，任何 功课的教学都是不可能的。”传统的课堂管理模式过于僵硬而缺 乏创
12、造与活力，具有明显的局限性，不利于学生创造能力和思维 能力的培养，已不能很好地满足现实的新要求。“有效管理的核 心就是提供积极的、有助于学习的社会和物理环境的能力” 。 开放型教学中要求教师有“三位一体”的教学观(知识与技能，过 程与方法，情感态度价值观)，这就要求教师在课堂管理中也要 有发展的眼光，有较强的观察能力，对课堂教学过程有较强调控 能力，与学生交流的能力，以及预测问题的能力。由于课堂教学 的开放性，使课堂变活，课堂教学丰富性、多变性、复杂性，要保 证有效性也需要更宽、更活、更多样的管理策略，保证课堂在变 化中发展51。 开放型教学与传统讲授式教学相比，课堂管理更有难度。在 开放型教
13、学中如果没有有效的管理方式，不会有好的教学效果。 如果为了维持课堂秩序，试图去控制学生的行为，使其行为在教 师掌控之下发生变化，学生的情感领域与动作技能领域就会被 严重忽视。不能达到提高课堂效率这一管理目的，反而会降低课 堂教学的效果。目前，大学物理教学对教师能力提出更高的要 求，也为教师进行有效的课堂管理提供了条件。 5教学过程设计 教学过程是师生课堂教学交往过程的统一。而班级授课的 形式基本上千篇一律，“老师讲，学生练”的形式使得传统的“灌 输式”得以延续，学生单纯的学习知识来应对各种形式的考试。 课堂内容形式单调乏味，很难调动学生的兴趣，也无法达到预期 的教学目标。大学物理开放型教学对教
14、师提出了新要求，大学物 理教科书不再只是知识的载体，而具有物理知识与技能、过程与 方法、情感态度与价值观等多方面的教育功能。这种多维度的教 育目标不可能明显地出现在教科书的文字与插图中。需要教师 去挖掘、去诊释，也需要学生去体会、去遐想。在开放型教学过程 中，教师要自觉地深入探索物理课程的教学规律，把新思想、新 2010年第4期 观念融进课堂教学中，努力提高教学活动的柯效性。使学生通过 学习物理知识，不断提高分析问题和解决问题的能力。 例如，对大学物理“电磁感应现象”一节教学中，过去采用演 示启发的方法，首先教师做演示实验，学生观察实验现象，然后 提出产生这种现象的原因是什么。学生讨论，提出想
15、法，教师再 作总结，再实验验证。这种老师做实验，学生观察的方法一定程 度上限制了学生的创新能力和思维想象能力。用开放的教学方 式，抓住知识的产生过程，积极引导学生主动探究，让学生参与 观察、实验、分析、讨论、思考、应用等多项活动，激发学生学习物 理的兴趣，培养观察能力、实验能力，体验科学探究的过程和方 法，激励学生勇于探索新知，同时感悟科学探究的艰辛。首先课 前的作业是让学生去查找法拉第的生平故事，这是一个开放型 的作业，学生在查找资料的同时做好多媒体课件来和同学分享 成果。课上的5分钟交流使同学的积极性得到了释放，法拉第发 现电磁感应现象的坚韧不拔的意志，激发学生的求知欲，培养学 生勇于探索
16、未知世界的精神。在学生的课桌上准备了实验仪器， 学生以学习小组的形式设计探究法拉第发现“磁生电”的过程。 学生自由选择所需材料，设计实验过程，记录实验数据，观察实 验现象，得出实验结果，交流实验心得。图2为“电磁感应现象” 课程设计的流程图。 交流法拉第对电磁感应现象研究的艰辛历程引入新课 学生对电磁感应现象 的猜想、实验设计 设计方案交流筛 选最佳方案 选择方案 进行实验 讨论、分析、归纳实验过程中的现象 结论：产生感应电流的条件闭 合回路中的磁通量发生变化 应用分析：解决简单的 实际问题 能量的转化 指导学生评价、归纳学习过程和学习内容 图2“电磁感应现象”课程设计流程图 6使用多媒体教学的设计 要实施开放式教育，传统的教学手段和简单的教学技术在 当今世界的多层次教学、演示教学等现代化课堂教学中就显的 力不从心。计算机多媒体教学可以创设开放式的教学情景，使得 教学情趣盎然、丰富多彩，符合大学生年龄特征和心理需要。利 用多媒体教学可以使学习者以交互方式进行学习，激发学习的 兴趣。“媒体最普遍的用法是支持课堂的活教学可以帮助 学生
