1、大学物理开放型教学模式的设计 打开文本图片集 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,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
2、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
3、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,R.M.)在教学设计原理1一书中所指出的那样,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
4、叙写2。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
5、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。(
6、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,增加了理解难度。这就需要改造。即先抓住决定运动性质的关键(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
7、,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
8、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
9、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。1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3。改革单一
10、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。 2课堂
11、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”4。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
12、管理策略,保证课堂在变化中发展5。 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
13、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、新观念融进课堂教学中,努力提高教学活动的有效性。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
14、产生这种现象的原因是什么。学生讨论,提出想法,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
15、欲,培养学生勇于探索未知世界的精神。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。 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
16、学生理解、可以激发学生、可以鼓励学生参与,还可以帮助保持学生对一节课的兴趣。”物理教学过程不仅是知识的传播过程,更重要的是能力的培养过程,现代教育思想的核心是强调学生思维能力的培养。利用多媒体技术能形象逼真的再现知识的产生、形成过程和学生探求知识的学习过程、思维过程,把过程展现在学生面前,促进他们逻辑思维能力的发展。有些实验在传统的教学手段中没法演示,如布朗运动、波的叠加、干涉与衍射、粒子散射等。我们利用计算机技术进行物理实验模拟,形象而生动。计算机技术还可以形象的模拟思维世界,再现思维过程促使学生多向思维、发散思维,培养其空间想象能力和创造力。力学中两球的碰撞过程瞬间即失,球的形变过程是看不见的;微观世界发生的物理过程既看不见又摸不着也是瞬间即失,如果采用
