县域初中开放式实验教学的实践研究

黄宏军

摘要：新课程改革的核心是以“人”的发展为核心的素质教育。实验教学作为教育教学中的一个不可或缺的重要环节，是培养和造就人才的重要基地和摇篮，具有其他教学方式不可取代的地位。开放式实验教学通过组织学生进行开放式的实验学习，让整个实验氛围宽松、愉悦、民主，使学生的学习积极性得到了大幅度提高，能够增加学生动手机会，启发学生创新创造，对学生综合素质的培养和能力的提高具有重要意义。

关键词：开放式实验教学;县域;实践研究

长期以来，基础教育阶段“填鸭式”的教学阻碍了学生自主学习能力的发展。同时，实验教学也只局限于教师做学生观看，学生缺乏动手实践的机会。当今时代对人才的要求是既掌握专业知识也能动手操作，在社会上能很快上手工作。对此，从实际出发，结合实验教学的各个环节，可以加强实验教学改革，建立多层次、开放性的实验教学，在注重专业教育的同时，对学生创新创造能力进行培养。

1    概念界定

县域初中：是以县级行政区划为地理空间，以县教育局作为管理主体，包括县城初中、乡镇初中以及偏远的农村初中。开放式教学：跟传统的封闭式教学模式相反，通过调整教学方式、课程内容，以及时间空间的“开放”，让学生掌握自主权，提高学习积极性，从而获得知识，提升技能，发展创新思维的一种教学方式。开放式教学强调学生的个性化发展，注重学生学习过程中思维的开放性和创造性培养。实验教学：在教师的指导下，由学生操作一定的设备和材料，通过控制实验条件，引起实验对象发生变化，并观察变化，获取新知识或验证知识的教学方式。开放式实验教学：是通过教学方法的改革，促使实验教学在内容、时间、空间和行为上的“开放”，让学生自主获得知识，提高实验技能，发展创新思维的一种教学方式。

2    研究目标

2.1从“包办性”到“独立性”

一个实验的完成，不仅要求学生具有扎实的基础知识，严密的思维，还要有熟练的实验技能。包办性的教学方式不仅给予学生“填鸭式”的学习体验，更使学生丧失动手创新创造的能力，这与新课改的理念是相违背的。独立实验的实行可以进一步巩固学生实验知识，是思维能力、动手能力以及主观能动性的培养手段之一。

2.2从“单一性”到“多向性”

2.2.1验证性实验改为探究性实验

首先让学生在实验中先获得感性认识，再上升到理性认识，即从验证性教学变为探究性教学。教师单纯地演示、讲解，学生单纯地听讲，课堂会单调乏味，学生缺乏参与感。而探究性教学可以吸引学生注意力，使其兴趣更浓，对课程内容及实验规律的理解也更加深刻，能够更主动地获得知识。

2.2.2加强理论与实践的联系

理论需要联系实际，而实际的探索需要实验过程。要让实验更加贴近学生的生活、深入生活，为学生以后步入社会打下坚实基础，可以用所学的知识去解决实际问题。如果一味注重理论讲解，而脱离实践训练，学生不仅对所学知识一知半解，更会影响学习积极性。加强理论与实践的联系，是开放式实验教学的重要方法。

2.3变实验教学空间的“局限性”为“开放式”

开放式实验室需要拓展实验空间。由于每个学生的实际学习水平存在个性差异，导致课本的实验或者知识局限了部分学生的需求，强烈的动手创造欲望需要更多空间与条件，当然也有部分学生的动手能力不强，需要教师多指导。而定期开放实验室，甚至将实验移至室外更广阔的空间，不再局限实验的时间空间，给有进一步探索需要的学生更多条件、落后的学生更多机会，这不仅照顾到各个层次学生，做到因材施教，也是对新课改要求最好的实践。

2.4变实验教学过程的“落后性”为“现代性”

随着科技的发展，实验设备也在更新换代。教师应该熟练运用现代化的教学手段，让学生充分了解和接触科技前沿。运用这些教学设备让教学实验呈现得更加直观、简便、准确，也更具吸引力。让学生感受到现代感，让实验课堂具有先进性，让学生可以紧跟时代步伐。

3    开放式实验教学的作用

3.1能够促进学生建构物理知识

初中是学生物理学习的起始阶段，培养学生的创新意识、创造思维显得尤为重要。随着新课改的推进以及社会对教育重视程度越来越高，学校教学理念也要不断优化改进，从而使开放式实验教学这一教学方法被提出并逐步推广。

通过比较分析发现，与传统的实验教学相比，开放式实验教学不仅能够提供更大的自主探究空间，更好地培养学生的物理学习能力，而且能提高学生学习的积极性，为自主学习打下良好基础。开放式物理实验教学不仅具有自主独立性、形式能力的多向性、时间空间的开拓性、仪器设施的现代性特点，而且通过教学内容、教学行为、教学时空、实验器材的开放，能够有效破解当前实验教学面临的困境。

3.2可以丰富初中物理实验形式

在县域初中物理实验教学内容的开放式研究中，课题组通过研究和分析后认为，在明确实验目的之后，实验教学的内容开放应当包括两个层面：一是立足于课本中的实验，确保学生体验课本上所设计的实验过程;二是立足于学生的生活经验、逻辑推理能力以及想象能力，根据学生超越课本实验的思路，去接受新的实验教学内容。

3.3能夠丰富初中物理实验思路

在县域初中物理开放式实验教学的途径、方法研究中，课题组通过研究和分析认为，初中物理开放式实验教学的途径可以从实验内容、实验步骤、实验器材等多角度实现开放。而实验方法的开放则主要体现在实验原理的选择上。

比如，在典型的测电阻和测电功率的实验中，除“伏安法”之外，学生还可以开放思路得到“伏伏法”“安安法”，以及运用滑动变阻器与开关的多种组合得到多种实验方法。这样的实验方法开放，不仅符合当前考试评价的需要，对于引导学生更加灵活地理解与运用电学知识也起着非常重要的促进作用。

作为课题研究的重点，在县域初中物理开放式实验教学的途径、方法研究中，物理课题组概括了多个研究案例，得出的一个基本认识是：既然是开放式实验，那开放的途径与方法就不宜过于明确地告诉学生，教师心里要有一个开放的思路，要有多种开放途径，具体实验的时候，根据学生的反应去引导生成更多具有开放式的思路，从而让学生处于开放式实验的设计与体验状态。

3.4可以优化物理实验的评价

在县域初中物理开放式实验教学有效性研究中，课题组通过研究和分析后认为，评价开放式实验教学有效与否，关键看学生的思维过程与结果。如果学生能够积极地参与到实验设计过程中，从多种角度对实验进行思考与设计，教师再针对学生的思路进行一些引导与提示，从而促进学生的实验设计更加优化，那这样的实验设计过程就是有效的。

从实验结果的角度来看，开放式实验有效与否取决于学生对实验目的的认识是否到位。要防止出现只追求开放的热闹而忽视实验目的的情形，同时也要看学生在开放式实验设计与体验的过程中所形成的思维能力能否解决直接相关问题，并迁移到相对新颖的情境当中，只有满足这两个条件，才能认为开放式实验进行得是彻底的、有效的。

3.5可以优化初中物理实验教学范式

在县域初中物理开放式实验教学案例研究中，课题组积累了大量的教学案例，通过对这些案例的研究和分析后，课题组得出的结论是：案例研究是开放式实验研究的重要方式，是教师获得一手资料的最直接方法。

在案例研究过程中，更重要的是关注学生的实验思维。尤其是思考学生是如何控制自己的思维处于开放状态的，把握学生在参与开放式实验过程中的心理，是本课题研究的一个重要着力点。

4    开放式实验教学的实施方法

科学教育，不仅需要逻辑思维能力，更需要创造性思维。逻辑思维是收敛、封闭的，创造性思维是发散、开放的，两者的结合可以通过开放式的教学统一起来，这也需要教师在实际教学中注意教学方法。

4.1实验时空的开放

时空的开放，对部分学习能力较强的学生来说，在学习之余想要更多的机会探索，可以根据学生需要增加实验内容，进一步拓展实验探究。对动手能力欠佳的学生来说，如果不能在规定时间内完成实验，也可延长实验时间，如利用课后继续完成实验任务。而需要长时间观察的实验更需要开放性。开放的实验时空做到了尊重学生个体差异，主动了解和满足中学生的不同需求，使他们的“与众不同”得以绽放。

4.2实验内容的开放

科学研究始于观察，始于问题。对于同一情境，不同班级的学生、不同阶段的学生、不同学生个体，其观察的现象、提出的问题均有差异，实验内容不能追求刻板单一或者照本宣科。内容的开放性体现在两个方面。其一，群体的开放性。整体的内容设计本身就应该具有一定的开放性，也就是说，实验内容整体应该是动态的，具有可调节性的。其二，个体的开放性。由于目前还不能为每一位学生设计个性化的教学目标。但实验内容的开放性在于在目标设计时要考虑不同学生的个体差异，尊重个体差异，因材施教，做到既有群体目标，又有个体目标。

4.3实验资源的开放

实验资源的开放包含以下几点：一是学校资源的开放，即允许学生使用实验器材，不仅在实验室内部，也可把一部分小型、安全性实验器材借出实验室使用。二是引导学生利用身边的器材自制教具，有效发挥学生在教学中的自主性和创造性，点燃思维与创造的火花。三是社会资源的开放，开展“品传统工艺，研科学奥秘”系列开放式实验活动，将科学与技艺相融合，感受传统文化的魅力，探寻传统技艺中的科学原理。

4.4实验方法的开放

传统实验方法注重的是操作训练，开放式实验方法注重的是思维训练，是显性科学方法的训练。与“隐性”教学相比，“显性—反思性”教学更能有效提高学生对科学本质的理解，引导学生用科学的方法认识世界，用科学的方法去解决问题。

4.5师生关系的开放

建立民主、和谐、平等的师生关系是开放式教学的要求。这种开放的关系即强调教师在教学过程中的主导地位，又尊重学生在教学活动中的主体地位。要改变传统的教师一言堂、学生单纯听课的模式。要求教师与学生一起参与，一起探索，彼此分享经验与成果，教师要引导、信任、尊重学生，让学生真正成为课堂的主人，让学生敢于发言、敢于创造创新。

4.6教学评价的开放

教学评价是一种有力的教学反馈方式。开放式实验教学需要构建评价指标多元化、评价主体多样化、评价方法多类化的综合评价体系。传统的单纯结果评价为过程评价和结果评价，其整个评价主体由指导教师、实验室管理教师以及同组同学组成，缺乏学生自己的参与，这对学生参与度、学习态度以及创新能力、团队合作能力以及沟通能力等多方面考核缺乏实际支撑，并且对教师教学的评价也只是局限于学校的评价系统，缺乏教学主要对象的反馈。开放式实验教学可以网络技术为支撑，制定数字化评价方案，统计学生登录校园网学习的次数、时间以及做实验的数量等。同时，组织学生对整个实验中的经验和教训进行总结，为后续的实验与研究奠定基础。整个氛围宽松、愉悦、民主，学生的积极性得到了大幅度提高。

5    课题研究反思

开放式实验活动需要增强教师的活动组织力。由于开放式教学改变了传统的学生听教师讲的模式，实验过程的开放容易造成度和量的失控。如无序实验，学生过度自由，使教学变得杂乱无章;在自主实验中突发性事件可能性增强，教师不易把控;实验时间、空间开放容易导致学生不能有质量地完成学习任务等。如何在开放式实验中把握合适的度？这就需要教师在实际的教学中不断学习、总结、探讨，提升对学科的理解、提高驾驭课堂的能力，结合学生的发展规律与学科知识的规律及内在逻辑进行实验设计。同时，教师要提高自身处理事件的能力，能快速应对超出备课范围的突发情况，能快速调整课堂氛围，因势利导地解决问题;教师需要创设各种活动情境，给予学生广阔的探索实践空间，大胆信任、放手让学生去创造创新，思考人所未想，实践人所未做，不循规蹈矩。在开放性实验中，教师应该发挥主导作用，在适当时候适当放手，又要適当指导，使教学在可控范围内。

6    课题研究展望

尽管在实施开放式实验教学中有各种问题出现，但只有尝试并且实践才能不断进步。开放式实验的建构是一个动态的过程，需要在理论与实践的结合下不断完善和发展。开放式实验教学是必要的，是新课改的有效形式，是顺应社会要求的大势所趋。

参考文献：

[1]范哲意，刘志文，何冰松，等.开放式实验教学管理模式的探索与实践[J].实验技术与管理，2017，34（12）：203-205，217.

[2]聂绛雯.广播电视编导专业开放式实验教学改革探究[J].视听，2017（11）：227-228.