开放性作业在实验教学中的应用探讨----以近代物理实验为切入点

一．作业

“作业”在《辞海》里的解释为“为完成生产、学习等方面的既定任务而进行的活动。”

而作业在《教育大辞典》里被分为课堂作业和课外作业两大类。

课堂作业是教师在上课时布置学生当堂进行操练的各种练习，课外作业是学生在课外时间独立进行的学习活动，是检测学生是否学会课上的知识点的一种方法。

二．开放性

“开放性”在《现代汉语词典》中是解除封锁、禁令、限制的意思

本课题中的开放性作业是指，教师布置给学生的作业，而这种作业是信息不完备、目标不确定或解题策略不唯一、答案不定的一种作业。

三传统作业

传统作业的题目一般是直接来自于教材中或习题册中，多以计算题、思考题为主。这种作业是老师根据教学内容随堂布置给学生以检测学生的掌握程度。传统作业的缺点体现在它的题型单一，内容局限性大，跨章节甚至跨学科的综合性题目较少，容易限制学生思维，不利于培养学生自主运用知识的能力。

四所谓“开放性作业”，即让学生在宽泛的条件和环境下自主完成的非统一性和非标准性的作业。开放性作业无标准答案或模板，形式多种多样，如社会调查、实验探究、辩论讲座、宣传广告、科学小论文等，目的是倡导学生自主学习、探究学习以及合作学习。

相对于传统作业，“开放性作业”中的开放性主要体现在以下几点（从条件过程结论，内容时间空间方面）：

（1）作业条件开放性，题目情景是开放性的，问题条件可能不完备

（2）作业立意开放性，不仅可以考察学生知识掌握和运用的能力，还可以同时考察学生观察能力和动手能力以及社交能力等

（3）涉及领域开放性，不局限于某一学科或某一领域，可以综合运用各个学科的知识来完成开放性作业

（4）解题方法开放性，可能涉及实验、调查、实地考察、观察等多种解题方式

（5）作业形式开放性，作业结果可以自主选择论文、报告、实物、图表等任意形式

（6）作业评价方式开放性，一般没有标准答案，因此可以有展示式评价、表彰式评价、成果式评价、档案式评价等等

（7）开放性作业时间上一般为长期作业，让学生有充足的时间完成

（8）开放性作业空间上不局限于课本课堂，更要在课外，在社会中实践

五．开放性作业在实验教学中的意义

1 在完成作业的过程中，让学生获得知识和技能，并且培养发现问题、解决问题的能力，以及养成善于观察思考的习惯。

2 作业不应是被动的过程，不是课堂知识的机械练习或强化储存，而要调动学生的积极性，使学生产生兴趣，自发去完成。因此要重视学习动机，不要让学生感到无聊。并且让学生在能够调动已有的知识技能的同时，尝试解决新问题，吸收新知识，构建或完善新的知识结构体系。

3 学生创新意识和发散性思维需要不断培养，传统作业容易养成一种思维定式，而开放性的作业有利于打开思路开阔视野，让学生“大开脑洞”、进行“头脑风暴”，发表主见，迸发灵感。

4 拓展学习空间，完成开放性作业的过程不仅是一种学习，更是一种实践和体验，有利于学生全面的发展

5促进教学相长，学生的想法可能超出教师预期，通过交流探讨，不仅能让学生学习到新知识，教师也能从学生独到的见解中得到启发。

6 现实生活中很多问题都是综合性的，涉及到各方面以及各个学科的知识。开放性作业的布置有利于各学科知识的融合，让学生更全面看待问题，内化知识，自主构建并完善知识结构，将各学科相互联系，融会贯通，实现思想性与科学性的统一，使知识更容易被保存提取和迁移。这样更有利于培养创新性复合型人才。

四．理论支持

建构主义学习理论的形成与发展对当代教育理论与教育实践都有广泛的影响，尤其是其理论中所概括的知识观、学习观和学生观的核心思想，能够给予当前的教育实践很多启发。

（1）从建构主义的知识观出发，建构主义强调了知识是个体对现实的理解和假设，并受到特定经验和文化的影响，因此每个人对知识所构建的理解是不同的。教师在教育教学过程中要让每个学生能够按照他的知识经验构建出新的知识内容。

（2）从教学的角度来看，建构主义认为学习就是主体对学习客体的主动探索、不断变革，从而建构对客体意义理解的过程。因此在教学中应当注意学生的有意义建构，通过适当的教学策略来启发学生进行自主建构认知结构。

（3）从学习者角度出发，建构主义认为学生是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被灌输对象，因此在教学过程中除了传统知识的传授，还应当充分发挥学生的主体地位，强调学生的自主性和能动性，让学生在学习过程中能够主动发现并分析解决问题。

建构主义知识观强调知识的动态性，强调学习者本身已有的经验结构，认为学习者在学习新信息、解决新问题时往往可以基于相关的经验，依靠其认知能力来对问题进行解释。

基于建构主义学习理论，开放性作业以学生为主体，调动学生的自主学习能力，有利于学生基于已有知识经验来构建出新的知识内容。

六．国外5E学习环

在20世纪60年代，美国教育家卡普拉斯及同事在“科学课程改进研究”中提出了三阶段学习环，分别是初步探索―概念介绍―概念运用。随后，美国生物科学研究主要研究者拜比在此基础上，通过不断的实践研究，将学习环发展为“5E学习环”。之所以称为“5E”，是由于它的一般程序分为五个阶段，每一阶段的英文首字母都是“E”，即：

参与（Engagement）―这一阶段的教学目的是引发学生的好奇心和兴趣，通过活动使学生将过去和现在的学习经验联系起来，了解学生的想法，并且关注学生在活动中学习成果的思考历程。

探究（Exploration）―这个教学过程中，教师鼓励学生操作，不直接说明答案，扮演聆听、观察的角色，必要时给学生更深入的问题重新引导。

解释（Explanation）―鼓励学生用自己的话说出实验的想法，要求学生根据事实来澄清概念；教师应该以学生先前的经验为基础来解释概念，并适时进行概念的定义和解释。

精致（Elaboration）―教师要了解学生已掌握的概念，并予以挑战及延伸，给学生提供验证预期问题的实验或思考机会，鼓励学生将概念应用到新的情境中，获得更多信息和发展更高层次的技能。

评价（Evaluation）―观察学生如何应用新的概念和技能来解决生活中的问题，提出开放性的问题来评价学生，并鼓励学生进行自我评价。（[]美国探究教学模式述评）

“5E学习环”是一种以建构主义为主要思想的教学模式，并强调以学生为主体，发展学生的探究、创新能力。所以“5E学习环”在教育行业得到了广泛推广。

开放性作业模式可以参考5E学习环

七．以华东师范大学2013级近代物理实验作业为例分析

题目：亲，近代物理实验电子商城推出庆祝国庆节活动啦！看图片写文章送红包（积分加5分），小伙伴们都惊呆了！活动时间：2015年9月10日至2015年10月10日。活动对象：本学期修读近代物理实验课程的学生。活动内容：写一篇文章来对图片进行解读，从中获得尽量多的信息，文章格式参照期刊学术论文格式，必须要有参考文献，根据文章中图片解读的程度和信息量进行评分，满分为积分5分。若有同学自己拍照片在写文章符合要求，除文章积分外可另外酌情加积分（满分为5分）。这里的文章指期刊中的学术论文。活动规则：数量不限，没人限领一次。本活动最终解释权归近代物理实验课程教学小组。

（图片内容第一组图：电梯内警示标志图右上角小部分脱离表面；第二组图：一段时间以后被撕去；第三组图：反映后重贴的图）

选题背景：教师在近代物理实验楼电梯中无意发现，电梯安全警示标志图右上角有小部分脱离表面，过几天后标志被撕去。教师向有关部门反映并要求其重新贴上，而在贴上标志时需要断电。但是贴上后的图片与贴上前（原有）图片不一致，于是教师查阅相关资料，发现与上海市质量技术监督局出示的电梯安全警示标志参考样式相比较，两次都贴错了。