理念的顛覆與實踐:從翻轉(zhuǎn)的課堂到翻轉(zhuǎn)的實驗

陳明煜

摘?要：結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)實踐，文章論述了在移動互聯(lián)時代微課視頻的設(shè)計思路和課堂物理實驗教學(xué)的理念創(chuàng)新。以筆者的教學(xué)實踐《流體流速與壓強的關(guān)系》作為案例，對翻轉(zhuǎn)課堂形式的物理實驗探究課的設(shè)計和實施策略進行了研究，提出了“實驗也可以翻轉(zhuǎn)”的教學(xué)理念和實施方法。以期為我國實現(xiàn)物理實驗探究的教學(xué)模式創(chuàng)新以及如何在實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力、實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：微課?翻轉(zhuǎn)課堂?物理實驗?移動學(xué)習(xí)?無紙化教學(xué)

中圖分類號：G632文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-2117（2014）12-000-02

1?物理翻轉(zhuǎn)課堂實施過程中的問題

隨著智能手機、平板電腦，以及3G網(wǎng)絡(luò)和Wifi信號的普及，無線的、移動的信息互聯(lián)時代給教育帶來的沖擊和變革不可避免，為基于移動學(xué)習(xí)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐提供了技術(shù)基礎(chǔ)。筆者在多次翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐中，發(fā)現(xiàn)各方參與者對微視頻學(xué)習(xí)和翻轉(zhuǎn)課堂質(zhì)疑最多的地方主要有兩個。

第一，翻轉(zhuǎn)課堂在前置微視頻中就直接把知識講授給學(xué)生，把知識傳授由課堂前置到了課前，把知識的內(nèi)化由課后前置到了課堂。但是在這樣的微課前置學(xué)習(xí)中，學(xué)生只能夠較為被動地接受視頻講授，學(xué)生并沒有動手探究和知識自我建構(gòu)的過程和體驗，課堂的所謂知識內(nèi)化過程很容易淪落為作業(yè)訓(xùn)練，這是否又回到了典型的應(yīng)試教育——填鴨式灌輸？

第二，物理課的學(xué)生實驗主要是模擬和還原科學(xué)家的實驗過程，其目的是學(xué)生通過動手實驗和過程體驗，完成知識的自我建構(gòu)，提高探究能力。這樣的實驗課又該如何翻轉(zhuǎn)？

這兩個問題引起了筆者的思考，促使筆者拋開傳統(tǒng)教學(xué)的禁錮，提出了自己的微課視頻教學(xué)模式和“翻轉(zhuǎn)實驗”的物理實驗教學(xué)新理念。

2?進階式微課與前置學(xué)習(xí)游戲化

2.1?理論依據(jù)

活動學(xué)習(xí)理論認為，學(xué)習(xí)不是傳輸?shù)倪^程，也不是接受的過程。學(xué)習(xí)是一個有意圖的、積極的、自覺建構(gòu)的實踐過程，包括互動的意圖、行動和反思活動(Jonassen，2000)。

在大多數(shù)微課視頻的學(xué)習(xí)過程中，雖然學(xué)生能依據(jù)自己的特點選擇觀看視頻的側(cè)重點、次數(shù)和速度等，完成信息的主動加工，而且當(dāng)遇到難以理解的知識點時，也可以隨時后退、反復(fù)觀看視頻。但是對于學(xué)生來說，這仍然是傳統(tǒng)的、單一的知識傳輸和接受過程，缺少有意圖的、積極的、自覺的建構(gòu)的實踐活動，無法激發(fā)學(xué)生互動的意圖、行動和反思活動。要把微課視頻接受式學(xué)習(xí)改造成包括互動、行動和反思在內(nèi)的豐富的學(xué)習(xí)活動才是微課的長久發(fā)展之道。

2.2?實施策略

筆者通過把微課視頻學(xué)習(xí)過程進行分割、進階，并且穿插多樣化的進階任務(wù)（如在線測試過關(guān)和家庭檢驗試驗）完成微課學(xué)習(xí)的游戲化改造，使單一的、被動的、接受式學(xué)習(xí)過程變成了豐富有趣、容易動手操作的游戲過程。由于每個環(huán)節(jié)時間很短，除了相關(guān)實驗用到家庭生活物品外，其他游戲環(huán)節(jié)學(xué)生都可以通過移動互聯(lián)終端設(shè)備隨時隨地完成。

對于《流體流速與壓強的關(guān)系》的微課學(xué)習(xí)，具體的進階練習(xí)分為三部分。

第一部分：看完第一段四個真假實驗的微課視頻后，學(xué)生有了想一探究竟的欲望，布置學(xué)生依照家庭實驗，自己做真實實驗以辨別視頻內(nèi)容的真?zhèn)巍Ｅ袛嗾_才可以進階到第二段微課視頻的學(xué)習(xí)中。學(xué)生在過關(guān)游戲和動手實驗中對該知識點有了體驗和初步建構(gòu)。

第二部分：學(xué)生觀看第二段微課視頻，完成在線過關(guān)測試，這部分的在線測試答案均能在第二段微課視頻中找到，較為簡單。通過自動生成的成績，有錯誤的題目學(xué)生可以馬上通過反復(fù)觀看學(xué)習(xí)相關(guān)片段找到答案，及時在線更正錯誤。

第三部分：完成在線過關(guān)測試后，學(xué)生才能進入最后一個階段，即完成第二段微課視頻中留的實驗作業(yè)：利用生活中的物品自主設(shè)計完成實驗，論證原理。這個作業(yè)是個開放性的實驗設(shè)計，充分激發(fā)了學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，并且為課堂的知識內(nèi)化和應(yīng)用探討打下了基礎(chǔ)，準(zhǔn)備了素材。學(xué)生帶到課堂來的設(shè)計作品也確實是千奇百怪，充滿創(chuàng)意卻沒有雷同，但都能驗證同一個原理——流速越大，壓強越小。

3?課堂——“翻轉(zhuǎn)的物理實驗”

3.1?理論依據(jù)

多數(shù)人認為，翻轉(zhuǎn)課堂的局限之一，就是學(xué)生實驗課是無法實現(xiàn)“翻轉(zhuǎn)”的。因為學(xué)生實驗的目的就是通過模擬科學(xué)家的實驗過程，通過實踐的體驗，幫助學(xué)生完成知識的自我建構(gòu)和內(nèi)化，提高其探究能力。而翻轉(zhuǎn)課堂通過微課視頻，把結(jié)論性知識直接呈現(xiàn)給了學(xué)生，如何讓學(xué)生體會知識“從無到有，通過實驗自主建構(gòu)”的過程呢？

筆者長期從事物理實驗教學(xué)，自從事翻轉(zhuǎn)課堂實驗教學(xué)后，一直在思考：我們?yōu)槭裁匆寣W(xué)生模擬科學(xué)家得出物理定律的過程？科學(xué)家得出相關(guān)原理的過程一般都是長時間的試錯和改進，逐步優(yōu)化成型的，是一個復(fù)雜而漫長的過程。而實際上我們讓學(xué)生模擬的實驗已經(jīng)大大的優(yōu)化和簡化了，我們設(shè)定了一個簡單而且全面規(guī)避各種問題的“模子”讓學(xué)生往里面鉆，讓學(xué)生在沒有試錯的情況下，在幾十分鐘的時間里輕松得出一個速成的結(jié)論。這樣順利而快速的“知識自我建構(gòu)”真的有預(yù)計的那么有效嗎？

能不能打破傳統(tǒng)實驗教學(xué)理念的約束和禁錮，進行一次觀念上的翻轉(zhuǎn)？筆者嘗試了“翻轉(zhuǎn)的物理實驗”。即學(xué)生通過微課視頻，在已經(jīng)學(xué)習(xí)了相關(guān)物理原理后，再對該原理進行驗證性、應(yīng)用性的實驗，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生把學(xué)得的物理知識轉(zhuǎn)化為應(yīng)用的能力。

人類社會不僅僅需要愛因斯坦式的理論開創(chuàng)，也需要喬布斯式的應(yīng)用創(chuàng)新。我們需要大科學(xué)家，需要理論的開創(chuàng)者，更需要大量工程師、技術(shù)人員，需要大量把理論轉(zhuǎn)化實際生產(chǎn)力的應(yīng)用創(chuàng)新人才。筆者在《流體流速與壓強的關(guān)系》這節(jié)翻轉(zhuǎn)課堂實驗課的課堂教學(xué)處理中，首先把需要學(xué)生自主探究得出的物理原理通過微課視頻告知學(xué)生，再在課堂中通過實驗驗證結(jié)論，通過應(yīng)用性實驗解決實際問題，實現(xiàn)了“實驗的翻轉(zhuǎn)”。

3.2?課堂干什么

“流體流速與壓強的關(guān)系”知識點本身比較簡單，學(xué)生通過微視頻自學(xué)就可以掌握得比較好了，那么課堂干什么呢？這個看似簡單的知識點在生活中的利用價值是沒有被學(xué)生充分挖掘出來的。筆者依據(jù)學(xué)情，設(shè)計了以下兩個課堂目標(biāo)：

第一，學(xué)生能夠利用最普通、最常見的物品自己設(shè)計實驗，驗證原理，領(lǐng)悟物理原理就在生活之中。

第二，引導(dǎo)學(xué)生利用該知識，設(shè)計方案，解決生活中的實際問題。這都是開放性的實驗設(shè)計，既訓(xùn)練了學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力，又提高了學(xué)生解決實際問題的能力。

3.3?實施策略

環(huán)節(jié)一：知識點梳理。針對學(xué)生微課學(xué)習(xí)后在線過關(guān)測試中出現(xiàn)的問題，進行知識點梳理和易錯點疑難點的解析。

環(huán)節(jié)二：“創(chuàng)意實驗展示”環(huán)節(jié)，是課堂主要內(nèi)容之一。學(xué)生能夠利用最普通、最常見的物品自己設(shè)計實驗，驗證原理，全班沒有一個實驗是完全雷同的。

環(huán)節(jié)三：“合作探究”，是課堂第三個層次和主要環(huán)節(jié)。引導(dǎo)學(xué)生利用該知識點，解決實際問題——如何使軟管變成吸塵器，吸起地面的泡沫碎屑。

環(huán)節(jié)四：“拓展創(chuàng)新”，是課堂的高潮和核心。依據(jù)微課視頻學(xué)習(xí)的內(nèi)容，設(shè)計開放性實驗方案，如解決深圳濱海大道地下人行過道不通風(fēng)的問題。學(xué)生在iPad上畫出各種設(shè)計方案，通過AppleTV無線直播的方式，讓每位學(xué)生都能把自己的iPad畫面同步直播到投影儀大屏幕上展示，讓全體學(xué)生都能參與研討。充分培養(yǎng)了學(xué)生對所學(xué)知識的創(chuàng)新應(yīng)用和解決實際問題的能力。同時通過平板電腦作畫，通過無線互聯(lián)展示，實現(xiàn)了信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用。

4?移動學(xué)習(xí)與無紙化教學(xué)的技術(shù)支持

4.1?理論依據(jù)

移動學(xué)習(xí)（MobileLearning）是一種在移動計算設(shè)備的幫助下，能夠在任何時間、任何地點發(fā)生的學(xué)習(xí)。移動學(xué)習(xí)所使用的移動設(shè)備必須能夠有效地呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容并且提供教師與學(xué)習(xí)者之間的雙向交流。

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移動學(xué)習(xí)在數(shù)字化學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上通過有效結(jié)合信息技術(shù)帶給學(xué)習(xí)者隨時隨地學(xué)習(xí)的全新感受，被認為是一種未來的學(xué)習(xí)模式，或者說是未來學(xué)習(xí)不可缺少的一種學(xué)習(xí)模式。

本節(jié)課在微課視頻學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)生充分應(yīng)用到智能手機、平板電腦以及3G網(wǎng)絡(luò)和Wifi信號，實現(xiàn)了隨時隨地的個性化學(xué)習(xí)。在線測試系統(tǒng)以及微課學(xué)習(xí)與過關(guān)練習(xí)結(jié)合的進階游戲系統(tǒng)，都需要開發(fā)相應(yīng)的互聯(lián)網(wǎng)程序和功能性軟件才能實現(xiàn)。筆者所在學(xué)校技術(shù)部門已經(jīng)開發(fā)出相應(yīng)在線平臺（http://61.144.246.9/flipclassnew/Default.aspx），學(xué)生只需在移動終端打開應(yīng)用就可以開展學(xué)習(xí)活動。教師則在教師端口，應(yīng)用手機、iPad等移動終端及時跟進、監(jiān)控、反饋，新技術(shù)的應(yīng)用使教與學(xué)的互動沒有了時間和空間的限制，非常便利。

4.2?課堂環(huán)節(jié)的無線互聯(lián)技術(shù)

在課堂的創(chuàng)意實驗過程中，可以通過學(xué)生平板電腦實時提交在線平臺，同步智能生成結(jié)果，無需教師逐個批改。教師在課堂由“知識的講授者”角色轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖叹殹?、“輔導(dǎo)員”的角色。學(xué)生對地下通道改造的方案也是通過iPad畫圖呈現(xiàn)，通過無線互聯(lián)技術(shù)實時提交，在大屏幕上同步直播每個愿意展示的學(xué)生的方案，與所有學(xué)生分享和探討。

4.3?無紙化教學(xué)的實現(xiàn)

無紙化教學(xué)是目前歐美國家和我國香港地區(qū)許多教育機構(gòu)倡導(dǎo)的一種利用先進科技實現(xiàn)的綠色教學(xué)理念。整個課程從教師到學(xué)生，從微課視頻學(xué)習(xí)到課堂知識內(nèi)化，從知識傳授到在線練習(xí)，不使用任何紙質(zhì)工具。除了實驗需要的實物，其他全部通過無線網(wǎng)絡(luò)和移動終端實現(xiàn)。最便捷的科技應(yīng)用，不僅是教學(xué)發(fā)展的趨勢，也是“環(huán)保課堂”、“低碳課堂”的理念追求。

5?結(jié)語

實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，選擇“流體流速與壓強的關(guān)系”這個課題，是因為它不僅知識點單一，便于學(xué)生前置學(xué)習(xí)，適合“翻轉(zhuǎn)”，而且應(yīng)用廣泛。

通過這次實踐，筆者深刻體會到，教學(xué)不是工廠化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的磨具，學(xué)生不是標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。如果我們把程式化的實驗探究，翻轉(zhuǎn)成應(yīng)用性實驗的設(shè)計和創(chuàng)意，讓學(xué)生充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，敢于站在時代的前沿，應(yīng)用最新科技探索未來，這樣我們的學(xué)生才是充滿創(chuàng)意和想象力的、面向未來的、獨一無二的人。

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