翻轉(zhuǎn)課堂模式在地方高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程中的實(shí)踐

邵明輝 陳新蓮 張海鹍 劉金祥

摘要：翻轉(zhuǎn)課堂式學(xué)習(xí)是學(xué)生以教材、教學(xué)視頻、網(wǎng)絡(luò)資料為基礎(chǔ)，將實(shí)驗(yàn)活動(dòng)提前至課前，完全掌握有限的課堂時(shí)間，在教師的引導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練以及科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程中實(shí)現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；自主能力；大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）31-0269-02

“翻轉(zhuǎn)課堂”是近年來全球教育界諸多學(xué)者關(guān)注并研究的熱點(diǎn)之一。在基礎(chǔ)教育學(xué)校中已有很多教育者將翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式付諸于行動(dòng)，并取得了良好的效果。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式完全顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)，真正將學(xué)習(xí)主動(dòng)權(quán)完全交給了學(xué)生，激發(fā)了學(xué)習(xí)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)的個(gè)性化，提高了教學(xué)效果。在高等教育中，也有部分高校成為了翻轉(zhuǎn)課堂的試點(diǎn)，高校教師也積極參與到翻轉(zhuǎn)課堂的觀摩、學(xué)習(xí)與討論中。但是，在諸多高校的翻轉(zhuǎn)教學(xué)實(shí)踐中，都是將翻轉(zhuǎn)課堂模式與理論課程教學(xué)相結(jié)合，而實(shí)驗(yàn)課程由于其特殊性很難與翻轉(zhuǎn)課堂聯(lián)系起來。

然而，實(shí)驗(yàn)課程對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、實(shí)際動(dòng)手能力有著不可替代的作用。根據(jù)教育部高等學(xué)校物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)2010年頒布的《理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》中說明了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的具體任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的基本科學(xué)實(shí)驗(yàn)技能、科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本素質(zhì)，能夠使學(xué)生在知識(shí)、技能、思維等方面得到培養(yǎng)。和傳統(tǒng)課堂相比，“翻轉(zhuǎn)課堂”與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的結(jié)合具有很大的優(yōu)勢(shì)。

一、傳統(tǒng)教學(xué)的困難

目前，在全國(guó)高校中，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備、教學(xué)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)教師等各方面客觀條件的限制，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)往往還是傳統(tǒng)的以教師講授為主的模式。學(xué)生在傳統(tǒng)的灌輸模式下，在基本實(shí)驗(yàn)原理的掌握、實(shí)驗(yàn)基本操作上具有扎實(shí)的訓(xùn)練，但在培養(yǎng)創(chuàng)新思維和科學(xué)研究能力上存在明顯的不足，也限制了學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)、個(gè)性化學(xué)習(xí)。

（一）課程定位與教學(xué)過程的矛盾

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的課程定位通常是專業(yè)必修基礎(chǔ)課，教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力、研究方法。但是，在各高校中，由于受到課程性質(zhì)、課時(shí)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等客觀因素的影響，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程沒有受到各專業(yè)及學(xué)生的重視，各地方高校中大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)際教學(xué)情況與教育部或各高校的課程定位有較大的差距。在具體教學(xué)中，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊、與專業(yè)方向脫節(jié)、教學(xué)方式傳統(tǒng)、手段單一，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中體會(huì)不到發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的樂趣。長(zhǎng)期以來，形成了學(xué)生機(jī)械地按照教師安排的步驟完成實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。

（二）教師與學(xué)生的矛盾

學(xué)生的直觀能動(dòng)性不強(qiáng)。在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的社會(huì)中，高校學(xué)生也受到社會(huì)較大的影響，部分學(xué)生的目的性非常強(qiáng)，對(duì)于不在考研范圍、課時(shí)學(xué)分少的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程大多采取蒙混過關(guān)的態(tài)度，實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)積極性不夠，缺乏學(xué)習(xí)興趣和熱情。另一方面，高校的實(shí)驗(yàn)教師往往更注重實(shí)驗(yàn)原理的講授，不注重教學(xué)方法。教師按照實(shí)驗(yàn)教材，按部就班地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的講授，將教材內(nèi)容原原本本地講授一遍，無法激發(fā)學(xué)生的興趣。最終導(dǎo)致在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課中，教師完全起主導(dǎo)作用，使學(xué)生被迫成為實(shí)驗(yàn)操作的被動(dòng)接受者。

（三）教學(xué)資源與學(xué)生自學(xué)的矛盾

各地方高校實(shí)驗(yàn)室設(shè)施參差不齊，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)儀器更是千變?nèi)f化，即使是同一原理、同一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的儀器由于生產(chǎn)廠家的不同也有較大區(qū)別，所以實(shí)際教學(xué)中很難將教材上的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)際儀器對(duì)應(yīng)起來。所以，對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生就不能在課前對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行很好的預(yù)習(xí)，即便是對(duì)實(shí)驗(yàn)課程感興趣的同學(xué)也不能進(jìn)行自學(xué)，這就造成了學(xué)生在課內(nèi)需要占用大量的時(shí)間去熟悉實(shí)驗(yàn)儀器，而對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的思考較少。

二、“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)資源的建設(shè)

為了解決實(shí)驗(yàn)課程實(shí)際教學(xué)中出現(xiàn)諸多問題，各高校的老師們都采用了很多辦法。在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，完善、補(bǔ)充各種教學(xué)資源。

（一）專用教材的編寫出版

教材是學(xué)生學(xué)習(xí)的第一手資料。為了更好地配合翻轉(zhuǎn)課堂模式的實(shí)施，我們?cè)诜治隽藢W(xué)生預(yù)習(xí)的習(xí)慣后，編寫了翻轉(zhuǎn)課堂專用教材，已由高等教育出版社出版，也為翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施提供了必要的基礎(chǔ)。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，教材中首先設(shè)置了預(yù)習(xí)要點(diǎn)，提示學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中需要掌握的知識(shí)。在教材中需要特別講解的地方設(shè)置了二維碼，學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)可以用手機(jī)掃描二維碼，鏈接到學(xué)校網(wǎng)站上，看到教師提前錄制好的教學(xué)視頻或其他教學(xué)資料。

（二）實(shí)驗(yàn)視頻的拍攝編輯

對(duì)于實(shí)驗(yàn)類課程，高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)視頻是實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂模式的關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)課程與理論課程相比，有其自身的特點(diǎn)，我們將每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、儀器操作等內(nèi)容拆分為5～10個(gè)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，編寫腳本，用微課視頻的形式將關(guān)鍵問題說明。然后將實(shí)驗(yàn)視頻上傳至學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)課程中心，將視頻的網(wǎng)址轉(zhuǎn)換為二維碼，放置在教材中，學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中，遇到關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，用手機(jī)掃描二維碼即可打開視頻，進(jìn)行學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)了按需學(xué)習(xí)、隨時(shí)學(xué)習(xí)。

（三）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的重組

在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程中我們根據(jù)學(xué)生的專業(yè)，有針對(duì)性地設(shè)置了不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。將實(shí)驗(yàn)方法或?qū)嶒?yàn)內(nèi)容接近的項(xiàng)目進(jìn)行了分組。再如，給電氣專業(yè)、信息專業(yè)的學(xué)生設(shè)置了“二蹤示波器的使用”和“聲速的測(cè)定”這一組實(shí)驗(yàn)操作相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在學(xué)會(huì)使用示波器后，緊接著進(jìn)行聲速測(cè)定實(shí)驗(yàn)，復(fù)習(xí)鞏固了示波器的使用，又順利地完成了聲速在氣體、固體中的測(cè)量。

三、“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的實(shí)踐

根據(jù)以上對(duì)高校中大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)教學(xué)的分析，結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂以及前期教學(xué)資源的建設(shè)，充分發(fā)揮微課視頻的優(yōu)勢(shì)，我們?cè)诙鄠€(gè)班級(jí)中進(jìn)行了“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的實(shí)踐。

（一）教學(xué)流程設(shè)計(jì)

針對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求與特點(diǎn)，我們按照充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性的原則，設(shè)計(jì)了“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的流程，如圖所示。

（二）實(shí)踐過程

1.課前預(yù)習(xí)階段。學(xué)生通過教材、微課視頻、預(yù)習(xí)報(bào)告等多種學(xué)習(xí)資源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。學(xué)生根據(jù)我們?cè)O(shè)定的預(yù)習(xí)問題進(jìn)行教材的閱讀、視頻微課的觀看、預(yù)習(xí)報(bào)告的填寫來完成預(yù)習(xí)。要做好學(xué)生的預(yù)習(xí)，教師必須根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)知的特點(diǎn)設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的預(yù)習(xí)問題、預(yù)習(xí)報(bào)告，然后教師對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的知識(shí)體系進(jìn)行構(gòu)建，完成微課視頻的拍攝與編輯。學(xué)生需要在上課時(shí)提交自己的預(yù)習(xí)報(bào)告，并將預(yù)習(xí)中的疑點(diǎn)反饋給教師，以便教師及時(shí)掌握學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。

2.課堂實(shí)驗(yàn)階段。在上課時(shí)，學(xué)生獨(dú)立自主地完成實(shí)驗(yàn)，這是學(xué)生掌握知識(shí)的關(guān)鍵階段。教師不再講授內(nèi)容，不占用課堂時(shí)間，但要負(fù)責(zé)組織、維護(hù)好實(shí)驗(yàn)課堂的教學(xué)秩序，同時(shí)還要監(jiān)督好實(shí)驗(yàn)儀器的使用情況，避免實(shí)驗(yàn)儀器的損壞。在這個(gè)階段，教師鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，并引導(dǎo)學(xué)生自己解決問題，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)腦思考的能力。教師在整個(gè)實(shí)驗(yàn)課堂中，不間斷地了解學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在預(yù)習(xí)或?qū)嶒?yàn)操作中出現(xiàn)的問題，及時(shí)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行修正，根據(jù)學(xué)生的問題進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)。

3.評(píng)價(jià)階段。教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)貫穿于整個(gè)教學(xué)流程，是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的綜合評(píng)定，是一種形成性評(píng)價(jià)。良好的評(píng)價(jià)能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)起到監(jiān)督和強(qiáng)化作用。教師需要對(duì)學(xué)生的課前預(yù)習(xí)、課堂操作、課后報(bào)告進(jìn)行多維度的分析評(píng)級(jí)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程中的亮點(diǎn)并給予及時(shí)的肯定。正確、適當(dāng)?shù)膶W(xué)生評(píng)價(jià)可以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)起到很大的激勵(lì)作用，也能最大限度地體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課程的教育功能。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的評(píng)價(jià)也是多角度、多方位的。我們以完成實(shí)驗(yàn)為基本要求，鼓勵(lì)學(xué)生展示個(gè)性。例如，對(duì)在實(shí)驗(yàn)課程中，常問問題，又有很多想法的同學(xué)，應(yīng)當(dāng)積極給其建議，使其發(fā)揮喜歡動(dòng)腦的優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)科學(xué)分析、研究問題的能力。

四、結(jié)束語

本文利用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式契合了“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，體現(xiàn)了課堂上學(xué)生的主體地位、教師的主導(dǎo)地位，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，利于學(xué)生知識(shí)架構(gòu)的有效形成。在教學(xué)過程中，教師借助信息化網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮主導(dǎo)作用，貫徹“自主—探究—合作”的教與學(xué)的觀念。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)自己的個(gè)性需要，激發(fā)自身的控制和校正能力，建立實(shí)驗(yàn)的知識(shí)框架，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，獨(dú)立或團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)。

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