物理“翻轉(zhuǎn)課堂”與“傳統(tǒng)課堂”案例比較研究
——以“電場線”教學為例

李恒宇

(西南大學物理科學與技術(shù)學院 重慶 400715)

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物理“翻轉(zhuǎn)課堂”與“傳統(tǒng)課堂”案例比較研究
——以“電場線”教學為例

李恒宇

(西南大學物理科學與技術(shù)學院 重慶 400715)

“翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式近年來得到了廣泛的關(guān)注，逐漸對“傳統(tǒng)課堂”教學模式造成沖擊，而兩者的對比研究卻很少有人涉足．現(xiàn)以“電場線”教學為例，分別從2種教學模式的教學目標、教學重難點、教學內(nèi)容、實驗教學、教學過程、教學媒體、教學評價7個維度進行了比較分析．希望通過分析比較出2種教學模式的異同并得出結(jié)論，對一線物理教學有所啟發(fā)．

翻轉(zhuǎn)課堂 傳統(tǒng)課堂 電場線 比較研究

1 “翻轉(zhuǎn)課堂”的簡介

“翻轉(zhuǎn)課堂”(Flipping Classroom)起源于美國科羅拉多州落基山林地公園高中，該高中的一些學生由于各種原因缺課而跟不上教學進度，這種現(xiàn)象困擾著林地高中的兩位化學老師----喬納森·伯爾曼(Jon Bergmann)和亞倫·薩姆斯(Aaron Sams).為了解決這一問題他們開始用錄屏軟件去錄制Powerpoint演示文稿和教師講解的音頻，然后上傳到網(wǎng)站上供學生下載和在線觀看，希望缺課的學生通過觀看視頻來趕上化學教學進度．通過對這種教學方式的進一步思考，他們創(chuàng)新了這種教學方式：教師預先錄制教學視頻，學生在上課的前一天晚上通過下載或者在線觀看教學視頻．在第二天的課堂上，教師為在完成作業(yè)和做實驗過程中有困難的學生提供幫助和指導．這和傳統(tǒng)課堂的“老師白天在教室教學，學生晚上回家完成作業(yè)”的方式正好相反，因此這種教學模式被稱為“翻轉(zhuǎn)課堂”、“顛倒課堂”或“反轉(zhuǎn)課堂”等[1]．

在2007年以后，“翻轉(zhuǎn)課堂”這種全新的教學模式在美國科羅拉多州的部分地區(qū)逐漸流行開來，得到了教師們的普遍認可．隨后“可汗學院”、“慕課”(MOOCs)等網(wǎng)絡(luò)開放課程興起，成功解決了教師制作高質(zhì)量教學視頻困難的障礙，“翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式也因此進一步得到推廣，逐漸成為全世界教育者關(guān)注的熱點[2]．在我國，“翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式也引起了教育界人士極大關(guān)注，重慶市江津聚奎中學和廣州市海珠區(qū)第五中學率先開始了翻轉(zhuǎn)課堂的教學實驗．聚奎中學總結(jié)出了翻轉(zhuǎn)課堂的實際操作的三個“翻轉(zhuǎn)”、課前四環(huán)節(jié)、課堂五步驟和六大優(yōu)勢，簡稱“三翻”“四環(huán)”“五步”“六優(yōu)”[3]．我國網(wǎng)絡(luò)開放課程和學習平臺建設(shè)方面也正處在積極地探索階段，2013年8月和9月，華東師范大學慕課中心牽頭，成立了基礎(chǔ)教育的C20慕課聯(lián)盟．2014年5月8號網(wǎng)易云課堂推出了中國MOOC，課程提供者包括北京大學、浙江大學、中國科學技術(shù)大學、復旦大學、哈爾濱工業(yè)大學等多所知名高等學府[4]．

2 “翻轉(zhuǎn)課堂”與“傳統(tǒng)課堂”中“電場線”的教學過程

2.1 電場線“翻轉(zhuǎn)課堂”教學過程

2.1.1 課前

課前，教師需要分析“電場線”教學目標并進行課堂教學準備，主要包括制作教學視頻、設(shè)計自主學習任務(wù)單、準備課堂實驗設(shè)計及器材、編制作業(yè)4部分內(nèi)容，學生需要在課前打開資源包，根據(jù)自主學習任務(wù)單對必學內(nèi)容進行自學并完成相應(yīng)的學習任務(wù)．個別同學在學有余力的情況下，選擇繼續(xù)學習資源包中選學內(nèi)容并完成學習任務(wù)．

(1)教師制作教學視頻

本節(jié)知識點視頻內(nèi)容設(shè)計包括必學內(nèi)容、選學內(nèi)容2個部分，具體設(shè)計如表1所示.

表1 課前視頻制作內(nèi)容

(2)教師設(shè)計自主學習任務(wù)單

自主學習任務(wù)單包括學習指南、學習任務(wù)2部分內(nèi)容，學生在課前需要依據(jù)自主學習任務(wù)單的要求完成課前對“電場線”的學習，具體自主學習任務(wù)單設(shè)計如下.

表2 自主學習任務(wù)單

(3)教師準備實驗設(shè)計及器材、編制作業(yè)

由于本節(jié)知識需要學會能夠驗證幾種常見電場的電場線，因此在課前教師需要準備驗證的實驗器材(蓖麻油、培養(yǎng)皿、幾種常見的電場、頭發(fā)屑等)并編制學生自主學習和課堂練習鞏固的作業(yè)題．

(4)學生根據(jù)自主學習任務(wù)單進行學習并完成相關(guān)的學習任務(wù).

2.1.2 課中

(1)教師釋疑拓展

根據(jù)前面學生課前的反饋，教師需要對學生在課前學習中存在較為突出的問題統(tǒng)一進行釋疑，而釋疑的方法應(yīng)該根據(jù)實際情況采取不同的方法，如統(tǒng)一講解、引導探究、合作討論等．

(2)學生實驗探究

教師需要將學生分為若干個實驗小組，各小組探討出該小組最終的驗證實驗方案并通過實驗驗證幾種常見電場的電場線．在這個過程中，教師還需要引導學生通過實驗總結(jié)出電場線的性質(zhì)．教師在整個過程中需要巡視，管理課堂紀律，必要時應(yīng)進行個別指導．

(3)教師歸納總結(jié)

教師對電場線概念、幾種常見電場的電場線形狀、電場線的性質(zhì)以及勻強電場的概念、電場線形狀及性質(zhì)進行歸納總結(jié)．

(4)學生練習鞏固并糾錯

學生完成教師在課前編制的作業(yè)來練習鞏固，對于出現(xiàn)的錯誤，學生可通過參看課后答案、習題解析視頻以及直接求助教師進行糾錯并反思．

2.1.3 課后

個別同學通過教師提供的交流平臺對本節(jié)課一些未理解掌握的知識點進行課后交流．

2.2 電場線“傳統(tǒng)課堂”教學過程

2.2.1 課前

學生在“傳統(tǒng)課堂”教學模式課前基本不需要為新課做任何準備，而教師在課前需要對教學目標分析并進行課堂教學準備，主要內(nèi)容包括編寫教學案、制作課堂教學PPT課件、準備實驗器材、編寫作業(yè)4個方面．

2.2.2 課中

(1)復習導入

通過復習電場強度的相關(guān)知識，并引導學生思考電場如何分布．從而引出電場線的教學．

(2)新課教學

1)實驗激趣

教師完成范式起電機演示實驗，讓同學觀察金屬球上小紙片的分布情況，從而引出帶電體周圍的電場的分布是有規(guī)律可循的，并由此激發(fā)學生學習的興趣．

2)概念教學

在接下來的時間里，教師對電場線定義，正電荷電場線的分布、負電荷周圍電場線的分布、等量異號電荷的電場線、等量同號電荷的電場線、點電荷與帶電平板間的電場線以及均勻帶異號電荷無限大平行金屬板間電場線的分布及性質(zhì)進行教學，并要求學生能夠描繪這幾種常見電場的電場線．

3)模擬實驗

此階段，教師通過蓖麻油演示實驗?zāi)M5種或者其中幾種常見電場的電場線，讓同學們觀察頭發(fā)碎屑在加上電場的蓖麻油里面的分布情況，設(shè)計目的是為了讓抽象的知識具體化，并直觀地向同學們展示5種電場的電場線的特征．

4)歸納總結(jié)

這一階段是對本節(jié)知識進行歸納總結(jié)，包括對電場線的概念、幾種常見的電場線、電場線的基本性質(zhì)以及勻強電場的概念、性質(zhì)和電場線的分布等進行總結(jié)歸納．

(3)評價反饋

學生需要在課堂上完成教師在課前編制的少量習題，教師并檢查批改，目的為了讓學生練習鞏固本節(jié)知識并方便教師掌握學生的學習情況．

2.2.3 課后

學生在課后主要的任務(wù)是完成課后練習以及教師指定的輔導書上的習題，而教師需要批改學生作業(yè)并在課堂上就錯誤率較高的問題進行講解．

3 物理“翻轉(zhuǎn)課堂”與“傳統(tǒng)課堂”比較

3.1 教學目標比較

新課程標準提出教學目標需要從——知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀——3個維度來分析，“傳統(tǒng)課堂”與“翻轉(zhuǎn)課堂”在實現(xiàn)三維目標時略有不同，在知識與技能維度，前者比后者更為強調(diào)知識與技能目標的達成，如課前教師為本節(jié)知識與技能的傳授精心編制教學案，制作教學PPT；在整堂課的教學中，教師根據(jù)學生心理認知規(guī)律將本節(jié)知識與技能傳授給學生；課后學生通過大量的習題練習鞏固本節(jié)所學的知識與技能．在過程與方法維度，“翻轉(zhuǎn)課堂”則優(yōu)于“傳統(tǒng)課堂”，前者更注重方法和能力的獲得，后者更注重知識與技能的獲得．如在“電場線”性質(zhì)教學中，“傳統(tǒng)課堂”的教師是通過講授法直接灌輸給學生，而“翻轉(zhuǎn)課堂”的教師則是引導學生自主設(shè)計實驗并探究其性質(zhì)．在情感態(tài)度與價值觀維度，“翻轉(zhuǎn)課堂”與“傳統(tǒng)課堂”各具優(yōu)勢，“傳統(tǒng)課堂”的教師可根據(jù)學生情況臨時調(diào)整教學內(nèi)容，及時監(jiān)督糾正學生的錯誤認識并能進行個別化教學；而在“翻轉(zhuǎn)課堂”中，教學具有更多可選內(nèi)容、更充足的時間、更多呈現(xiàn)方式，學生對學習內(nèi)容有自主選擇權(quán)．

3.2 教學重難點比較

“傳統(tǒng)課堂”的教學重點是掌握電場線的概念、學生能夠描繪幾種常見電場的電場線以及電場線的基本特征；而電場線知識相對抽象，學生如何能夠更好理解電場線建立過程和本質(zhì)則是教學難點．“翻轉(zhuǎn)課堂”教學重難點與“傳統(tǒng)課堂”略有不同，前者的教學重點除了電場線的概念、學生能夠描繪幾種常見電場的電場線以及電場線的基本特征，還包括利用實驗驗證幾種常見電場的電場線；而如何讓學生在驗證試驗過程中引導學生總結(jié)出電場線的性質(zhì)和特征則是教學難點．從中可以看出“傳統(tǒng)課堂”更側(cè)重于知識與技能的傳授，而后者側(cè)重于學生自主學習能力的培養(yǎng)．

3.3 教學內(nèi)容的比較

在教材內(nèi)容拓展學習方面，“翻轉(zhuǎn)課堂”優(yōu)于“傳統(tǒng)課堂”．由于高考強調(diào)學生成績、教學時間緊張等原因，“傳統(tǒng)課堂”教學中學生主要學習必學內(nèi)容而忽略了拓展內(nèi)容的學習，“翻轉(zhuǎn)課堂”卻能夠較好地解決這個問題，如在電場線教學中增加了科學漫步(法拉第和場的概念)、生活中電場的應(yīng)用2部分選學內(nèi)容，學生可以根據(jù)自身情況，學有余力的情況下可選學此板塊內(nèi)容．通過物理學史和聯(lián)系實際的教育不僅可以提高學生對物理學習的興趣，擴展學生的知識面，在培養(yǎng)學生的情感態(tài)度價值觀方面也起著積極作用．

3.4 實驗教學的比較

在實驗教學方面，兩種教學模式都有自身的局限性．“傳統(tǒng)課堂”中實驗教學由于時間緊張、教師重視程度不夠，往往流于形式．而“翻轉(zhuǎn)課堂”學生學習發(fā)生在課下，由于實驗器材等資源限制，學生無法在課下獨立完成實驗學習．而若將兩種模式結(jié)合是起來則剛好能夠優(yōu)勢互補．如在驗證幾種常見電場的電場線的實驗教學中，學生在課下設(shè)計實驗驗證方案，課堂上在教師的指導下完成實驗并引導學生總結(jié)出電場線的性質(zhì)．無獨有偶，文獻[5]中也提出在課下學生獨自完成實驗設(shè)計，在課堂中通過教師的指導下完成實驗[5].

3.5 教學過程比較

“傳統(tǒng)課堂”知識傳授與知識內(nèi)化分別發(fā)生在課中和課后，在課堂的知識傳授階段，教師主要采取加涅的九段教學法，分為復習導入、新課教學、評價反饋3個階段，學生更多處在被動的地位．在課后知識內(nèi)化階段，學生通過完成大量習題作業(yè)來內(nèi)化所學知識．“翻轉(zhuǎn)課堂”的知識學習和知識內(nèi)化發(fā)生在課前和課中，而在知識學習階段，教師的任務(wù)是確定學習任務(wù)單、制作微課、準備資源，學生任務(wù)是根據(jù)自主學習任務(wù)單自定進度地進行自主學習、整理收獲、提出問題；在知識內(nèi)化階段教師的主要任務(wù)是組織教學活動、巡視、一對一個性化的指導，學生的任務(wù)則是合作探究、展示交流、練習鞏固．通過上面的對比我們可以發(fā)現(xiàn)兩種模式的師生角色發(fā)生了變化，教師從知識灌輸者變?yōu)閷W生的輔助者、合作者．學生從被動接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹剿髦R和發(fā)展自己．

3.6 教學媒體的比較

在硬件方面，物理“傳統(tǒng)課堂”在硬件教學設(shè)備上相對較為簡單，主要包括書本、黑板、課桌、投影儀、計算機以及實驗室等，其可操作性比較強，即使在基礎(chǔ)條件薄弱的地方也能得以實施．“翻轉(zhuǎn)課堂”的硬件教學設(shè)備除了上述的設(shè)施以外還需要互動學習平臺和終端設(shè)備．從硬件上看，要實施“翻轉(zhuǎn)課堂”，主要有4種路徑:一是學校購買自建視頻服務(wù)器和學習平臺，二是直接用U盤將微課視頻拷貝給學生，三是將微課上傳到免費的視頻網(wǎng)站讓學生回家看，四是用網(wǎng)絡(luò)機房自帶的管理平臺發(fā)送微課到學生手機上．但無論哪一種途徑，目前我們都很難在學校和學生家庭條件方面消除城鄉(xiāng)和地區(qū)差距[6]．在軟件方面，“傳統(tǒng)課堂”基本上不需要軟件支持系統(tǒng)，而“翻轉(zhuǎn)課堂”教學中互動學習平臺是其能夠得以實施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)．因此從教學媒體來看，“傳統(tǒng)課堂”在可操作性方面優(yōu)于“翻轉(zhuǎn)課堂”．

3.7 教學評價的比較

兩種教學模式對學生的評價方式側(cè)重點有所不同，“傳統(tǒng)課堂”一般側(cè)重于關(guān)注學生學習結(jié)果而較少關(guān)注學生的學習過程．而翻轉(zhuǎn)教學中更側(cè)重于采用形成性評價，更關(guān)注學生學習過程．同時兼顧學生的個體差異，提供個性化診斷方式幫助學生認識、提高、完善自己．“傳統(tǒng)課堂”主要采用單一的紙筆測試的方法，而“翻轉(zhuǎn)課堂”教師可通過對學生討論過程、實驗設(shè)計方案、實驗結(jié)果、成果展示、完成作業(yè)情況等多角度全方位進行評價．評價主體也從教師轉(zhuǎn)變?yōu)榻處煛⑼瑢W、家長、自己等共同評價．

通過對物理“翻轉(zhuǎn)課堂”與“傳統(tǒng)課堂”的比較，在不少方面前者優(yōu)于后者是不言自明的.

4 對物理教學的啟示

4.1 兩種教學模式仍需要在物理教學中不斷整合

通過比較我們知道，“翻轉(zhuǎn)課堂”模式在教學內(nèi)容、時間及空間拓展，個別化教學，學生主體性的實現(xiàn)，學生自定步調(diào)學習，教學評價等很多方面都優(yōu)于“傳統(tǒng)課堂”教學模式．但“翻轉(zhuǎn)課堂”模式并不是萬能的，如在教學目標達成方面，“傳統(tǒng)課堂”更擅長知識與技能目標的達成，“翻轉(zhuǎn)課堂”更擅長于過程與方法目標的達成．而在情感態(tài)度與價值觀維度，兩種教學模式則各有所長；在可操作性方面“翻轉(zhuǎn)課堂”不及“傳統(tǒng)課堂”；在完成物理實驗教學方面，“翻轉(zhuǎn)課堂”目前無法獨立完成教學，需要“傳統(tǒng)課堂”模式的配合與協(xié)作．然而這遠不能全面概括兩種教學模式優(yōu)勢及劣勢，且如何將兩種教學模式巧妙結(jié)合也是值得深入探討的問題，因此需要在物理教學中不斷探索兩種教學模式的契合點，整合兩種教學模式更好地為物理教學服務(wù)．

4.2 “翻轉(zhuǎn)課堂”這種新興的教學模式仍需要不斷探索

“翻轉(zhuǎn)課堂”模式剛出現(xiàn)就表現(xiàn)出強大的生命力，但仍然還算不上成熟的教學模式．通過前面的研究我們知道，在物理教材內(nèi)容拓展、物理教學內(nèi)容適切性上、物理教學軟件支撐系統(tǒng)開發(fā)、物理教師觀念轉(zhuǎn)變及能力培養(yǎng)、教學評價具體方式探索等方面都還不成熟，因此仍需要在物理教學中不斷思考、總結(jié)、完善“翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式．

1 張躍國，張渝江.透視“翻轉(zhuǎn)課堂”.中小學信息技術(shù)教育,2012(3):9～10

2 何克抗.從“翻轉(zhuǎn)課堂”的本質(zhì)，看“翻轉(zhuǎn)課堂”在我國未來的發(fā)展.電化教育研究，2014(7):5～6

3 張躍國，李敬川.“三四五六”：翻轉(zhuǎn)課堂的操作實務(wù).中小學信息技術(shù)教育，2012(11):82～83

4 樊華麗，彭瑤.網(wǎng)易云課堂之中國MOOC學習流程概述.中國教育信息化，2014(12):32～34

5 張海燕.基于翻轉(zhuǎn)課堂的物理科學探究教學設(shè)計的探討.中學物理教學參考，2014(8):27～29

6 何世勇.憂與愛：翻轉(zhuǎn)課堂——聆聽金陵老師關(guān)于翻轉(zhuǎn)課堂的專題講座有感.中學課程輔導(教師通訊) ,2014(5):47～48

李恒宇(1987- )，男，在讀碩士研究生，課程與教學論方向.

指導教師：廖伯琴(1957- )，女，博士，教授，主要從事課程與教學論方向研究，國家中學物理課標準組組長，國家基礎(chǔ)教育課程教材專家工作委員會委員.

2015-09-15)