基于Web的大學(xué)物理實驗翻轉(zhuǎn)教學(xué)探究

郭露芳　周群　楊欣

摘要：隨著教學(xué)理念和新技術(shù)的不斷發(fā)展，信息技術(shù)與課程的整合日漸深入。本文結(jié)合大學(xué)物理實驗課程的教學(xué)現(xiàn)狀，介紹了Web教學(xué)資源和翻轉(zhuǎn)課堂的特點，提出將Web技術(shù)與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合，形成基于Web的大學(xué)物理實驗翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式。本文介紹了該教學(xué)模式的教學(xué)設(shè)計，并就課前、課中及課后這一教學(xué)模式在大學(xué)物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用進行分析與評價。該教學(xué)模式在大學(xué)物理實驗教學(xué)中應(yīng)用效果良好，彌補了傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課程；Web技術(shù)；教學(xué)模式；大學(xué)物理實驗

0引言

大學(xué)物理實驗是一門實踐性和應(yīng)用型很強的課程，是理工科學(xué)生進入大學(xué)培養(yǎng)其動手能力、觀察能力、創(chuàng)新思維能力、理論聯(lián)系實際能力以及分析問題和解決問題的能力的有效途徑。當(dāng)前實驗教學(xué)過程中存在著一些問題：（1）學(xué)生缺乏實驗興趣，學(xué)習(xí)狀態(tài)不佳。經(jīng)典物理實驗中大部分實驗重復(fù)和驗證教材上已有的定理和定律，內(nèi)容相對枯燥，與科學(xué)發(fā)展和生活實際脫節(jié)，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情；（2）教學(xué)方法單一，學(xué)生被動接受。在目前的實驗教學(xué)中，教師詳細地講解實驗原理、方法、步驟、數(shù)據(jù)處理等，學(xué)生往往進行的是美國人稱之為的“COOK”實驗，即照著菜譜煮飯，缺少想象力和創(chuàng)新性的鍛煉，學(xué)生對實驗背后的物理思想和意義理解不深，出現(xiàn)“知識片斷化”現(xiàn)象；（3）學(xué)生實驗基礎(chǔ)不一，容易造成基礎(chǔ)差的學(xué)生“吃不消”現(xiàn)象。物理專業(yè)學(xué)生和非物理專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)不一，一些學(xué)生在大學(xué)前接觸物理實驗機會很少，對基礎(chǔ)儀器儀表使用不了解，在課程進行過程中有一定困難。

針對以上問題，需對實驗教學(xué)模式進行改革。近幾年，國內(nèi)學(xué)者提出了多種實驗教學(xué)模式改革方法，本文工作將Web技術(shù)與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合，提出基于Web的大學(xué)物理實驗翻轉(zhuǎn)教學(xué)。

1基于Web教學(xué)資源及翻轉(zhuǎn)課堂的特點

傳統(tǒng)類型的軟件平臺投資成本高，程序升級更新困難，而基于web的模式具有良好的跨平臺特性和廣泛的覆蓋性的優(yōu)點，可有效解決上述問題?；趙eb的模式本身以超鏈接作為組織形式，可提供高度的交互性，與其他應(yīng)用程序有著方便良好的接口；基于web的教學(xué)資源可以以網(wǎng)頁為單位在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，傳輸速度快；基于web的程序?qū)\行的軟硬件平臺沒有特殊要求，因此需要的開發(fā)費用相對低廉。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)作為一種混合學(xué)習(xí)模式，成為傳統(tǒng)面對面學(xué)習(xí)和遠程教學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是教師在課堂講解，學(xué)生課下完成作業(yè)。翻轉(zhuǎn)教學(xué)，即教師創(chuàng)建視頻，學(xué)生在課外自行學(xué)習(xí)，回到課堂師生面對面交流完成作業(yè)的教學(xué)模式。課堂成為教師與學(xué)生的互動平臺，可以解決學(xué)生被動接受的傳統(tǒng)模式，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，達到更好的學(xué)習(xí)效果。

2基于Web的大學(xué)物理實驗翻轉(zhuǎn)教學(xué)設(shè)計

2.1建立基于web的大學(xué)物理實驗翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)資源系統(tǒng)

基于web的大學(xué)物理實驗翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)資源系統(tǒng)無須手動安裝軟件程序，使學(xué)生只需通過瀏覽器就可實現(xiàn)在線課程學(xué)習(xí)或下載到移動終端學(xué)習(xí)，可廣泛地為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)平臺，視頻可及時暫停、重播，方便學(xué)生重復(fù)學(xué)習(xí)，相當(dāng)于“一對一”的教學(xué)模式。

在傳統(tǒng)教學(xué)課程系統(tǒng)中增加教學(xué)視頻、對基礎(chǔ)物理實驗儀器如萬用表、電壓表等使用方法、實驗背景知識、實際應(yīng)用等內(nèi)容，可有效幫助學(xué)生鞏固基礎(chǔ)，開闊視野，提高興趣。

2.2教學(xué)內(nèi)容收集

錄制教學(xué)視頻，視頻時長10min以內(nèi)，控制在學(xué)生注意力比較集中的時間范圍，視頻中只顯示講解內(nèi)容的PPT，講解的語音，要求講解過程中滲透著趣味、學(xué)科思維方法。

增加基礎(chǔ)物理儀器儀表使用方法、實驗背景、實驗拓展等內(nèi)容。針對學(xué)生物理實驗?zāi)芰⒉畈积R，增加基礎(chǔ)物理儀器儀表介紹，對常用的萬用表的使用、螺旋測微器讀數(shù)方法等進行介紹，可以讓基礎(chǔ)不足的學(xué)生提前學(xué)習(xí)；針對學(xué)生知識點分散的問題，增加實驗背景資料，對實驗的背景、科學(xué)家故事、實驗線索、時間節(jié)點等進行介紹，疏通學(xué)生的物理知識，將學(xué)生的知識點連成線，最后能形成知識網(wǎng)；針對學(xué)生興趣不高，感覺實驗脫離實際的問題，增加實驗應(yīng)用內(nèi)容，將物理實驗與科技前沿聯(lián)系在一起，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，感受物理實驗的魅力。

2.3翻轉(zhuǎn)教學(xué)，并進行學(xué)習(xí)效果評價

采用翻轉(zhuǎn)教學(xué)課堂實踐，讓學(xué)生講解學(xué)習(xí)內(nèi)容并提出問題，師生一起解決，增強學(xué)生的分析解決問題的能力以及創(chuàng)新能力，很有可能延伸出很多小的創(chuàng)新課題；采用調(diào)查問卷的形式，及時了解學(xué)生對翻轉(zhuǎn)教學(xué)的學(xué)習(xí)效果，根據(jù)效果反饋，調(diào)整課堂，最終形成適合大學(xué)物理實驗的翻轉(zhuǎn)教學(xué)。

3基于Web的大學(xué)物理實驗翻轉(zhuǎn)教學(xué)應(yīng)用

根據(jù)對本校傳統(tǒng)實驗教學(xué)的分析，結(jié)合基于Web的大學(xué)物理實驗翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)資源建設(shè)，我們在多個班級中進行了“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的實踐。

3.1課前自主學(xué)習(xí)階段

學(xué)生通過大學(xué)物理實驗翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)系統(tǒng)，用瀏覽器打開鏈接或掃描二維碼的方式就可實現(xiàn)在線課程學(xué)習(xí)或下載到移動終端學(xué)習(xí)。根據(jù)學(xué)校原有的課程中心平臺，將學(xué)生獲取知識最直接的內(nèi)容進行整合和匯總，實現(xiàn)以下四個模塊：實驗背景、基礎(chǔ)物理儀器儀表、實驗視頻、實驗拓展及應(yīng)用。

學(xué)生點擊實驗視頻，即可對大學(xué)物理實驗（1）、大學(xué)物理實驗（2）共16個基礎(chǔ)實驗進行學(xué)習(xí)，視頻采用微課的形式進行，介紹實驗原理、操作等內(nèi)容，并可暫停、重播，讓學(xué)生有充分的時間吸收接納知識。同時可以了解實驗相關(guān)背景知識、實驗擴展及實驗應(yīng)用，讓學(xué)生將知識點同之前學(xué)習(xí)的內(nèi)容進行聯(lián)系，將知識點連成知識網(wǎng)。對于物理實驗基礎(chǔ)差的同學(xué)，還可以相應(yīng)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)物理儀器儀表的使用方法等，提前鞏固實驗基礎(chǔ)知識，為實驗課程打下基礎(chǔ)。圖2所示為常用的幾個基礎(chǔ)物理儀器儀表。

學(xué)生需在上課時提交自己的預(yù)習(xí)報告，并將預(yù)習(xí)中的疑問反饋給教師，以便老師及時掌握學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。

3.2課堂實驗階段

上課時，學(xué)生獨立自主地完成實驗，老師負責(zé)組織、維護課程秩序，監(jiān)督實驗儀器的使用情況，不再講授實驗內(nèi)容。在實驗過程中，教師鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題并想辦法解決問題，在這個過程中培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力以及分析問題、解決問題的能力。教師將實驗過程中的問題以及預(yù)習(xí)報告中的問題進行結(jié)合，及時對學(xué)生實驗方案進行指導(dǎo)，根據(jù)學(xué)生的問題進行引導(dǎo)。

3.3評價階段

教學(xué)方法的好壞需要通過良好的評價來實現(xiàn)，而良好的評價能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)起到監(jiān)督和促進的作用。老師通過對課前預(yù)習(xí)、課堂實驗對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的實施過程進行評價；而學(xué)生通過調(diào)查問卷的形式對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進行評價，讓老師對于課堂中存在的問題及時掌控。通過老師和學(xué)生的評價結(jié)果反饋，調(diào)整課堂，最終形成適合的大學(xué)物理實驗翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。

實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對于這種教學(xué)模式興趣很高，課堂氣氛活躍，每節(jié)課都會有同學(xué)提出很多問題，如：光電效應(yīng)實驗中學(xué)生提出“為什么要選擇汞燈作為光源？”、“電流量程為什么要選擇10-13檔位？”等直接聯(lián)系到實驗的物理思想和實驗方法選擇等的問題，而這些問題都是傳統(tǒng)課堂上學(xué)生被動接受而不會思考提問的。學(xué)生調(diào)查問卷的結(jié)果也顯示，學(xué)生對這種教學(xué)模式的認可度很高，對知識的學(xué)習(xí)也更通透。

4結(jié)語

本文介紹了web教學(xué)資源與的大學(xué)物理翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的特點，將Web技術(shù)與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合，提出基于Web的大學(xué)物理實驗翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式。介紹了該模式的教學(xué)設(shè)計，并就教學(xué)應(yīng)用中的課前自主學(xué)習(xí)階段、課堂實驗階段以及課后評價階段進行了詳細的闡述。基于web的大學(xué)物理實驗翻轉(zhuǎn)教學(xué)資源系統(tǒng)的建設(shè)及翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)契合了“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，該教學(xué)方法可有效豐富物理實驗教學(xué)手段，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、分析問題解決問題的能力，拓寬科學(xué)視角，有助于培養(yǎng)實驗基礎(chǔ)知識理解透徹、操作規(guī)范、善于創(chuàng)新的應(yīng)用型理工科人才。endprint