“微課”翻轉(zhuǎn)課堂在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用分析

劉雪華 王健瑩 馬俊剛

隨著社會(huì)及經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國(guó)教育現(xiàn)代化進(jìn)程的加速，科技的廣泛應(yīng)用為推進(jìn)學(xué)習(xí)型社會(huì)、促進(jìn)教育強(qiáng)國(guó)的建設(shè)注入了新的活力。特別是在高等教育的快速發(fā)展中，以往的授課模式已經(jīng)無法滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展所需。以大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，“微課”翻轉(zhuǎn)課堂施教模式的應(yīng)用，不僅有助于促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，讓教學(xué)更具靈活性，也將顯著提升課堂教學(xué)效率。基于此，筆者結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐，展開對(duì)“微課”翻轉(zhuǎn)課堂在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的有效應(yīng)用分析。

新時(shí)期對(duì)高等人才的培養(yǎng)也提出了新的更高要求。隨著慕課、SPOC、微課等創(chuàng)新教學(xué)方式走進(jìn)大學(xué)校園，信息化教學(xué)打破了時(shí)間、空間對(duì)學(xué)習(xí)的局限性，讓學(xué)生擁有更多自主權(quán)。特別是針對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說，其作為一門理工學(xué)科中的基礎(chǔ)課程，也是教學(xué)中的重要一環(huán)。只有促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論理解的有機(jī)融合，才能讓學(xué)生具備良好的創(chuàng)新思維、實(shí)踐意識(shí)，使學(xué)生在邊觀察實(shí)驗(yàn)過程、邊將實(shí)驗(yàn)反應(yīng)逐一分析、記錄中，掌握實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的方法與步驟，具有良好的實(shí)驗(yàn)精神及信息提取、處理的能力，才能形成物理核心素養(yǎng)。故此，教師應(yīng)重視對(duì)教學(xué)理念、授課模式的創(chuàng)新。

1 簡(jiǎn)析“微課”翻轉(zhuǎn)課堂及其主要應(yīng)用特點(diǎn)

微課的應(yīng)用，便是教師對(duì)某一物理知識(shí)點(diǎn)、學(xué)習(xí)專題、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等為中心，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、素材選擇、短視屏制作，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)激趣、引導(dǎo)，以滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)、理解的需要，使其發(fā)散思維，展開深度學(xué)習(xí)與思考。微課依托于互聯(lián)網(wǎng)，將電腦、手機(jī)、iPad等為重要載體，讓學(xué)生通過觀看短視頻，展開預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)與復(fù)習(xí)。

同時(shí)，“微課”翻轉(zhuǎn)課堂還具有具有內(nèi)容完整、指向明確、短小精悍、便于理解等特點(diǎn)，其授課類型包括激趣型、講述型、解惑型、實(shí)驗(yàn)型與活動(dòng)型等多種形式。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師既可通過微課展開翻轉(zhuǎn)課堂，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)、操作興趣，也可以用其提醒學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意規(guī)范操作，避免產(chǎn)生結(jié)果誤差，更好的防患實(shí)驗(yàn)事故，還將便于學(xué)生在課下的自主學(xué)習(xí)，使其匯總實(shí)驗(yàn)問題，將課堂變?yōu)閹熒?、生生多邊互?dòng)、交流及解決問題的場(chǎng)所。這樣以來，將充分發(fā)揮微課的直觀教學(xué)、易于擴(kuò)充、用途廣泛等優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)，使學(xué)生具有獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)的意識(shí)與能力，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)能力、提高其操作水平，使其形成規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)、求真務(wù)實(shí)、勇于創(chuàng)新的物理實(shí)驗(yàn)精神。

2 淺議大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的幾點(diǎn)問題

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)既是理工類學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，深入自然學(xué)科學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，使其在體系性知識(shí)學(xué)習(xí)中掌握實(shí)驗(yàn)方法與操作技能，也將為后續(xù)深入學(xué)習(xí)奠基。在這一過程中，學(xué)生不僅將接受嚴(yán)格、系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，逐漸構(gòu)建自身的物理知識(shí)體系，更有助于培養(yǎng)學(xué)生良好的洞察力、細(xì)致的觀察能力、實(shí)踐意識(shí)與創(chuàng)新精神，讓學(xué)生講學(xué)科所學(xué)與新時(shí)期社會(huì)科技發(fā)展問題相結(jié)合。在實(shí)際教學(xué)中，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還存在一定問題：

2.1 教學(xué)質(zhì)量不高

互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代下，大學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)與復(fù)習(xí)都與網(wǎng)絡(luò)具有密不可分的關(guān)系。有的學(xué)生會(huì)自行在網(wǎng)絡(luò)中下載學(xué)習(xí)資源，還有的教師會(huì)向?qū)W生推薦一些具有的代表性的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)素材。但在互聯(lián)網(wǎng)這一海量“素材庫”中，物理實(shí)驗(yàn)課堂的資源也呈現(xiàn)出良莠不齊、品質(zhì)差異較大的特點(diǎn)。讓學(xué)生自行搜集學(xué)習(xí)素材不僅浪費(fèi)時(shí)間，有的短視頻中的操作儀器與教學(xué)實(shí)際應(yīng)用差別較大;還有時(shí)候短視頻品質(zhì)不高，操作的不規(guī)范也會(huì)對(duì)學(xué)生形成誤導(dǎo)。因課程資源粗劣，影響物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)效果，不僅對(duì)學(xué)生的思維發(fā)展形成阻礙影響，也會(huì)造成教學(xué)質(zhì)量欠佳。

2.2 教學(xué)模式單一

在以往的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，多是以教師的實(shí)驗(yàn)操作、講授為主，學(xué)生則相對(duì)較為被動(dòng)，或是機(jī)械的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。且有的教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中習(xí)慣于對(duì)學(xué)生事無巨細(xì)的“叮囑”，在操作中也是一步步的指導(dǎo)。這便造成學(xué)生對(duì)教師存在較大的依賴性，使其一旦遇到問題便尋求教師的幫助，缺乏獨(dú)立思考、自主分析的意識(shí)。在單一的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生一直處于認(rèn)同教育、被動(dòng)聆聽的學(xué)習(xí)狀態(tài)中。

2.3 互動(dòng)交流有限

在大學(xué)物理教學(xué)中，師生間的交流多局限于課堂中、實(shí)驗(yàn)室里，課余互動(dòng)較少。同時(shí)，因缺少有效的渠道、外加教師日常工作排期緊湊，個(gè)人精力也不允許其可以隨時(shí)隨地的與學(xué)生進(jìn)行溝通、指導(dǎo)與交流。這便導(dǎo)致大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)流于表面。且較為普遍的是師生互動(dòng)在實(shí)驗(yàn)室、課堂中也僅局限于提問、課后實(shí)踐報(bào)告點(diǎn)評(píng)里，其缺乏全面向、及時(shí)性，有的教師甚至認(rèn)為自己將實(shí)驗(yàn)重難點(diǎn)知識(shí)講授完畢、幫助學(xué)生調(diào)試好試驗(yàn)設(shè)備及使學(xué)生形成規(guī)范操作的意識(shí)便完成了教學(xué)任務(wù)，無需對(duì)學(xué)生再加以關(guān)注或?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)。這便導(dǎo)致在一概而論的教學(xué)中，不僅難以滿足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)發(fā)展所需，也讓學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解與吸收難以邁向更高層次。

3 微課翻轉(zhuǎn)課堂在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用

針對(duì)以往物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，教師可通過引入微課翻轉(zhuǎn)課堂，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的提質(zhì)增效，讓學(xué)生形成良好的自學(xué)能力，使教學(xué)更具針對(duì)性、可選擇性、靈活性、方向性與有效性：

3.1 將微課應(yīng)用于課前預(yù)習(xí)中

為提升物理實(shí)驗(yàn)的信息化教學(xué)水平，教師應(yīng)為學(xué)生制作微課件，使其具有明晰的學(xué)習(xí)方向。針對(duì)班級(jí)中學(xué)生的學(xué)習(xí)、理解不同，還應(yīng)注重預(yù)習(xí)內(nèi)容的梯進(jìn)式講授，保證不同層次學(xué)生均能形成更好的理解，例如：教師制作的微課件的長(zhǎng)度約在15分鐘以內(nèi)，需明確介紹——實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，為了?yàn)證怎樣的問題;實(shí)驗(yàn)原理，說明了怎樣的問題。

在此，舉個(gè)筆者授課中的實(shí)例加以說明：在對(duì)土木工程專業(yè)學(xué)生的“靜態(tài)拉伸法測(cè)材料的楊氏模量”的物理實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中，學(xué)生較易理解理論知識(shí)，但是對(duì)儀器的應(yīng)用略有欠缺，為此教師便可在微課中加入實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使其創(chuàng)新思路，探索更多測(cè)定材料楊氏模量的實(shí)驗(yàn)方法，在分析、對(duì)比中總結(jié)靜態(tài)拉伸法的優(yōu)勢(shì)。此外，為了使學(xué)生養(yǎng)成勤于思考的習(xí)慣，教師還應(yīng)避免在實(shí)驗(yàn)中的全程演示或?qū)⒅R(shí)“傾倒”給學(xué)生的教學(xué)模式，給予學(xué)生自主思考的空間，使其學(xué)會(huì)主動(dòng)地尋求解決問題的辦法。例如：在“邁克爾遜干涉儀測(cè)量激光波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)中，讓學(xué)生了解干涉儀的結(jié)構(gòu)與其花樣的形成原理，在怎樣的條件下會(huì)產(chǎn)生等傾干涉條紋？有哪幾種方法能進(jìn)行對(duì)光波波長(zhǎng)的測(cè)量？可以進(jìn)行哪些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新？讓學(xué)生在課堂中基于預(yù)習(xí)理解，進(jìn)行結(jié)組探究，使其依據(jù)教師引導(dǎo)，自主進(jìn)行探究。從而，通過微課翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用，促進(jìn)師生間的有效溝通，發(fā)揮預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)的效果，將物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)引向更高階段。

3.2 將微課應(yīng)用于授課過程里

課堂教學(xué)是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)過程中較為重要的一環(huán)，在課前預(yù)習(xí)后，教師便可給給學(xué)生更多的課堂實(shí)驗(yàn)空間。在此過程中，需要教師密切關(guān)注學(xué)生的操作，對(duì)其施以及時(shí)的點(diǎn)撥，在給與學(xué)生實(shí)踐訓(xùn)練的同時(shí)，幫助他們掌握實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)。例如：在“等厚干涉及應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)中，學(xué)生觀察了光的等厚干涉現(xiàn)象，形成了初步的原理學(xué)習(xí)印象。為促進(jìn)其更好的掌握對(duì)讀書顯微鏡的應(yīng)用，更好的吸收原理性知識(shí)，理解公式及各關(guān)系量——兩玻璃之間所形成的空氣薄層厚度e與薄層位置到中央接觸點(diǎn)距離r、凸透鏡曲率半徑R之間的關(guān)系e=。讓學(xué)生展開關(guān)系推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，進(jìn)一步的得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)公式。以促進(jìn)學(xué)生探究意識(shí)發(fā)展的視角，使其在自主實(shí)驗(yàn)中多角度思考，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更具有效性與創(chuàng)新性。同時(shí)，教師則需扮演好自己在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引導(dǎo)者的角色，讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過程里的中心。

3.3 將微課應(yīng)用在鞏固復(fù)習(xí)內(nèi)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中，對(duì)微課翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用還將體現(xiàn)在課后總結(jié)與復(fù)習(xí)中。以便學(xué)生需要完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告與多角度思考，更好的探尋實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新。其中，實(shí)驗(yàn)報(bào)告需要大家在完成實(shí)驗(yàn)后，依照自身在實(shí)驗(yàn)過程中所采集的多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、現(xiàn)象推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，完成整體的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。并且，學(xué)生需盡可能的保持?jǐn)?shù)據(jù)測(cè)量的精準(zhǔn)性，將誤差值控制在合理范圍內(nèi)。而在創(chuàng)新思考方面，則是學(xué)生應(yīng)對(duì)學(xué)習(xí)過程加以認(rèn)真的回顧、分析與總結(jié)。思考這一過程中仍有哪些環(huán)節(jié)是可以優(yōu)化的、為了保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，哪些原料又是可以被替代的。以開放的視角看待學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新問題，如果條件允許的話，還可以讓學(xué)生付諸實(shí)踐，教師為其準(zhǔn)備充足的實(shí)驗(yàn)設(shè)備與操作輔導(dǎo)，讓感興趣、具有深度探索欲的學(xué)生得到物理學(xué)習(xí)的滿足感，為其創(chuàng)造更加便利的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)條件，為其未來的學(xué)習(xí)與職業(yè)發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。

此外，針對(duì)學(xué)生已掌握的物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)，微課翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用還可以讓學(xué)生在“溫故知新”中“凝連結(jié)網(wǎng)”，使其形成系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生良好的物理實(shí)驗(yàn)核心素養(yǎng)。同時(shí)，通過師生的密切互動(dòng)、實(shí)驗(yàn)溝通，教師可將學(xué)生存在疑惑和問題較多的環(huán)節(jié)進(jìn)行總結(jié)，以微課答疑的方式進(jìn)行教學(xué)反饋，使學(xué)生更具針對(duì)性的學(xué)習(xí)和知識(shí)鞏固。

4 結(jié)語

總之，新時(shí)期不僅為大學(xué)物理教學(xué)的發(fā)展指明了新的方向，對(duì)教師的創(chuàng)新授課能力也提出了更高要求。作為大學(xué)物理教師，應(yīng)意識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，讓學(xué)生具有多渠道學(xué)習(xí)的意識(shí)，注重對(duì)其動(dòng)手能力的培養(yǎng)，使學(xué)生的綜合能力得到全面發(fā)展;更需秉持以生為本的理念，將學(xué)生作為學(xué)習(xí)與發(fā)展的主體，通過微課資源的有效應(yīng)用，促進(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)面向全體學(xué)生，并關(guān)注對(duì)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展的引導(dǎo)。進(jìn)而，構(gòu)建大學(xué)物理高效課堂，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的形成，為社會(huì)輸送更多具有創(chuàng)新意識(shí)、探索能力的高素質(zhì)復(fù)合型人才。

基金項(xiàng)目：（1）河北省高等教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目，批準(zhǔn)號(hào)：2018GJJG649;（2）河北省實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)項(xiàng)目;（3）北京交通大學(xué)海濱學(xué)院教學(xué)研究與改革項(xiàng)目;（4）北京交通大學(xué)海濱學(xué)院優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目。

（作者單位：北京交通大學(xué)海濱學(xué)院）