翻轉(zhuǎn)課堂模式下影響大學物理深度學習的因素與對策探析

周詩文 陳文欽 袁珍

摘要：翻轉(zhuǎn)課堂模式應用于大學物理教學，能促進知識的建構(gòu)與內(nèi)化，將物理學習引向深入。文章探析翻轉(zhuǎn)課堂模式下學習風格、問題引導、高階思維等因素對深度學習的影響，提出利用學習風格組建學習小組、利用問題導向促進深度學習、利用經(jīng)典案例訓練高階思維等對策，以激發(fā)學生學習興趣，調(diào)動學生學習的積極性和主動性，提高教學效率和教學質(zhì)量，提升學生物理核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：大學物理；翻轉(zhuǎn)課堂；深度學習；對策；教學效率；教學質(zhì)量；核心素養(yǎng)

中圖分類號：G642文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2022）12-0111-03

一、引言

相關(guān)研究和教學實踐表明，翻轉(zhuǎn)課堂模式在提高學生核心素養(yǎng)、促進知識建構(gòu)與內(nèi)化、進行深層學習等方面具有顯著的作用。要發(fā)揮翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的作用，教師可以從提高學生深度學習能力、創(chuàng)建深度學習共同體、立足核心問題的課程資源設(shè)計，以及深度引導功能等方面入手。只有這樣，才能促進學生對知識的內(nèi)化，讓學生經(jīng)歷知識建構(gòu)過程，從而實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂時序倒置的目標，促進學生由淺層學習進入深度學習。本文探析翻轉(zhuǎn)課堂模式下影響大學物理深度學習的因素與對策。

二、大學物理深度學習的影響因素與對策

研究表明，影響深度學習能力和效果的因素有：學習風格、溝通交流能力、知識加工水平、反思評價水平、學習興趣與態(tài)度、學習動機、問題解決能力、批判性思維能力、合作能力。結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂教學實踐和深入調(diào)研，我們認為，影響深度學習順利開展的因素有以下幾點：一是學生是否具有較強的高階思維能力；二是學生能否在教師的提示下依據(jù)學習材料自主發(fā)現(xiàn)核心問題，并形成一系列開放性的問題串，以及學生是否具有解決問題的強烈動機和持續(xù)動力；三是課堂學習中能否充分發(fā)揮教師的主導作用和學生的主體作用，在課前學習與課后探索中各學習小組是否具有良好的學習執(zhí)行力。為此，筆者從學習風格、問題引導、高階思維三方面對深度學習的影響因素和應對策略進行分析和探討。

1.利用學習風格組建學習小組

學習風格是學習者在學習過程中表現(xiàn)出來的比較穩(wěn)定的感知、處理、提取信息的方式和經(jīng)驗特征以及解決學習問題的策略傾向。按照所羅門（Solomon）模型，學習風格可分成4組8種類型：活躍型和沉思型、感悟型和直覺型、視覺型和言語型、序列型和綜合型。在大學物理翻轉(zhuǎn)課堂教學中，筆者發(fā)現(xiàn)不同學習風格的學生在學習中的交流與溝通表現(xiàn)、學習材料的選取與喜好、信息處理的效率、提問的能力、綜合分析的能力等方面的表現(xiàn)均對翻轉(zhuǎn)課堂教學的進程和深度教學目標的達成有著不同程度的影響。

具體地講，在小組學習和課堂討論中有的學生樂于分享自己對物理知識的理解，積極回應其他同學提出的問題，并且可以進行良好的溝通和交流，這類學生發(fā)言踴躍，善于通過合作的方式進行學習，我們將其學習風格歸為活躍型；有的學生則在學習過程中表現(xiàn)出喜歡獨立學習，碰到學習問題也不急著和同學進行討論，而是先進行單獨思考和查找相關(guān)學習資料，獨立地把存在的問題解決，我們將其學習風格歸為沉思型。在物理概念的內(nèi)化和物理規(guī)律的應用學習階段，大部分學生喜歡通過觀察物理現(xiàn)象、例題學習、加強訓練的方式進行學習，我們將此類學生的物理學習風格歸為感悟型；少數(shù)學生在此階段善于發(fā)現(xiàn)物理知識點之間的聯(lián)系，并且在分析物理現(xiàn)象和解答物理習題的過程中能夠采用極其巧妙的思維方式洞察到物理的本質(zhì)和相關(guān)結(jié)論，我們將此類學生的學習風格歸為直覺型。在自主學習過程中，有的學生喜歡選用視頻、PPT、圖片等直觀學習資料進行學習，我們將此類學生的學習風格歸為視覺型；有的學生則在視頻、音頻資料學習過程，很少表現(xiàn)出用眼觀看的學習姿態(tài)，而是表現(xiàn)出用心在聆聽，我們將其學習風格歸為言語型。在學習進度上，大部分學生采取按部就班的方式，按照正常的邏輯體系進行學習，我們將其學習風格歸為序列型；少數(shù)學生采取章節(jié)整體學習法，進行跳躍式學習，略過部分學習內(nèi)容，直接進入后面的學習內(nèi)容，表現(xiàn)出較強的整體思維能力，我們將其學習風格歸為綜合型。

顯然，不同學習風格的學生在面對相同的學習資源時，其學習適應性和學習風格是不同的。在翻轉(zhuǎn)課堂教學中，提供不同的學習資源，設(shè)計形式多樣的教學活動，可以使不同學習風格的學生最大限度地運用其學習風格，取得最佳的學習效果。從深度學習的角度，利用學習風格組建學習小組可以增加不同學習風格學生的交流和溝通頻次，使學生在物理概念、原理和規(guī)律上進行更深層次的理解，有益于深度學習的開展。

筆者在翻轉(zhuǎn)課堂教學中對物理學習風格做了前期探索。首先，采用所羅門學習風格量表問卷對所施教班級學生進行問卷調(diào)查。其次，結(jié)合教師的平時觀察，按照有熱心、會協(xié)調(diào)、執(zhí)行力強的要求從活躍型得分指數(shù)高的學生中遴選出小組學習組長，同時從綜合型得分指數(shù)高的學生中遴選出小組學習監(jiān)督員。第三，根據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果，按照異質(zhì)分組的原則，以每6人組成一個學習小組。分組過程中，盡量保證每個小組成員的學習風格分布均衡，從而保證各種學習風格的學生在小組合作學習過程中發(fā)揮其優(yōu)勢并承擔相應學習角色。教學實踐表明，在自主學習和合作學習過程中小組成員和各組間相互交流的頻率大大增加，達到了深度學習所要求的“高投入”的預期。從課堂小組學習成果匯報來看，歸納出來的物理概念、物理規(guī)律的要點更明確?？梢?，利用學習風格建構(gòu)學習小組有益于推動學生在知識的理解方面從淺層學習進入深度學習。從小組學習提出的疑點問題來看，大部分學習小組能夠把握學習內(nèi)容的核心、重點和難點，所提出的問題具有綜合性和開放性。在課堂教學過程中，教師可通過小組學習成果匯報復習課前學習內(nèi)容，利用學生提出的疑點問題進行分析和討論，使學生對物理知識的理解達到“高認知”和“高產(chǎn)出”的要求，推動課堂教學朝著深度學習的方向發(fā)展。

2.利用問題導向促進深度學習

在翻轉(zhuǎn)課堂教學中，筆者發(fā)現(xiàn)若學習資源缺乏問題引導，大部分學生在利用此類資源時，一般停留在淺層學習階段。例如，面對視頻學習，許多學生的學習目標僅限于完成刷屏任務(wù)，很少對學習內(nèi)容進行反思。學生的學習之所以沒有進入深度學習狀態(tài)，其中一個重要原因是視頻資源在設(shè)計上缺乏問題驅(qū)動或者問題設(shè)計過于簡單。又如，在小組學習交流和互動中，學生的學習成果主要是對一些知識的簡單理解和簡單知識點的歸納，很少有學生提出較為綜合性的學習疑問。顯然，這樣的小組合作學習距離知識的應用、綜合和拓展等深度學習的要求還有很大差距。究其原因是多方面的，其中教師是否對小組學習討論提出明確的要求，是否按照一定的需求組織學生進行合作學習，在很大程度上影響深度學習能否發(fā)生。因此，無論是在課程資源的設(shè)計上，還是在課堂教學和小組學習的組織上，問題導向能否成功啟用是影響翻轉(zhuǎn)課堂能否走向深度學習的重要因素。

如何利用問題導向促進深度學習呢？在自主學習環(huán)節(jié)，教師可利用視頻資源展現(xiàn)一些有趣的物理現(xiàn)象，引發(fā)學生思考，從而開啟深度學習之旅。例如，在渦旋電流的應用學習中，教師可先展示如下實驗視頻：實驗員先開啟通電螺絲管，然后在其上放置一圓形鋁片，接著將一裝有三盞燈的燈具放在鋁片上，然后往鋁片上倒適量水。在實驗過程中，學生依次觀察到鋁片懸浮在空中、燈在空中亮起來、熱氣騰騰等現(xiàn)象，很自然地會提出以下一系列問題：鋁片為什么會懸浮起來？燈為什么會亮起來？水為什么會變成熱氣？學生帶著這些問題進行自主學習，其學習目標更明確，更容易調(diào)動思維。在小組討論環(huán)節(jié)，教師可引導學生從諸如“是什么，為什么，怎么樣”等角度，對物理概念、物理規(guī)律提出設(shè)問、假定、質(zhì)疑和預測。例如，在“楊氏雙縫干涉”的小組學習中，教師可提出如下問題：明暗條紋的寬度、亮點取決于哪些因素？影響條紋分布的核心問題是什么？學生很容易從光源、縫的寬度和間距、光屏的位置等角度進行討論和思考，最終發(fā)現(xiàn)學習楊氏雙縫干涉的核心知識在于分析光程差。接著，教師可提出一些問題串供學生討論：分別橫向和縱向移動光源，條紋分布是否會發(fā)生變化？在其中一個縫附近放置一云母片，條紋如何移動？將實驗裝置放入水中進行實驗，條紋會發(fā)生變化嗎？顯然，以上核心問題和問題串的理解和分析，并沒有多大難度，但小組合作學習和討論可以基于這些問題的分析，達到對楊氏雙縫干涉條紋分布規(guī)律的真正理解。

3.利用經(jīng)典案例訓練高階思維

深度學習致力于從廣度和深度對學習內(nèi)容進行全方位的解讀和深層次的理解。在翻轉(zhuǎn)課堂模式下要達到深度學習這一目標，教師就要培養(yǎng)學生的批判思維能力、決策能力、解決問題能力、創(chuàng)造性思維能力等高階思維能力。學生只有具有良好的高階思維習慣和高階思維能力，才能在學習過程中主動探求物理概念和規(guī)律的形成過程，從而準確地理解物理知識的內(nèi)涵和外延。

在教學中，筆者發(fā)現(xiàn)利用案例教學對訓練學生的高階思維能力十分有效。案例情境信息的呈現(xiàn)，可以培養(yǎng)學生運用批判性思維、類比思維、聯(lián)想思維等思維方法主動發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的習慣；可以讓學生對案例情境中的物理現(xiàn)象進行抽象、分析，自主構(gòu)建特定的物理模型，并利用相關(guān)物理規(guī)律，從對稱、等效、整體、局部等角度進行分析，從而形成解決問題的策略和方案。這種案例分析的各個環(huán)節(jié)，都充滿了高階思維的運用和訓練。例如，在教學“斯托克斯公式”之后，教師可布置以下經(jīng)典案例，供學生進行分析和討論：比薩斜塔兩鐵球同時落地，是真的嗎？通過該案例的分析和討論，引導學生認識鐵球在空氣中的運動存在粘滯阻力，對“兩鐵球同時落地”這一結(jié)論進行質(zhì)疑、反思和修正。在解決這一問題的過程中，學生的各種高階思維能力得到有效鍛煉和培養(yǎng)。

三、結(jié)語

總之，在物理翻轉(zhuǎn)課堂教學中，教師利用核心問題和問題串開展教學，既有助于學生高效完成學習任務(wù)，又為合作學習和深度學習的進一步發(fā)生奠定了基礎(chǔ)。利用學習風格組建學習小組可極大提高學生間和師生間思維碰撞的頻次，使小組學習沿著“高投入、高認知、高產(chǎn)出”的深度學習目標推進，利用問題導向能促進深度學習的真正發(fā)生，利用案例教學可全面訓練和培養(yǎng)學生的高階思維能力。

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Analysis on the Factors and Countermeasures Affecting the Deep Learning of College Physics under the Flipped Classroom Mode

Zhou Shiwen， Chen Wenqin， Yuan Zhen

（School of Science， Hainan University， Haikou 570228， China）

Abstract： The application of flipped classroom model in college physics teaching can promote the construction and internalization of knowledge and deepen physics learning. This paper analyzes the influence of learning style， problem guidance， high-order thinking and other factors on deep learning under the flipped classroom mode， and puts forward some countermeasures， such as using learning style to form learning groups， using problem guidance to promote deep learning， and using classic cases to train high-order thinking， so as to stimulate students interest in learning and mobilize students enthusiasm and initiative in learning， improve teaching efficiency and quality， and improve students physical core competence.

Key words： college physics； flipped classroom； deep learning； countermeasures； teaching efficiency； teaching quality； core competence