大學(xué)物理翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究

　　大學(xué)物理翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究

　　蔡廷棟1，高光珍1 ，賈天俊2

　　（1.江蘇師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院，江蘇徐州221116；2.濱州學(xué)院光電工程系，山東濱州256603）

　　摘要：翻轉(zhuǎn)課堂是一種新型的教學(xué)組織形式，是將課內(nèi)與課外的學(xué)習(xí)活動(dòng)顛倒的教學(xué)模式，其實(shí)質(zhì)是顛倒了知識(shí)傳授與知識(shí)內(nèi)化的順序。本文介紹了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的特點(diǎn)以及在大學(xué)物理課堂中實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的環(huán)節(jié)，包括課前、課中、課后各環(huán)節(jié)的教學(xué)活動(dòng)。這種教學(xué)模式改革必將對(duì)提高大學(xué)物理教學(xué)水平、培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才起到重要作用。

　　關(guān)鍵詞：大學(xué)物理；翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)模式

　　*基金項(xiàng)目：江蘇師范大學(xué)博士學(xué)位教師科研支持項(xiàng)目（14XLR027）；徐州市科技計(jì)劃項(xiàng)目（XZZD1062）；濱州學(xué)院教學(xué)研究項(xiàng)目（BYJYYB201227）；校級(jí)精品課程（BZXYJPKC201104）

　　作者簡介：蔡廷棟（1982-），男，山東平邑人，江蘇師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院副教授，博士，主要從事高等教育、課程與教學(xué)論等方面的研究；高光珍（1980-），女，山東濟(jì)南人，江蘇師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院講師，博士，主要從事物理課程與教學(xué)研究。

　　大學(xué)物理課程是高等學(xué)校理工科專業(yè)的一門重要的必修基礎(chǔ)課程。大學(xué)物理在為學(xué)生系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ)，增強(qiáng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和綜合能力等方面發(fā)揮著重要作用。但傳統(tǒng)的以教師為主體的教學(xué)模式，大半是單向傳輸，學(xué)生接受知識(shí)成為學(xué)習(xí)活動(dòng)的中心，師生互動(dòng)較為不足，學(xué)生積極性、參與性不高，學(xué)習(xí)效果欠佳。因此為了適應(yīng)高等教育的要求，結(jié)合我校的人才培養(yǎng)目標(biāo)，探索新的教學(xué)模式勢(shì)在必行。筆者作為大學(xué)物理任課教師，在大學(xué)物理教學(xué)中，進(jìn)行了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的探索與研究，取得了顯著的教學(xué)效果。

　　一、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式概述

　　翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）起源于美國科羅拉多州落基山林地公園高中的Jon Bergmann和AaronSam這兩位化學(xué)老師，他們將帶有實(shí)時(shí)講解的視頻傳到網(wǎng)絡(luò)上引起眾人關(guān)注[1]。兩位教師以學(xué)生在家看視頻、聽講解為基礎(chǔ)，課上時(shí)間用來為完成作業(yè)或?qū)嶒?yàn)過程中有困難的學(xué)生提供幫助。國內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行了研究和定義。鐘曉流認(rèn)為[2]，翻轉(zhuǎn)課堂是在課堂信息化環(huán)境中，教師提供以教學(xué)視頻為主要形式的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生在上課前完成對(duì)教學(xué)視頻等學(xué)習(xí)資源的觀看和學(xué)習(xí)，師生在課堂上一起完成作業(yè)答疑、協(xié)作探究和互動(dòng)交流等互動(dòng)的一種新型的教學(xué)模式。

　　翻轉(zhuǎn)課堂的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1 ）在教學(xué)目標(biāo)方面，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)目標(biāo)是提高學(xué)生的全面素質(zhì)，不但注重知識(shí)的傳授更注重知識(shí)的建構(gòu)和內(nèi)化。課外通過學(xué)生觀看視頻預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、協(xié)作學(xué)習(xí)能力；課內(nèi)通過課堂討論、小組交流、教師答疑等方式提升學(xué)生的語言表達(dá)能力、創(chuàng)新思維、交流與合作能力等。（2）在課堂時(shí)間分配方面，在傳統(tǒng)課堂里，課堂時(shí)間由教師掌控，并且大部分用來進(jìn)行知識(shí)講解，滿堂灌，學(xué)生沒有時(shí)間思考、內(nèi)化知識(shí)。在翻轉(zhuǎn)課堂里，學(xué)習(xí)不再受時(shí)間限制，課前學(xué)生按自己的節(jié)奏學(xué)習(xí)，直至掌握所安排的內(nèi)容。課內(nèi)大部分時(shí)間用來進(jìn)行師生、生生互動(dòng)探究。（3）學(xué)習(xí)流程方面，傳統(tǒng)課堂中“知識(shí)傳授”階段是通過教師和學(xué)生之間的互動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的；“知識(shí)內(nèi)化”階段往往由學(xué)生課后通過作業(yè)、復(fù)習(xí)等活動(dòng)自己來完成。由于缺少教師的指導(dǎo)和同伴的幫助，“知識(shí)內(nèi)化”階段常常效果不佳。“翻轉(zhuǎn)課堂”打破了原有的學(xué)習(xí)流程，對(duì)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行了重構(gòu)�！爸�識(shí)傳授”是學(xué)生在課前通過觀看視頻、PPT，進(jìn)行測(cè)試等活動(dòng)完成；“知識(shí)內(nèi)化”是在課堂上通過師生、生生互動(dòng)來完成。教師能夠在課堂上給予學(xué)生有效的指導(dǎo)，同學(xué)之間的相互交流有助于學(xué)生知識(shí)內(nèi)化和吸收。

　　二、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐

　　美國富蘭克林學(xué)院的Robert Talbert經(jīng)過多年翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)踐，總結(jié)了翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施的結(jié)構(gòu)模型[3]，如圖1所示。翻轉(zhuǎn)課堂不管是學(xué)生在家觀看教學(xué)視頻，還是在課堂上師生面對(duì)面地互動(dòng)交流，都是圍繞著“學(xué)生為中心”展開[4]。依據(jù)Robert Talbert的翻轉(zhuǎn)課堂的結(jié)構(gòu)，我們?cè)?013級(jí)通信工程專業(yè)1、2班進(jìn)行了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)踐。

　　1.設(shè)計(jì)、制作教學(xué)視頻。課前教師為學(xué)生準(zhǔn)備豐富的學(xué)習(xí)資源，包括課堂教學(xué)視頻、授課教案（PPT）、趣味實(shí)驗(yàn)視頻等，資源上線供學(xué)生課前自學(xué)。制作教學(xué)視頻時(shí)，應(yīng)明確學(xué)生必須掌握的目標(biāo)，考慮教師和班級(jí)的差異[5]，還要兼顧不同學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和習(xí)慣。筆者結(jié)合大學(xué)物理精品課程制作了“質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)”、“動(dòng)量”、“簡諧運(yùn)動(dòng)”、“剛體角動(dòng)量守恒定律”、“高斯定理”等30多集教學(xué)錄像。教師要給出自學(xué)提綱，提出一些在學(xué)習(xí)過程中可以討論的問題，包括自學(xué)過程的自測(cè)題、可以相互討論的問題以及能力拓展的問題等。

　　2.針對(duì)性的課前練習(xí)。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中，教師課堂講得少，學(xué)生在課堂上討論和練習(xí)多，這樣的模式使得學(xué)生必須進(jìn)行課前預(yù)習(xí)。教師要制定課前針對(duì)性聯(lián)系，合理設(shè)計(jì)練習(xí)題的數(shù)量和難度，讓學(xué)生帶著問題有目的地進(jìn)行課前預(yù)習(xí)[5]。為了幫助學(xué)生預(yù)習(xí)掌握，在視頻后面設(shè)計(jì)三四個(gè)小問題，幫助學(xué)生及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)自己的學(xué)習(xí)情況做出判斷。如果發(fā)現(xiàn)幾個(gè)問題回答得不好，學(xué)生可以反復(fù)觀看視頻，仔細(xì)思考找出問題答案。如：在剛體角動(dòng)量守恒定律一節(jié)中提出問題“運(yùn)動(dòng)員的身體變化和轉(zhuǎn)速變化之間有什么樣的關(guān)系”、“運(yùn)動(dòng)員為什么能高速轉(zhuǎn)動(dòng)，為什么伸開四肢，轉(zhuǎn)速加快，收攏四肢，轉(zhuǎn)速減慢”。

　　3.快速少量的測(cè)評(píng)。在課堂活動(dòng)中，教師準(zhǔn)備少量的測(cè)評(píng)，測(cè)試學(xué)生，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握程度以及難點(diǎn)和存在的疑惑。學(xué)生的對(duì)問題的回答情況，能夠及時(shí)地進(jìn)行匯總處理，幫助教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。在剛體角動(dòng)量守恒定律一節(jié)中，提出如下測(cè)評(píng)問題：人與轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J0，伸臂時(shí)臂長為l1，收臂時(shí)臂長為l2 。人站在不計(jì)摩擦的自由轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤中心上，每只手抓有質(zhì)量為m的啞鈴。伸臂時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω1，求：收臂時(shí)的角速度ω2 。

　　4.解決問題，促進(jìn)知識(shí)內(nèi)化。課內(nèi)則以討論式學(xué)習(xí)為主，教師根據(jù)實(shí)際情況和教學(xué)內(nèi)容的重難點(diǎn)提出問題，學(xué)生根據(jù)課前觀看教學(xué)視頻、課前針對(duì)性練習(xí)時(shí)發(fā)現(xiàn)的疑問提出問題，進(jìn)行課堂探究。教師根據(jù)學(xué)生的不同特點(diǎn)進(jìn)行分組探究，學(xué)生主動(dòng)參與課堂學(xué)習(xí)。通過教師的引導(dǎo)，學(xué)生通過獨(dú)立思考、小組討論交流，解決問題，有效地將知識(shí)內(nèi)化，構(gòu)建自己的知識(shí)體系[6]。學(xué)生通過演講、成果展示、小型競賽等形式及時(shí)進(jìn)行交流與展示，分享自己的學(xué)習(xí)收獲。為激勵(lì)學(xué)生參與課堂自主學(xué)習(xí)，可以將課堂學(xué)習(xí)表現(xiàn)計(jì)入平時(shí)成績。還要注意，針對(duì)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)的討論題、思考題和練習(xí)題應(yīng)具有梯度性，學(xué)生可以輕松跨越相鄰問題梯度的高度，能讓大部分學(xué)生達(dá)到自主學(xué)習(xí)、自我總結(jié)規(guī)律的目的。例如，在剛體的角動(dòng)量守恒定律這節(jié)課中，設(shè)置了10道討論題和練習(xí)題，題目難度逐步加大，最終讓學(xué)生自己總結(jié)出角動(dòng)量守恒定律。

　　5.總結(jié)反饋。知識(shí)總結(jié)和課后任務(wù)布置。經(jīng)過課堂學(xué)習(xí)后，用幾分鐘時(shí)間進(jìn)行知識(shí)總結(jié)，這樣有利于學(xué)生將知識(shí)整合并凝華，最后布置下一次翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)生的預(yù)習(xí)任務(wù)、作業(yè)等。教師根據(jù)這些反饋的評(píng)價(jià)結(jié)果制定下一步的教學(xué)計(jì)劃和確定下節(jié)課的探究問題。再如讓學(xué)生利用剛體角動(dòng)量守恒定律來解釋下落的貓尾巴的作用、飛機(jī)的螺旋槳的原理。

　　三、結(jié)論

　　在大學(xué)物理課中進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，教師要付出很多的時(shí)間和精力為學(xué)生準(zhǔn)備課前預(yù)習(xí)資源（特別是視頻資源），要精心準(zhǔn)備課堂用的討論題、思考題和課堂練習(xí)題。課堂所使用的問題最好呈臺(tái)階型。為了激勵(lì)學(xué)生參與課前和課堂學(xué)習(xí)，要對(duì)課堂學(xué)習(xí)進(jìn)行量化并計(jì)入總成績。翻轉(zhuǎn)課堂中充分利用了現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)媒體技術(shù)，如個(gè)人主頁、精品課程網(wǎng)站、江蘇師范大學(xué)物理課程中心等。

　　大學(xué)階段學(xué)習(xí)具有自主性和探索性，大學(xué)教學(xué)應(yīng)以自學(xué)為主，讓學(xué)生在研討式教學(xué)、自主課外學(xué)習(xí)中得到自由全面的發(fā)展。翻轉(zhuǎn)課堂完全符合這種理念，在大學(xué)教學(xué)中具有良好的應(yīng)用前景。與此同時(shí)，結(jié)合不同的學(xué)科特點(diǎn)，其他形式的教學(xué)手段可以作為有益的輔助和補(bǔ)充。以翻轉(zhuǎn)課堂為主體，微課、多媒體、雙語教學(xué)、演示實(shí)驗(yàn)等手段為輔的大學(xué)物理綜合教學(xué)改革任重道遠(yuǎn)，在實(shí)踐過程中還要進(jìn)一步探索如何揚(yáng)長避短，為促進(jìn)素質(zhì)教育，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量發(fā)揮更大的推動(dòng)作用。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[6]王紅，趙蔚，孫立會(huì)，劉紅霞。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型的設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2013，23（8）：5-10.

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