“翻轉課堂”教學模式在光譜實驗教學中的初探

摘 要：“翻轉課堂”是一種借助網絡學習的教學模式，在增強學生獲取知識主動性的同時，方便教師對課堂時間進行合理規劃，從而實現對傳統教學模式的有效改革。結合大學《光譜實驗》課程，對“翻轉課堂”教學模式在光譜實驗教學中進行了探索，并對教學的設計和實踐進行了總結。

關鍵詞：翻轉課堂；網絡學習；光譜實驗

一、“翻轉課堂”教學模式

“翻轉課堂”這一術語來自英語“Flipped Class Model”，也被稱為“反轉課堂教學模式”。“翻轉課堂”最早的探索者是孟加拉裔美國人薩爾曼·汗，他將自己錄制的教學視頻傳到了網站上，讓學生通過網絡參與他的課程學習。之后，科羅拉多州林地公園高中的化學教師喬納森·伯爾曼和亞倫·薩姆斯則進行了新的嘗試，他們把結合實時講解和PPT演示的視頻上傳到網絡，讓學生在家中或課外觀看視頻中教師的講解，把課堂時間節省出來進行面對面的討論和作業輔導。概括來講，“翻轉課堂”即學生借助計算機網絡等方式完成教學信息傳遞的過程，教師和學生一起在課堂上開展互動活動，完成疑惑解答和對知識的深入理解，綜合運用，實現教學中知識吸收、內化的過程。

相比傳統教學模式，“翻轉課堂”具有如下優勢：首先，通過計算機網絡進行在線學習，學生可以按照自己的學習習慣來安排學習進度；其次，通過計算機網絡及時進行溝通和反饋，師生之間、學生之間互動交流的時間大大增加；再次，教師可以抽出更多時間來合理規劃課堂時間，通過課堂的討論和互相間的答疑，使學生更積極主動地投入到課堂學習中。

二、《光譜實驗》課程介紹

《光譜實驗》是面向我校光信息科學與技術專業大四學生的實驗課程，主要配合《光譜技術原理及應用》這門理論課所開設。課程課時12學時，開設目的是為加深學生對理論知識的理解，鍛煉學生的動手實踐能力，增強學生結合所學知識解決實際問題的能力。具體體現為如何用基本原理結合實驗儀器和軟件操作實現對光譜的再現和分析。實驗內容包括半導體激光器光譜特性測量、固液體吸收光譜檢測、聲光效應、塞曼效應等，涉及的光譜儀器有光柵單色儀、光學多道分析儀、共焦球面掃描干涉儀、法布里—珀羅干涉儀等。所有實驗均結合本校實驗條件開設，供學生選做。

《光譜實驗》的實驗原理涉及知識面廣、實驗儀器精密，有的實驗還需要熟悉實驗相關的配套軟件。在傳統的實驗教學模式里，教師對實驗原理的介紹、實驗儀器的介紹、以及相關軟件的介紹就需要一定的時間。由于這門課程是大四學生的選修課程，實驗課學時有限。學生在沒有完全理解和消化吸收的情況下，在實驗操作中會出現很多問題，有些學生不能在規定的實驗課時里順利操作儀器、采集數據，因此實驗效果并不理想。

在“翻轉課堂”教學模式的啟發下，筆者認識到這是對傳統教學模式的一種改革和創新，可以更有效地利用課堂時間，讓學生的學習變被動為主動，從而提高教學效果。

三、“翻轉課堂”教學實踐過程

《光譜實驗》是一門實驗課，需要學生進行儀器操作。以往的教學模式是：教師在課上梳理實驗相關知識點，介紹實驗儀器，相關軟件的用途、操作等，學生在課堂上完成實驗操作和實驗數據采集，實際實驗操作的時間有限，學生在沒有完全理解熟悉的情況下進行實驗，效果并不理想。為了提高教學效果，在借鑒“翻轉課堂”教學模式的基礎上，對自己所教授的《光譜實驗》課程進行了設計與實踐。

1.“翻轉課堂”的流程設計

在學期開始前先制作課程相關的講義和參考資料，以及介紹實驗儀器和軟件操作的視頻。在學生選課結束后將這些資料上傳到“QQ光譜實驗學習群”，先讓學生在課下以網絡自學的方式對實驗儀器和內容有一個全面的掌握，課堂上簡化或省略對相關知識點和儀器、軟件操作的介紹，主要安排實驗相關知識點的討論、實驗演示、實驗注意事項的說明、課堂答疑、實驗操作和實驗數據的采集。在答疑、討論的過程中，學生將擔任主體、教師作為引導者，教師重點關注學生對實驗的理解程度進行了解，并對實驗關鍵步驟進行提示。最終在課程考核時，也將學生課上的表現納入到考核體系中，改變以報告決定成績的現狀，鼓勵學生更多地參與課堂討論，進而實現主動學習的目的。

課前：設計《實驗預習清單》→教師錄制實驗教學視頻→學生觀課和查閱相關教學資源→課前交流。

課中：組織課堂活動，解決實驗預習中的問題→引導學生理清實驗思路，提示實驗操作中的關鍵步驟和注意事項→實驗操作和實驗數據審核。

2.“翻轉課堂”的實施

（1）課前準備

第一步，設計《實驗預習清單》。實驗預習清單是引導學生開展自我學習的索引和指南，教師通過設計預習清單，讓學生清楚了解實驗要預習的內容、學習目標，給學生提供可能的學習建議，給學生介紹大致的課堂學習形式；讓學生知道通過觀看教學視頻自學，應當完成的學習任務；要求學生記錄自學過程中的困惑和教師組織課中部分課堂指導活動的建議。《實驗預習清單》把實驗教學的重點、難點轉化為問題，編制成任務，學生在完成任務解答問題的過程中培養了自主探究、深入思考的能力。

第二步，教師錄制實驗教學視頻。包括實驗原理介紹、實驗儀器介紹、軟件介紹的視頻。一般錄制教學視頻的時間為10分鐘左右，教學視頻要短小精悍，時間控制在學生注意力比較容易集中的時間范圍內。教學信息要清晰明確，要去除教師的頭像以及實驗室里的各種物品擺設等會分散學生注意力的因素。通過QQ群中共享下載的視頻，具有暫停、回放等多種功能，可以自我控制，有利于學生的自主學習。

第三步，學生觀課和查閱相關教學資源。學生以最為舒適和最能接受的方式、節奏自主觀課，獲取信息，實現知識傳遞。對實驗儀器實驗軟件的操作有清晰直觀的認識。提出自己的問題，為課堂教學中的交流互動做好準備。

第四步，課前交流。作為實驗預習的最后一個環節，學生可以通過“QQ光譜實驗學習群”將自己觀課后的收獲和困惑傳遞給教師、同學。學生之間可以互幫互助，彼此答疑解惑，共同討論。教師也可以更多地掌握第一手情況，有針對性地改進課堂教學設計。

（2）課堂教學

第一步，組織課堂活動，解決實驗預習中的問題。“翻轉課堂”教學模式的優點之一就是學生化被動接受知識信息為主動實現知識的吸收內化，這就需要深入思考、交流互動的教學環境。課堂交流活動的形式可以多種多樣。針對預習中的問題進行個性化指導。

第二步，引導學生理清實驗思路，提示實驗操作中的關鍵步驟和注意事項。在交流過程中，教師不僅是一個交流活動的參與者、更應該是觀察者和指導者。通過觀察，發現學生對實驗的整體掌握情況，引導學生理清實驗思路。這樣的交流最大限度地培養學生獨立思考、自主學習的能力。

第三步，實驗操作和實驗數據審核。學生通過實驗預習、獨立思考和交流活動之后，理清了實驗思路，熟悉了實驗儀器和操作，可以順利完成實驗操作和實驗數據的采集。解決了實驗學習中的的困惑和疑問，可以取得相應的學習成果。

四、啟發和收獲

通過借鑒“翻轉課堂”教學模式，改變了傳統實驗教學模式中以教為主的教學方法，給予學生更多的自主性，對實驗內容有更清晰直觀的認識。基于實際學習效果的課堂交流活動，使學生對實驗內容和思路更加明確，實驗教學效果大大提高。另外，通過改革考核方式，考慮學生的課堂互動情況，能夠更真實地反映學生對實驗課程的掌握情況。

參考文獻：

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[3]劉曉路，邢立寧，楊振宇，孫凱.“反轉課堂”教學模式的實踐與思考[J].時代教育，2014.

編輯 孫玲娟