理念的顛覆與實踐:從翻轉的課堂到翻轉的實驗

陳明煜

摘?要：結合翻轉課堂的教學實踐，文章論述了在移動互聯時代微課視頻的設計思路和課堂物理實驗教學的理念創新。以筆者的教學實踐《流體流速與壓強的關系》作為案例，對翻轉課堂形式的物理實驗探究課的設計和實施策略進行了研究，提出了“實驗也可以翻轉”的教學理念和實施方法。以期為我國實現物理實驗探究的教學模式創新以及如何在實驗教學中培養學生創造力、實現個性化學習提供一些借鑒。

關鍵詞：微課?翻轉課堂?物理實驗?移動學習?無紙化教學

中圖分類號：G632文獻標識碼：A 文章編號：1674-2117（2014）12-000-02

1?物理翻轉課堂實施過程中的問題

隨著智能手機、平板電腦，以及3G網絡和Wifi信號的普及，無線的、移動的信息互聯時代給教育帶來的沖擊和變革不可避免，為基于移動學習的翻轉課堂教學實踐提供了技術基礎。筆者在多次翻轉課堂教學實踐中，發現各方參與者對微視頻學習和翻轉課堂質疑最多的地方主要有兩個。

第一，翻轉課堂在前置微視頻中就直接把知識講授給學生，把知識傳授由課堂前置到了課前，把知識的內化由課后前置到了課堂。但是在這樣的微課前置學習中，學生只能夠較為被動地接受視頻講授，學生并沒有動手探究和知識自我建構的過程和體驗，課堂的所謂知識內化過程很容易淪落為作業訓練，這是否又回到了典型的應試教育——填鴨式灌輸？

第二，物理課的學生實驗主要是模擬和還原科學家的實驗過程，其目的是學生通過動手實驗和過程體驗，完成知識的自我建構，提高探究能力。這樣的實驗課又該如何翻轉？

這兩個問題引起了筆者的思考，促使筆者拋開傳統教學的禁錮，提出了自己的微課視頻教學模式和“翻轉實驗”的物理實驗教學新理念。

2?進階式微課與前置學習游戲化

2.1?理論依據

活動學習理論認為，學習不是傳輸的過程，也不是接受的過程。學習是一個有意圖的、積極的、自覺建構的實踐過程，包括互動的意圖、行動和反思活動(Jonassen，2000)。

在大多數微課視頻的學習過程中，雖然學生能依據自己的特點選擇觀看視頻的側重點、次數和速度等，完成信息的主動加工，而且當遇到難以理解的知識點時，也可以隨時后退、反復觀看視頻。但是對于學生來說，這仍然是傳統的、單一的知識傳輸和接受過程，缺少有意圖的、積極的、自覺的建構的實踐活動，無法激發學生互動的意圖、行動和反思活動。要把微課視頻接受式學習改造成包括互動、行動和反思在內的豐富的學習活動才是微課的長久發展之道。

2.2?實施策略

筆者通過把微課視頻學習過程進行分割、進階，并且穿插多樣化的進階任務（如在線測試過關和家庭檢驗試驗）完成微課學習的游戲化改造，使單一的、被動的、接受式學習過程變成了豐富有趣、容易動手操作的游戲過程。由于每個環節時間很短，除了相關實驗用到家庭生活物品外，其他游戲環節學生都可以通過移動互聯終端設備隨時隨地完成。

對于《流體流速與壓強的關系》的微課學習，具體的進階練習分為三部分。

第一部分：看完第一段四個真假實驗的微課視頻后，學生有了想一探究竟的欲望，布置學生依照家庭實驗，自己做真實實驗以辨別視頻內容的真偽。判斷正確才可以進階到第二段微課視頻的學習中。學生在過關游戲和動手實驗中對該知識點有了體驗和初步建構。

第二部分：學生觀看第二段微課視頻，完成在線過關測試，這部分的在線測試答案均能在第二段微課視頻中找到，較為簡單。通過自動生成的成績，有錯誤的題目學生可以馬上通過反復觀看學習相關片段找到答案，及時在線更正錯誤。

第三部分：完成在線過關測試后，學生才能進入最后一個階段，即完成第二段微課視頻中留的實驗作業：利用生活中的物品自主設計完成實驗，論證原理。這個作業是個開放性的實驗設計，充分激發了學生的想象力和創造力，并且為課堂的知識內化和應用探討打下了基礎，準備了素材。學生帶到課堂來的設計作品也確實是千奇百怪，充滿創意卻沒有雷同，但都能驗證同一個原理——流速越大，壓強越小。

3?課堂——“翻轉的物理實驗”

3.1?理論依據

多數人認為，翻轉課堂的局限之一，就是學生實驗課是無法實現“翻轉”的。因為學生實驗的目的就是通過模擬科學家的實驗過程，通過實踐的體驗，幫助學生完成知識的自我建構和內化，提高其探究能力。而翻轉課堂通過微課視頻，把結論性知識直接呈現給了學生，如何讓學生體會知識“從無到有，通過實驗自主建構”的過程呢？

筆者長期從事物理實驗教學，自從事翻轉課堂實驗教學后，一直在思考：我們為什么要讓學生模擬科學家得出物理定律的過程？科學家得出相關原理的過程一般都是長時間的試錯和改進，逐步優化成型的，是一個復雜而漫長的過程。而實際上我們讓學生模擬的實驗已經大大的優化和簡化了，我們設定了一個簡單而且全面規避各種問題的“模子”讓學生往里面鉆，讓學生在沒有試錯的情況下，在幾十分鐘的時間里輕松得出一個速成的結論。這樣順利而快速的“知識自我建構”真的有預計的那么有效嗎？

能不能打破傳統實驗教學理念的約束和禁錮，進行一次觀念上的翻轉？筆者嘗試了“翻轉的物理實驗”。即學生通過微課視頻，在已經學習了相關物理原理后，再對該原理進行驗證性、應用性的實驗，側重培養學生把學得的物理知識轉化為應用的能力。

人類社會不僅僅需要愛因斯坦式的理論開創，也需要喬布斯式的應用創新。我們需要大科學家，需要理論的開創者，更需要大量工程師、技術人員，需要大量把理論轉化實際生產力的應用創新人才。筆者在《流體流速與壓強的關系》這節翻轉課堂實驗課的課堂教學處理中，首先把需要學生自主探究得出的物理原理通過微課視頻告知學生，再在課堂中通過實驗驗證結論，通過應用性實驗解決實際問題，實現了“實驗的翻轉”。

3.2?課堂干什么

“流體流速與壓強的關系”知識點本身比較簡單，學生通過微視頻自學就可以掌握得比較好了，那么課堂干什么呢？這個看似簡單的知識點在生活中的利用價值是沒有被學生充分挖掘出來的。筆者依據學情，設計了以下兩個課堂目標：

第一，學生能夠利用最普通、最常見的物品自己設計實驗，驗證原理，領悟物理原理就在生活之中。

第二，引導學生利用該知識，設計方案，解決生活中的實際問題。這都是開放性的實驗設計，既訓練了學生的創造力和想象力，又提高了學生解決實際問題的能力。

3.3?實施策略

環節一：知識點梳理。針對學生微課學習后在線過關測試中出現的問題，進行知識點梳理和易錯點疑難點的解析。

環節二：“創意實驗展示”環節，是課堂主要內容之一。學生能夠利用最普通、最常見的物品自己設計實驗，驗證原理，全班沒有一個實驗是完全雷同的。

環節三：“合作探究”，是課堂第三個層次和主要環節。引導學生利用該知識點，解決實際問題——如何使軟管變成吸塵器，吸起地面的泡沫碎屑。

環節四：“拓展創新”，是課堂的高潮和核心。依據微課視頻學習的內容，設計開放性實驗方案，如解決深圳濱海大道地下人行過道不通風的問題。學生在iPad上畫出各種設計方案，通過AppleTV無線直播的方式，讓每位學生都能把自己的iPad畫面同步直播到投影儀大屏幕上展示，讓全體學生都能參與研討。充分培養了學生對所學知識的創新應用和解決實際問題的能力。同時通過平板電腦作畫，通過無線互聯展示，實現了信息技術在教學中的應用。

4?移動學習與無紙化教學的技術支持

4.1?理論依據

移動學習（MobileLearning）是一種在移動計算設備的幫助下，能夠在任何時間、任何地點發生的學習。移動學習所使用的移動設備必須能夠有效地呈現學習內容并且提供教師與學習者之間的雙向交流。

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移動學習在數字化學習的基礎上通過有效結合信息技術帶給學習者隨時隨地學習的全新感受，被認為是一種未來的學習模式，或者說是未來學習不可缺少的一種學習模式。

本節課在微課視頻學習環節，學生充分應用到智能手機、平板電腦以及3G網絡和Wifi信號，實現了隨時隨地的個性化學習。在線測試系統以及微課學習與過關練習結合的進階游戲系統，都需要開發相應的互聯網程序和功能性軟件才能實現。筆者所在學校技術部門已經開發出相應在線平臺（http://61.144.246.9/flipclassnew/Default.aspx），學生只需在移動終端打開應用就可以開展學習活動。教師則在教師端口，應用手機、iPad等移動終端及時跟進、監控、反饋，新技術的應用使教與學的互動沒有了時間和空間的限制，非常便利。

4.2?課堂環節的無線互聯技術

在課堂的創意實驗過程中，可以通過學生平板電腦實時提交在線平臺，同步智能生成結果，無需教師逐個批改。教師在課堂由“知識的講授者”角色轉變為“教練”、“輔導員”的角色。學生對地下通道改造的方案也是通過iPad畫圖呈現，通過無線互聯技術實時提交，在大屏幕上同步直播每個愿意展示的學生的方案，與所有學生分享和探討。

4.3?無紙化教學的實現

無紙化教學是目前歐美國家和我國香港地區許多教育機構倡導的一種利用先進科技實現的綠色教學理念。整個課程從教師到學生，從微課視頻學習到課堂知識內化，從知識傳授到在線練習，不使用任何紙質工具。除了實驗需要的實物，其他全部通過無線網絡和移動終端實現。最便捷的科技應用，不僅是教學發展的趨勢，也是“環保課堂”、“低碳課堂”的理念追求。

5?結語

實踐是檢驗真理的唯一標準，選擇“流體流速與壓強的關系”這個課題，是因為它不僅知識點單一，便于學生前置學習，適合“翻轉”，而且應用廣泛。

通過這次實踐，筆者深刻體會到，教學不是工廠化生產標準產品的磨具，學生不是標準化的產品。如果我們把程式化的實驗探究，翻轉成應用性實驗的設計和創意，讓學生充分發揮想象力和創造力，敢于站在時代的前沿，應用最新科技探索未來，這樣我們的學生才是充滿創意和想象力的、面向未來的、獨一無二的人。

參考文獻：

[1]張渝江.翻轉課堂變革[J].中國信息技術教育,2012(10).

[2]張金磊等.翻轉課堂教學模式研究[J].遠程教育雜志,2012(04).

[3]方海光,劉靜,黃榮懷,李玉順.基于學習對象化的移動學習資源自適應引擎的研究[J].中國電化教育,2009(07).

[4]桂耀榮.微課及微課的制作和意義[J].化學教與學,2013(5).

[5]朱美健,張天立.現代中學生素質結構調查[J].廣州師院學報(自然科學版).1998(07).

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