翻轉(zhuǎn)課堂在設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

李密丹+劉冬梅

【摘 要】針對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)樓教學(xué)中存在的弊端，成功地將翻轉(zhuǎn)課堂引入設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，探索了一種全新的教學(xué)模式，科學(xué)合理地制定了一套全新的設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程。在具體教學(xué)過(guò)程中，將教學(xué)內(nèi)容演示及任務(wù)布置放在課外，將學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果評(píng)價(jià)改在課堂內(nèi)進(jìn)行，大大提高課堂內(nèi)時(shí)間的使用效率，有效激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性。教學(xué)實(shí)踐表明，在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下的設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是成功的。

【關(guān)鍵詞】翻轉(zhuǎn)課堂；設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)；教學(xué)效果；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

0 引言

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Class）是一種新的教學(xué)模式[1-2]，其核心觀點(diǎn)是將傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，即利用教師制作的視頻、課件和教學(xué)材料等，將過(guò)去在課堂完成的知識(shí)講授放到課前，讓學(xué)習(xí)者自主安排時(shí)間學(xué)習(xí)，將寶貴的課堂時(shí)間騰出來(lái)用于和學(xué)生面對(duì)面互動(dòng)、答疑解惑、解決學(xué)生學(xué)習(xí)中關(guān)鍵性問(wèn)題，提高學(xué)習(xí)效率。隨著視頻公開(kāi)課、在線課程、微課程和國(guó)家精品課程等網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源的流行，翻轉(zhuǎn)課堂已經(jīng)成為現(xiàn)代教育教學(xué)改革的核心。我國(guó)從2011年以來(lái)關(guān)于翻轉(zhuǎn)課堂的研究快速增加，我國(guó)教育界專家、學(xué)者、乃至一線的大中小學(xué)教師都開(kāi)始展開(kāi)對(duì)它的介紹和小范圍內(nèi)的實(shí)踐，并逐步結(jié)合我國(guó)實(shí)際教育情況，開(kāi)創(chuàng)出適合我國(guó)實(shí)施的模式[3-4]。

翻轉(zhuǎn)課堂也為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)提供了一種新的教學(xué)方法。設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中較高層次的教學(xué)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生自主選題，自查資料，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)施方案，自己評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。根據(jù)本人長(zhǎng)期物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐，翻轉(zhuǎn)課堂更適合用在設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，能顯著提高設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

1 現(xiàn)有設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的弊端

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式非常適合應(yīng)用于設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以解決目前設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的弊端。我校設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用的是學(xué)生自主選題后，自查資料，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，課堂實(shí)施方案，課后評(píng)價(jià)的總體流程。目的是培養(yǎng)學(xué)生具備初步的科學(xué)研究能力。目前設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法存在諸多弊端，已經(jīng)偏離了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)初衷，學(xué)生在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中沒(méi)有得到應(yīng)有的科學(xué)研究訓(xùn)練，教學(xué)效果大打折扣。主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

（1）設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程安排不合理

目前設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)分2次課（6學(xué)時(shí)），總體流程為：學(xué)生選題——課堂布置任務(wù)（預(yù)備知識(shí)講解、實(shí)驗(yàn)要求等）和熟悉儀器——課后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案——課堂完成實(shí)驗(yàn)方案——課后教師給出評(píng)價(jià)。在長(zhǎng)期教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，這一流程最主要的弊端是第一次課時(shí)效率太低。學(xué)生選題后，第一次課學(xué)生對(duì)所選實(shí)驗(yàn)往往一無(wú)所知，看設(shè)備成了走馬觀花，布置任務(wù)后也無(wú)法開(kāi)始方案設(shè)計(jì)，第一次課時(shí)白白浪費(fèi)了。運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，通過(guò)提供給學(xué)生微視頻、課件等數(shù)字化教學(xué)資源，可以將第一次課堂預(yù)備知識(shí)介紹、任務(wù)布置等放在課下進(jìn)行，并且在課下學(xué)生就可以完成初步的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。將第一次課時(shí)騰出來(lái)，在課堂上學(xué)生就可以有的放矢，有針對(duì)性地與教師互動(dòng)，與同學(xué)交流，解決問(wèn)題，完善設(shè)計(jì)方案。

（2）靶向性多媒體學(xué)習(xí)資源短缺

現(xiàn)在學(xué)生課程量很大，每天課時(shí)安排很滿，沒(méi)有時(shí)間大量閱讀資料，如何在有限時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)效率最大化，靶向性學(xué)習(xí)資源的提供很關(guān)鍵。目前設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中提供的資料過(guò)于寬泛，資源數(shù)量和種類過(guò)多且缺乏組織性，學(xué)生無(wú)所適從，真正有耐心閱讀資料的學(xué)生很少，在實(shí)際學(xué)習(xí)中資源利用率并不高。微視頻是翻轉(zhuǎn)課堂最典型最有效的教學(xué)資源，通常時(shí)長(zhǎng)幾分鐘至十幾分鐘，短小精悍，信息量集中，靶向性強(qiáng)，學(xué)生可以在最短時(shí)間獲取最有效的教學(xué)資源。

（3）培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力及協(xié)作能力意識(shí)不足

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)著重培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力及協(xié)作能力是學(xué)校培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型、復(fù)合型人才的有效方式。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力及協(xié)作能力本是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)初衷，但由于教學(xué)過(guò)程中缺乏這方面的培養(yǎng)意識(shí)，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)并沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的效果。翻轉(zhuǎn)課堂把知識(shí)傳授的過(guò)程放在教室外，賦予學(xué)習(xí)者更多的自由，有助于培養(yǎng)學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)能力；把知識(shí)內(nèi)化過(guò)程放在教室內(nèi)，同學(xué)之間、同學(xué)和教師之間有更多溝通交流的時(shí)間和空間，有利于培養(yǎng)學(xué)習(xí)者協(xié)作學(xué)習(xí)的能力，并在協(xié)作的過(guò)程中激發(fā)創(chuàng)新性思維。翻轉(zhuǎn)課堂注重學(xué)習(xí)過(guò)程，注重學(xué)習(xí)者活躍的思維方式培養(yǎng)，注重學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng)，注重了學(xué)習(xí)者合作精神的培養(yǎng)。

（4）總結(jié)評(píng)價(jià)形式單一

目前設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)通常是在課后通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告批閱給分，實(shí)驗(yàn)總結(jié)評(píng)價(jià)形式單一，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告本質(zhì)上和常規(guī)實(shí)驗(yàn)報(bào)告沒(méi)有區(qū)別，并沒(méi)有脫離常規(guī)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的框架。通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)可以騰出一部分課堂時(shí)間，這樣可以在第二次課接近結(jié)束的時(shí)候組織學(xué)生答辯，通過(guò)口頭總結(jié)、互動(dòng)交流的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，這樣更有利于學(xué)生體驗(yàn)完整的科學(xué)研究過(guò)程。

2 翻轉(zhuǎn)課堂在設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

為解決現(xiàn)有設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的弊端，提高設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，嘗試將翻轉(zhuǎn)課堂引入設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，探索一種全新的教學(xué)模式。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)具體教學(xué)流程如下：

（1） 學(xué)生課堂外觀看教學(xué)視頻，完成實(shí)驗(yàn)選題

教師自己制作設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻，視頻采用PPT+語(yǔ)音講解的方式，視頻內(nèi)不出現(xiàn)教師形象。這樣學(xué)生在觀看視頻過(guò)程中注意力更容易集中。視頻長(zhǎng)度以5-10分鐘為宜，控制在學(xué)生注意力比較集中的時(shí)間范圍內(nèi)，符合學(xué)生身心發(fā)展特征。視頻可以暫停、回放，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。視頻內(nèi)容主要為：①設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)介紹及總體要求；②備選題目介紹，包括題目背景、備用器材、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)及要求、需查閱的文獻(xiàn)等；③如何選題及選題后需要準(zhǔn)備的內(nèi)容。

將選題過(guò)程安排在課堂外進(jìn)行，學(xué)生通過(guò)觀看教師制作的視頻，了解備選題目及相關(guān)要求，并完成選題。這樣到課堂上就能有的放矢。

（2） 第一次課堂教學(xué)

學(xué)生選定設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目后，分流進(jìn)入相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室上課。第一次課堂上，教師引導(dǎo)學(xué)生闡述自己的設(shè)計(jì)方案，并相互提問(wèn)，學(xué)生可以向教師提出疑問(wèn)，教師也可以針對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案向?qū)W生提出問(wèn)題。將所有問(wèn)題歸納整理后，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，相互質(zhì)疑，互相啟發(fā)，完善設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中我們掌握的原則是，所設(shè)計(jì)的方案在實(shí)施過(guò)程中允許失敗，但要提出改進(jìn)措施或解決方法。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的方案論證通常掌握在一個(gè)學(xué)時(shí)內(nèi)，在余下的課堂時(shí)間內(nèi)，學(xué)生可以根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行試做，試做過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題也可以隨時(shí)對(duì)方案進(jìn)行修正。

（3）第二次課堂教學(xué)

在第二次課堂上，要完成自己的設(shè)計(jì)方案。由于第一次課堂上學(xué)生已經(jīng)試做過(guò)，所以只要方案成熟，學(xué)生可以很快完成實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程。

（4）結(jié)果評(píng)價(jià)

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析評(píng)價(jià)改在課堂內(nèi)進(jìn)行。利用第二次課堂的最后一個(gè)學(xué)時(shí)，學(xué)生分析自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并選擇評(píng)價(jià)方式，可以選擇提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式，也可以選擇課堂答辯。鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課堂答辯，課堂答辯不僅能讓學(xué)生思路更加清晰，對(duì)所做實(shí)驗(yàn)有更深刻的理解，同時(shí)也能鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力及現(xiàn)場(chǎng)組織應(yīng)變能力。

3 總結(jié)

針對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)樓教學(xué)中存在的弊端，將翻轉(zhuǎn)課堂引入設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，探索了一種全新的教學(xué)模式。科學(xué)制定一套設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程，將教學(xué)內(nèi)容演示及任務(wù)布置放在課外，將學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果評(píng)價(jià)改在課堂內(nèi)進(jìn)行。教學(xué)實(shí)踐表明，在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下的設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是成功的。有效激發(fā)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣，顯著提高了設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

本論文受北京印刷學(xué)院2015《翻轉(zhuǎn)課堂在設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究》項(xiàng)目資助完成。

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