翻轉課堂對大學物理教學的啟發

于海濤

【摘要】作為理工科各專業大學生必修基礎課的大學物理，面臨課時被壓縮、日益被邊緣化的困境。本文分析了“翻轉課堂”的現狀、面臨的挑戰，以及其對大學物理教學改革的啟發。

【關鍵詞】大學物理 翻轉課堂 教學改革

【基金項目】上海理工大學教師教學發展研究項目“基于問題解決的大學物理翻轉課堂教學改革研究”（CFTD17063Y）。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）03-0154-02

一、大學物理教學的現狀

大學物理是理工科各專業大學生必修的一門基礎課程，它在培養學生樹立科學的世界觀，增強學生分析問題和解決問題的能力，培養學生的科學探索精神和創新意識，以及提高學生綜合素質等方面具有其它學科無法替代的作用。但是，近年來大學物理課程的課時被不斷壓縮，處于日益被邊緣化的地位[1-2]，大學物理實驗課也面臨同樣的問題。以筆者所在的上海理工大學為例，大學物理課程被分為：128課時的《大學物理A》和64課時的《大學物理B》，過去大部分學生都選修前者，只有少數的學生選修后者。然而，現在越來越多的學生放棄《大學物理A》，而選擇《大學物理B》，因為后者的內容少、課時少。

大學物理課程出現這種不容樂觀現象的原因復雜，主要包括以下幾方面[1]：（1）教學內容陳舊，大多數院校選用的物理學教材只注重講授經典的物理學基本理論、概念，很少與學生的專業方向和實際問題相聯系，顯得過于理論、實用性不夠強。（2）教學手段單調，教學模式基本上是傳統的板書授課、多媒體授課、或者兩者相結合授課，課堂上教師作為知識的傳播者處于主導地位，而學生處于被動接受者的地位，部分學生對學習的主動性不夠。（3）評價方式有待改進，目前的成績評定基本是以期末考試成績為主，結合平時上課出勤率和作業情況，作業題目占了考試試卷的相當一部分，考試過于注重考察學生記憶公式的能力，而不能夠充分考察學生分析問題、解決問題的能力。（4）學生主觀因素，新的高考改革后，部分學生在高中階段沒有選修物理，沒有相應的物理基礎，大學一年級學生學習確實吃力，從而產生厭學，甚至放棄，因而大學物理的不及格率較高。“國家精品課程”、 “微課”、“慕課”和 “翻轉課堂”等為大學物理教學改革提供了契機，本文將分析了“翻轉課堂”的現狀、面臨的挑戰，以及對大學物理教學改革的啟發。

二、翻轉課堂教學

1.翻轉課堂的起源和內涵

翻轉課堂（Flipping Classroom）于2007年興起于美國[3]，為了幫助因離學校較遠而導致缺課的學生趕上教學進度，科羅拉多州落基山林地公園高中化學老師亞倫·薩姆斯和喬納森·伯爾曼想出來的教學方法，他們使用錄屏軟件錄制上課的課件和實時講解音頻，將錄制的內容和音頻傳到網上，供缺課的學生下載學習。后來，他們發現這種方法也適用于其他的學生，于是，兩位老師轉變傳統的教學方法，采用這種方法讓學生在家觀看視頻學習新內容，他們在課堂上指導學生做作業。近年來，翻轉課堂成為全球教育界關注的熱點，2011年被加拿大《環球郵報》評為“影響課堂教學的重大技術變革”。

翻轉課堂教學實現了知識傳授和知識內化過程的翻轉。在課堂外，學生借助于教師制作的教學視頻或開放網絡資源自主完成知識的建構，實現知識傳遞；在課堂上，學生分享學習心得，并與其他學生以及老師探討問題，而完成知識內化。因此，在翻轉課堂中，學生轉變了被動接受知識的角色，成為教學過程的主體；學生之間、學生和老師之間互動性增強。有利于促進個性化教學的實現，有利于提高學生自主學習和研究型學習的能力，有利于創新型人才的培養[1]。

2.翻轉課堂的現狀

目前，翻轉課堂教學在美國很多學校受到歡迎，文獻[4]分析研究了美國艾爾蒙湖小學、克林頓戴爾高中、河畔聯合學區的翻轉課堂實施辦法和學生的學習效果。國內學者對翻轉課堂的研究始于2012 年，南京大學的張寶輝教授與兩名研究生張金磊、王穎合作撰寫了《翻轉課堂教學模式研究》，開啟了國內學者對翻轉課堂的研究，通過中國知網數據庫（CNKI）的統計結果來看，2015 年內就有1390篇有關翻轉課堂的文章[5]。但是大多數研究集中在翻轉課堂的理論探討，真正的教學實踐相對較少。其中重慶市江津聚奎中學和廣州市海珠區第五中學等相繼開展了翻轉課堂教學的實驗[4]；部分高校老師也在自己擔任大學物理理論課程或實驗的授課班級展開了翻轉課堂教學的實踐[6-7]，然而，還未見全校范圍內進行大學物理翻轉課堂教學改革的相關報道。

3.翻轉課堂實施的挑戰

雖然，翻轉課堂在理念上具有許多優越性，在實踐中也確實取得一定的成績，但是它的全面實施還面臨諸多挑戰[3， 6-7]：（1）學生方面，學生課前的學習效果直接決定了翻轉課堂的成敗，這就要求學生必須擁有獨立自主的學習能力。因為，知識的傳授部分是以視頻的方式、放到課外進行的，所以學生必須能夠在沒有人監督的情況下，自覺利用課外時間有效的觀看視頻、查閱相關資料，獨立自主的學習新知識。如果學生課前沒有認真觀看視頻，那么接下來的課堂上的討論、學習活動，是無法順利的進行。另外，在課堂上，學生需要與其他同學、以及老師進行問題探討，因此學生必須具備良好的交流溝通的能力。（2）教師方面，翻轉課堂教學要求老師具有制作高質量視頻課件的能力，而且視頻課件必須符合本班級大多數學生的實際情況的，不是僅僅拷貝其他老師的課件，或者網上的課件。課堂上教師需要與學生進行問題討論、點評學生的學習情況，學生也會提出許多相關或不太相關的問題，需要教師必須擁有寬廣的知識面，以及討論式課堂的掌控能力。（3）學校方面，必須能夠提供網絡課堂等學習平臺，為學生提供豐富而有選擇性的視頻等資料，以及學習交流平臺；另外，學校還需要安排好課程，目前學生很多課余時間被文化類選修課和思政課占用，如何保證學生擁有充足的時間進行課前視頻課件的學習，是實施翻轉課堂教學改革的重要方面。

三、翻轉課堂教學的嘗試

“太陽能光伏電池實驗”是專業物理實驗課，我們擁有自己編著的實驗教材。在2017年夏季短學期開設這門實驗課，班級有33名學生，分為5組，我們進行了“翻轉課堂”的教學嘗試：（1）實驗課前，我們要求學生預先學習實驗內容，觀看相關的實驗視頻，并完成預習實驗報告的撰寫。（2）實驗課中，我們先進行實驗理論分析和討論，解答學生學習過程中遇到的問題。然后學生分組開展實驗，2到3名學生分為一個實驗組，在此過程對學生獲得的實驗數據和圖像進行提問、討論，讓學生理解實驗現象背后的物理原理。由于實驗包括了三種太陽能電池暗特性、光照特性、溫度特性和光譜特性，一次實驗課為4個半小時。（3）實驗課后，實驗操作完成后，再進行實驗報告的數據整理和分析，最后完成實驗報告。通過分析學生的實驗操作和實驗報告，我們發現教學效果比較好。

筆者在擔任中德班大學物理理論課教學過程中，也汲取了翻轉課堂教學優點，嘗試問題導入式學習，例如曲線運動部分，提出高鐵軌道設計和摩托車時空之旅的例子，提高學習興趣，讓學生課堂外查找資料和觀看視頻，然后通過課上討論完成知識的內化。

四、總結

翻轉課堂教學為大學物理改革提供了新思路、新方法，但是它不是唯一出路，我們需要認識它的優點和缺點，在實踐中不斷探索和總結，尋找滿足國家需求、專業需求，并適合新時代大學生的物理教學方法。

參考文獻：

[1]張茹，吳高建.基于翻轉課堂模式的工科大學物理教學改革實踐與探索[J].時代教育，2014（21）：200-201.

[2]姚青榮，楊鵬程，李華兵.翻轉課堂在工科大學物理教學模式中的探索與實踐[J].海峽科技與產業，2016（7）：153-155.

[3]何克抗.從“翻轉課堂”的本質，看“翻轉課堂”在我國的未來發展[J].電化教育研究，2014（7）：5-16.

[4]張金磊，王穎，張寶輝.翻轉課堂教學模式研究[J].遠程教育雜志，2012，30（4）：46-51.

[5]劉虹.基于翻轉課堂的國內研究綜述[J].科教導刊，2016（10）：33-35.

[6]李曉梅，吳萍.翻轉課堂教學模式在大學物理教學中的應用研究[J].中國現代教育裝備，2015（9）：116-117.

[7]李敬然.翻轉課堂在大學物理實驗教學中的應用研究[J].高教學刊，2017，（10）：54-55.