問題驅動下的物理翻轉課堂教學探究

楊菲

目前，翻轉課堂教學備受關注。筆者借助互動教學平臺，面向高三學生開展問題驅動下的翻轉課堂教學。課前，教師通過ClassIn平臺發布任務，驅動學生發現問題。課上，組間互換問題、深入研討、遷移知識并解決問題。課后，組間互相發布習題以鞏固知識。筆者設計并應用新的翻轉課堂教學模型，不僅培養了學生發現、思考、解決問題的能力，而且促進了學生個性化、自主化、合作化的深度學習，提高了學生的物理學科核心素養，總結了課堂教學策略。

一、現階段高三物理教學面臨的問題與出路

有研究表明，學生接受教師講授，24小時后對相關知識的平均保持率為5％，而學生向他人講授并對所學內容立即進行應用性學習后，24小時后對知識的平均保持率為90％。馬祖爾教授通過研究發現：課堂上，學生互助教學有利于吸收、內化知識，答題正確率升高一倍。翻轉課堂教學有巨大的應用空間和潛力，線上線下有機融合將為翻轉課堂教學錦上添花。

《義務教育物理課程標準（2022 年版）》強調，教師應靈活運用多種方式教學，充分發揮育人功能。翻轉課堂這種混合式教學為學生學習物理拓寬了路徑。混合式教學（對學生而言就是混合式學習）由何克抗教授最先引入國內。混合式教學是將課堂教學與課外學習融為一體的教學，它需要以數字化教育資源為保障和基礎。

高三學生有大量知識需要復習，但時間有限，如果不能及時發現自身問題，會浪費時間和精力。高三學生具備發現問題的能力，有一定知識儲備，但是思考和解決問題的能力不強，學習興趣不濃，合作學習意識較弱。教師如能有效引導學生發現問題，并啟發他們協作解決問題，將幫助學生節省大量的復習時間，有利于他們在小組合作中深度學習。

翻轉課堂教學模式下學生處于主導地位。筆者所在學校積極構建以培養學生解決問題能力為主的課堂。筆者以高三學生具備基本的物理素養為基準，課前通過ClassIn平臺發布任務，驅動學生個性化發現問題，課上則開展小組合作活動。筆者在信息技術支撐下以學生為中心，通過線上線下融合、情境教學助力，構建了高效翻轉課堂。

二、問題驅動下的翻轉課堂教學案例分析

在課例教學中，筆者采用如下模型（如圖1）教學。

模型簡介：課前，教師借助信息技術工具ClassIn平臺發布主題和練習，線上幫助學生尋找問題所在。課上，教師線上或線下通過電子大屏展示ClassIn統計結果和各組要解決的問題，讓學生組間互換問題并討論解決，用投影和電子屏幕解說。課后，組間互相發布習題，應用知識鞏固所學并借助ClassIn統計作業情況。該模型中，不論線上還是線下課堂上均是學生自主發現問題、解決問題，這樣可以充分體現學生主體，高效實施以問題情境教學為驅動力且信息技術貫穿始終（模型圖示中箭線）的翻轉課堂教學。

以下，結合課例介紹具體教學過程。

（一）課前準備（引導學生）

為了培養學生準確高效尋找自身問題的能力，筆者設計了一系列的引導活動來幫助學生。

引導1：確定主要問題。

假期，筆者通過ClassIn平臺列出高考物理中各個題的考點，請學生對照尋找自身知識薄弱之處。

“同學們，現在是高三，為了對物理進行查漏補缺，需要你們認真思考發現自身薄弱所在。高考題知識點匯總（按題號給出每題知識點考查內容）如下：

1.能級躍遷；2.橫波的性質；3. 圖；4.變壓器；5.斜面物塊受力分析；6.機械波；7.磁場運動；8.地面與太空豎直圓；9.電容器；10.碰撞；11.楞次定律；12.冬奧會滑雪；13.水壓傳感器；14.核聚變；15.內外接、萬用表、電路故障；16.打點計時器、測重力加速度；17.平拋；18.加速電場：電場力、速度、時間；19.橢圓天體、推導萬有引力與成反比、球體建模；20.動生電動勢、霍爾元件、測地磁場。

結合自身情況，按照?‘最沒把握→較易’的順序挑出5個完成填寫任務，內容包括：1.沒把握的知識點（填序號或自身薄弱點）；2.一定寫出自身困惑所在。”

部分統計結果見表1。

筆者根據上面接龍統計結果篩選出班級一周內要解決的主要問題，選定第一節課開展“實驗：電池電動勢和內阻的測量”的教學活動。

引導2：習題訓練與反饋。

筆者利用ClassIn平臺針對主要問題設計兩道練習題，布置給學生。筆者做出評價反饋，讓學生準確找到自身問題并用物理語言加以描述，以文字形式提交。

引導3：合理分組，培養小助教。

筆者盡量結合學生平時表達能力、思維能力、動手能力、計算能力，以及問題類型對學生進行分組。全班35人被分為5組，每組7人。各組選派組長（代表），收集組內最具代表性的物理問題、習題或實驗現象。筆者對組長進行指導，培養小助教。師生共同準備上課所用工具（ClassIn平臺、平板電腦、智能手機、投影儀、電子大屏、電學實驗器材等）。

（二）課堂活動（問題驅動）

1.“實驗：電池電動勢和內阻的測量”主要教學過程

（1）引入問題：為了引導學生積極思考探究，尋求解決問題的方法，筆者首先出示假期線上調查結果，通過這一真實情境引入問題。筆者利用電子大屏展示ClassIn平臺統計結果：90%的學生對“實驗：電池電動勢和內阻的測量”沒有完全掌握，將其確定為本節課探究的主題。筆者隨后展示各組最具代表性的物理問題、習題、實驗現象，大致有5類：實驗電路的設計；誤差來源分析；數據處理（求解電動勢和內阻，圖像題）；讀數（游標卡尺，螺旋測微計，萬用表）；電路故障分析。

（2）探究問題：為了實現學生全員個性化發展，促進學生高效深度思考和學習，筆者設計小組合作式探究學習模式，通過組間交換問題在同一時間段解決不同專題。為了激發學生的學習積極性，實行小組加分制。比如，將甲組“實驗電路的設計”的問題交給乙組來解決。該過程中，由受過教師培訓的組長記錄各組討論情況，量分評價。組長還協助教師提供小組各項所需（多媒體設備、實驗器材、引導提示等）。討論中，教師和組長要關注時間，讓小組成員的發言留痕，不然課堂教學效率會大打折扣。

（3）解決問題：各組派代表通過板書、視頻或實驗等形式展示結果。組長檢查本組代表是否將每個問題涵蓋的知識點完全展示出來。①介紹內外接電路，要展示限流分壓兩個電路圖；畫電路圖并實際連接，對電流表、電壓表、滑動變阻器要選擇恰當。②誤差來源分析：注意系統誤差（滑動變阻器，電流表內接或外接造成內阻測量值偏大或偏小）和偶然誤差等；③根據圖像求解、，為縱軸，為橫軸時：縱軸截距為，斜率大小為的大小。④游標卡尺讀數方法：讀數=主尺讀數+游標尺讀數，游標尺讀數=×分度值。格子數不需要估讀，判斷好分度值再記錄數據。螺旋測微計讀數方法：測量值（mm）=固定刻度讀數（mm）（注意半毫米刻度線是否露出）+可動刻度數（估讀一位）×0.01（mm）。注意：螺旋測微器可動刻度格子數需要估讀。萬用表讀數方法：先確定萬用電表的選擇開關旋至的擋位，如果是電流或者電壓擋位，先判斷分度值再將其乘以格子數；如果是歐姆擋位，看選取的倍率，用格子數乘以倍率。注意：務必先看清擋位再讀數。⑤故障來源及現象：斷路或短路。

小組展示方案涉及知識點和技能廣泛且復雜，需要全組成員參與，這無形中促進了學生合作能力提升，也鍛煉了學生的表達能力，不同形式的表達激發了學生創新能力和成就感。學生整節課都處于高度興奮狀態。

（4）對結果的評價、反饋、總結、反思：為了幫助學生內化知識，找到適合自身的學習方法，培養學生自主反思和應用知識的能力，筆者讓學生結合自身問題思考解決方案，并記錄在筆記本上。筆者抽選學生讓其用平板電腦、多媒體電子屏或投影儀進行展示。

（5）對知識進行遷移應用：為加深學生對知識的理解應用，讓學生體驗創造新知的過程。筆者讓各組為其他小組命制練習題，組間互相批改評價。學生還可對命題進行評價。這樣，學生在玩中實現了思維拓展。

2.教學過程中可能出現的問題和解決方法

一是小組成員沒有形成最終解決方案，組長可適當提示、補充，刪減問題環節。二是課堂上延伸探索時間不夠，教師可布置課后并對學生課后學習情況進行評價。三是課堂小組討論和展示時間不確定，教師可提前讓學生實踐。

3.教學效果評價設計

筆者根據ClassIn平臺作業反饋和教學評價量表綜合評價學生。課前，筆者利用ClassIn平臺進行統計，確定主要問題為電源電動勢和內阻的測量，針對性設計并布置該模塊練習，讓學生暴露自身問題。課上，筆者根據小組討論情況和小組展示情況確定哪些知識學生沒有掌握。課后，筆者根據各組反思及習題作答情況評估學生自主學習效果。教學評價量表如下（見表2）。

三、問題驅動下翻轉課堂教學的價值

（一）問題驅動下翻轉課堂教學適用多種場景

其一，如果需要遠程教學或再次面臨疫情，這種問題驅動下翻轉課堂教學模式仍然適用。ClassIn平臺可以提供線上教學所需的統計、展示、小組討論等環境的支撐，師生使用相關功能非常便捷。

其二，新模式適用于概念教學。不論新課還是復習課，有些難理解的概念，又長又乏味，教師采用該模式教學可以迎刃而解。各組課前預習教科書上相關知識，搜集難理解的概念，確定最具代表性的問題，課上交流、分析、解決。

其三，教師可用新模式解釋生活中或課堂上學生難以理解的現象。各組課前收集問題，以視頻或者照片展現，課上互換問題并商討解決，課下發現更多的現象并加以解釋。

其四，教師可用新模式拓寬學生視野、提升學生思維能力。目前科技生活日新月異，高考也在與時俱進。教師可以每周末布置一項作業，讓學生搜集本周有關科技發展的熱點話題和前沿成果。教師可以安排一節課讓學生分享搜集的資源和問題，讓他們在討論中發現涉及的物理知識和可能出現的物理題型，提升思維能力。

（二）問題驅動下翻轉課堂教學有利于學生自主深度學習

一是助力學生個性化發展，促進深度學習和思考。就高中物理知識的學習而言，學生在學習中逐步發現自身存在的問題尤為重要。教師利用互動平臺幫助學生發現問題，使學生的物理知識學習與問題聯系，激發學生學習興趣，從而讓學生更加積極主動地產生更多的問題，這是促進學生個性化學習的主要途徑，有利于學生深度學習和思考。

二是實時反映學生學習狀態，以便調整教學進度。在傳統模式下，高中物理課堂教學氣氛較為沉悶。翻轉課堂教學模式下，教師根據學生課前實踐反饋情況，讓學生知曉自身具體問題所在，使他們在學習過程中注意力更加集中，從而提高學生在課堂教學中的參與度。教師尊重學生的主體地位，以分組討論的方式教學讓學生大膽表達意見，甚至質疑，這樣可以確保學生逐步發現自己在學習中存在的不足，合理地調整教學進度。

三是為多元化教學提供參考。新模式不僅適用于線上線下融合教學，而且適用于線上或線下單獨教學；不僅適用于復習課，而且適用于新授課；不僅可用于解決概念難題，而且可用于解釋生活中的物理現象。

總之，教師開展問題驅動下的翻轉課堂教學，不僅能夠激發學生學習興趣，增強學生的問題意識，而且能夠幫助學生養成良好的學習習慣，促進學生深度學習和思考，這對提高課堂教學質量、提升學生素養，具有積極意義。

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（作者系北京理工大學附屬中學通州校區教師）

責任編輯：祝元志