宋金璠，郭新峰，石明吉，陳蘭莉

（1．南陽理工學院電子與電氣工程學院，河南南陽 473004；（2．南陽師范學院物理與電子工程學院，河南南陽 473061）

翻轉課堂在大學物理實驗教學中的應用

宋金璠1，2，郭新峰1，石明吉1，陳蘭莉1

（1．南陽理工學院電子與電氣工程學院，河南南陽 473004；（2．南陽師范學院物理與電子工程學院，河南南陽 473061）

伴隨新的教育理念和新技術的不斷涌現(xiàn)，信息技術與課程的整合日漸深入，目前翻轉課堂已成為國內(nèi)外教育改革的新浪潮，為教與學的進一步發(fā)展提供了新的思路。該文以大學物理實驗課程教學為載體，以翻轉課堂教學模式改革為切入點，以構建高效課堂為目標，探索一套新的教學體系。

翻轉課堂；大學物理實驗；教學質(zhì)量；個性化學習

在數(shù)字時代，互聯(lián)網(wǎng)技術對傳統(tǒng)的教學活動產(chǎn)生了巨大的沖擊。傳統(tǒng)的面對面學習和遠程教學存在著各自難以克服的缺點，使得新興的、高效的教學方式——翻轉課堂應運而生。翻轉課堂是一種混合學習模式，在美國已日漸流行的［1］。傳統(tǒng)的教學模式是教師在課堂上講課、布置作業(yè)，學生在課下做作業(yè)。而翻轉課堂則完全相反，學生課下觀看視頻，提問和作業(yè)則是放在課堂上，由教師答疑和解惑。課堂變成了教師與學生之間和學生與學生之間的互動平臺，從而達到更好的教學效果［2］。在傳統(tǒng)的教學模式中，教師只關注授課，想辦法在有限的上課時間內(nèi)，把盡可能多的知識傳授給學生，完成講授任務，至于學生是否能在課堂上消化、理解，教師并不清楚。另外隨著高校的擴招，授課班級較大，講課內(nèi)容無法滿足所有學生的要求，缺少互動，授課效果不佳，如何提高教學質(zhì)量將是擺在教育工作者面前的熱點話題［3－4］。作者以大學物理實驗教學為載體，以翻轉課堂教學為切入點，探索一套新的教學方法，不光教給學生以知識，還要培養(yǎng)其能力，提高其素質(zhì)，培養(yǎng)具有科學素養(yǎng)、人文素養(yǎng)和專業(yè)素養(yǎng)的全面發(fā)展的“人”［5］。

1 翻轉課堂的內(nèi)涵

所謂翻轉課堂，就是教師創(chuàng)建視頻，學生在家中或課外觀看視頻，回到課堂上師生面對面交流和完成作業(yè)的這樣一種教學模式。要理解翻轉課堂的內(nèi)涵并加以實施，就必須搞清楚翻轉課堂是什么。翻轉課堂不是在線視頻的代名詞。翻轉課堂除了教學視頻外，還有面對面的互動時間，是學生和教師一起發(fā)生的學習活動，不是視頻取代教師、不是在線課程、不是學生無序學習、不是讓全體學生都盯著電腦屏幕、不是學生孤立地學習；翻轉課堂是一種手段，教師是學生身邊的“教練”，不是講臺上的“圣人”，可增加學生和教師之間的互動及個性化接觸時間，是混合了直接講解與建構主義學習，是將課堂的內(nèi)容得到永久的存檔，并用于復習或補課；翻轉課堂是讓所有學生都能得到個性化教育的課堂。

2 翻轉課堂的特點

2．1 教學視頻短小精悍

翻轉課堂的每一個視頻都針對一個特定的問題，有較強的針對性，查找起來也比較方便；視頻的長度控制在學生注意力比較集中的時間范圍內(nèi)，符合學生身心發(fā)展特征；通過網(wǎng)絡發(fā)布的視頻，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。

2．2 教學目標清晰準確

翻轉課堂的視頻中只顯示講解內(nèi)容的PPT，講解的語音，必要時可配合字幕同步進行，就像我們同坐在一張桌子面前，一起學習，并把內(nèi)容寫在一張紙上。這是翻轉課堂的教學視頻與傳統(tǒng)的教學錄像不同之處。

2．3 重構課程內(nèi)容，學科知識點、線、面有機融合

翻轉課堂用教學視頻牢牢抓住視覺反射與思維關聯(lián)的特性，以點、線移動配合聲音引導思維，先觀察后發(fā)現(xiàn)，同時滲透著趣味、學科思維方法和哲學思考。要求教師充分利用信息技術，引導學生把“知識點”有機連接成“知識鏈”，并以知識點為原點實現(xiàn)有效發(fā)散，最終形成立體的“知識網(wǎng)”。通過問題式的學習，把相關學科的知識同時學習，避免由于學科的隔離而割裂學習的內(nèi)在聯(lián)系性。根據(jù)學生的實際需求，使學習個性化和差異化真正實現(xiàn)，將傳統(tǒng)的“線性”學習變?yōu)榧夹g支持下的“非線性”結構化學習［6］，是一種以“學生為中心”的學習方式，形成了比較全面的知識結構體系。

2．4 復習檢測方便快捷

在教學視頻后面緊跟著的4～5個小問題，可以幫助學生及時進行檢測，并對自己的學習情況作出判斷。如果發(fā)現(xiàn)問題回答得不好，學生可以回過頭來再看一遍，仔細思考重新作答。教學視頻還便于學生一段時間學習之后的復習和鞏固。同時，評價技術的跟進，使學生學習的相關環(huán)節(jié)能夠得到實證性的資料，有利于教師真正了解學生。

3 翻轉課堂對教師的挑戰(zhàn)

3．1 要求教師樹立教育改革的堅定信念

觀念決定行為，行為決定結果。有什么樣的教育觀念，就會有什么樣的教育行為，產(chǎn)生什么樣的教學效果。很多教師在“分數(shù)至上”的教育環(huán)境中，已經(jīng)錘煉出一整套的看家本領，形成了一種固定的教學范式和習慣，實施翻轉課堂，必然要打破自己和教育環(huán)境之間的平衡，讓自己處于一個新的、內(nèi)心沒有確切把握的動蕩之中。如果沒有堅定的改革信念作為支撐，教師通常是不愿意“革”自己的命的，因此翻轉課堂開始實施時需要遴選教學基本功好、有心理學悟性、了解網(wǎng)絡環(huán)境下可視化教學的特點、善于運用現(xiàn)代教育技術同時又積極推進翻轉課堂改革的教師加入到這一創(chuàng)新隊伍建設中來。

3．2 要求教師有較高的教育信息化素養(yǎng)

今天的學生，本身就生活在信息時代，對電子產(chǎn)品和各類軟件有著天生的親和感。但今天的教師不同，他們的青少年時代基本上都沒接觸過計算機，缺少與信息技術的親近機會，如果教師不具備與教學視頻編制相關技能的話，要推動翻轉課堂改革是很困難的。翻轉課堂要求制作的課件并非傳統(tǒng)的視頻教學，把教師講課錄像放在線上播放，這只是換湯不換藥的教學方式。我們在嘗試翻轉課堂教學中，可以先在小范圍內(nèi)實施，就某一課程、某一部分內(nèi)容整合學科團隊的優(yōu)勢，逐步開展，進而發(fā)展到全校、校與校之間乃至整個互聯(lián)網(wǎng)，讓更多力量參與到教育改革的探索中來。

3．3 教師要抓住翻轉課堂的關鍵點

為了實施翻轉課堂，很多人將主要的精力都放在視頻的制作上，這其實也是一個誤區(qū)。視頻自然重要，但比視頻更加重要的是如何支配課堂時間。課堂的對話和討論，需要教師做出精心的準備和細致的觀察，真正做到因材施教。教師需要在課前準備大量的代表性問題，確實能涵蓋相應的教學內(nèi)容，使學生在課前觀看視頻時有的放矢，要求教師要善于組織課堂活動。

3．4 要建立相應的教育評價新機制

在實施翻轉課堂教學過程中，打破現(xiàn)有的誰是教師就由誰來評價學生的傳統(tǒng)做法，建立一種新型的評價機制。學生在學習過程中，可以觀看任課教師的視頻，也可以觀看其他教師的視頻，只要能夠順利通過學習，都應該計算學分，教師應該用平和的心態(tài)、健康的思想、積極探索的精神來完善這一新模式。這種機制，有利于優(yōu)質(zhì)教育資源的共享，對促進教育均衡發(fā)展也有很重要的意義。總之，翻轉課堂，不在“推翻”而在“轉”，轉新形勢下的課堂觀、教師觀和學生觀。在課堂教學上要相信學生、幫助學生、要求學生，最終才能發(fā)展學生、成就學生。

4 實施翻轉課堂的有效策略

翻轉課堂是新的教學模式，實施之前，一定要先做好心理建設，鼓勵師生嘗試新方法、接受新考驗和挑戰(zhàn)，可以通過多種渠道提高師生構建翻轉課堂的能力和水平。

4．1 提高實施翻轉課堂教師基本素養(yǎng)的策略

在翻轉課堂的實施過程中，教師的活動模式主要包括課下活動和課上活動。課下活動包括開發(fā)課程、設計問題、課件制作、視頻錄制和后期制作等環(huán)節(jié)，課上活動包括引導展示、安排任務、點評拓展，即深度的教學環(huán)節(jié)［7］。

4．1．1 提高教師TPACK水平和能力

TPACK是整合技術的學科教學法知識（technological pedagogical content knowledge）的簡稱，它描述了教師對于技術的理解以及技術與學科教學法的整合，以提供技術支持下的有效教學。它由“學科知識（content knowledge）”、“教學法知識（pedagogical knowledge）”和“技術知識（technological knowledge）”組成。在翻轉課堂中，教師要完成教學視頻的錄制工作，就需要了解甚至掌握網(wǎng)絡視頻制作工具的使用、音頻技術、視覺表達、教學內(nèi)容分割和教學案例數(shù)字化處理以及資源上傳和下載等一系列查找和制作資源的技術問題，必須將學科教學法知識、整合技術的學科知識、整合技術的教學法知識3種核心元素有效整合，才有可能提供有效的教學媒體來支持學習者的自主學習［8］，這可以通過教研活動、集中培訓、外出進修等多種形式來提高教師的TPACK水平和能力。

4．1．2 確定課時重難點

課時重難點的準確確定，是微課質(zhì)量的基礎，是落實個性化指導的前提。而課時重難點的確定是基于對教材、教學內(nèi)容、學生情況的深入研究。因此，結合課時重難點的確定，整合教學內(nèi)容，以學科或教研室組織團隊，充分發(fā)揮團隊教師的優(yōu)勢，深入分析學生，加大教材邏輯關系研究，形成系統(tǒng)的、具有學科特色的微課體系，才能提高微課的實效性和趣味性［9］。

4．1．3 制作教學視頻

翻轉課堂中的教學視頻不同于傳統(tǒng)意義上的優(yōu)質(zhì)課視頻或精品課視頻。它們的主要差別在于：第一，時間長度不同。優(yōu)質(zhì)課、精品課視頻的長度是45min或40min，而翻轉課堂中的視頻是10～20min。因此教師必須認真研究課程標準和教材，找到最核心的內(nèi)容。第二，翻轉課堂中的視頻不是三分頻，而只有聲音和板書，不出現(xiàn)教師的形象，學生觀看板書的演示、聽教師的講解，這樣注意力會更集中。第三，翻轉課堂中的教學視頻沒有師生的互動，是教師的單向傳授，互動是在真實的課堂中實現(xiàn)的?？赡軙薪處煂⒁曨l與在線測試相結合，也可以直接發(fā)一張紙質(zhì)的測試題，用于學生的自我測試。教師備課時基本遵從4個步驟：教材整合→難點精選→教學設計→微課錄制，教師將教學視頻傳送到互動平臺上，學生登錄學習，系統(tǒng)自動記錄學生的學習數(shù)據(jù)［9］。教學視頻中要求教師的講解要語言生動，聲音清晰，語速適中。視頻中除顯示PPT界面外，唯一能吸引學生注意力的就是教師講解的聲音。視頻內(nèi)容的呈現(xiàn)多以題目為單位，以微課的形式一開始直接切入主題，不夾雜任何提示或鋪墊，且收尾迅速。在后期制作中，可增加注釋、附加字幕、關鍵知識點放大特寫以突出重點，提高學習效率［10］。

4．1．4 課堂深度教學

教師以基本問題為驅動力進行教學，引發(fā)學生進行積極的、主動的思考；翻轉課堂的課內(nèi)時間充分，為教與學、學與學的主體間互動提供了可能。實施翻轉課堂的前置作業(yè)為個性化指導提供了內(nèi)容和對象。如果將具有普遍性的問題作為課堂的話題，或將具有典型性的案例作為活動的議題，進而促成師生之間的問題研討和經(jīng)驗交流，因此教師就不能夠“一份講稿次次用”、“自定問題，自問自答”，必須在課前認真研究前置作業(yè)，分清主要問題和個別問題，分別進行全班重點解答和個體針對性指導，且精心選擇典型案例，引導分組討論和班級交流。課堂內(nèi)研討不充分的案例，必將延伸到課外，促成教師之間的面對面或網(wǎng)絡交互的實現(xiàn)。

課堂教學是教師的主陣地，翻轉課堂的精髓是個性化的學習，要求教師具有較高的課堂教學組織能力。教師可以通過總結與分解問題、組織學生協(xié)作學習、對學習成果進行展示及評價、與學生交流互動等來提高課堂組織教學的能力和教學研究能力。

4．2 提高實施翻轉課堂學生基本素養(yǎng)的策略

新的教學模式要求學生具備新的學習技能來保證學習效果的提升。教師要從不同方面對學生的學習技能進行培養(yǎng)。

4．2．1 培養(yǎng)學生使用現(xiàn)代教育技術手段和獲取信息的技能

主要包括使用網(wǎng)絡教學平臺的技能、通過網(wǎng)絡接收教師微課程的技能、進行網(wǎng)絡信息檢索的技能、獲取網(wǎng)絡信息并對信息進行整合、處理、創(chuàng)新、發(fā)布的技能等等。除了利用本校的學習平臺外，還推薦相關的資源平臺比如國家精品課程資源網(wǎng)、國家教師教育課程資源網(wǎng)、高等教育視頻資源數(shù)據(jù)庫、中國高校物理課程網(wǎng)等供學生選擇，以保證教學效果和教學質(zhì)量，滿足各層次學生的需求。

4．2．2 培養(yǎng)學生自主學習的能力

翻轉課堂的視頻教學部分需要學生在課外時間進行學習，相應的檢測也需要學生自己完成，這就要求學生必須具備獨立學習的能力，從而保證翻轉課堂的教學質(zhì)量。

4．2．3 培養(yǎng)學生協(xié)作學習的能力

協(xié)作學習是個體之間采用對話、商討、爭論等形式充分論證所研究問題，以獲取知識的途徑。在翻轉課堂上進行協(xié)作學習，有利于發(fā)展學生個體的思維能力、增強學生個體之間的溝通能力，有利于教學活動的開展和學生對于知識的獲?。?1］。

4．2．4 培養(yǎng)學生展示自我的能力

“展”即展示、交流、分享、共贏。課堂交流就是讓學生大膽說話、主體參與、合作探究。通過展示交流讓學生表達多樣化的思維，并相互啟發(fā)，相互溝通，從而達到培養(yǎng)學生的多元化思維能力，達到在分享中實現(xiàn)共贏的目的。學生通過傾聽他人發(fā)言、接受教師點撥，升華思想，提升自我，最終讓每一個學生享受成功的喜悅。值得注意的是，展示只是教學的一環(huán)，而不是全部。問題是展示的載體，展示是互助合作探究后對疑難問題的解讀［5］。

5 翻轉課堂在大學物理實驗教學中的應用案例

翻轉課堂要在中國的教育熱土上開花結果，要促進我國的課程教學改革向縱深方向發(fā)展，需要教育工作者的長期努力和各方面的支持。近年來，我們嘗試在大學物理實驗教學中實施翻轉課堂教學，以“十一線電位差計測電動勢”為例，采用翻轉課堂混合式教學模式進行教學，全班40個人分成2個大組，具體步驟如下：

第一步：觀看教學視頻。這一環(huán)節(jié)需要教師具有較高的現(xiàn)代教學技能功底，教學視頻精練、內(nèi)容重點突出、教學風格樸素。在視頻中主要講解：（1）11線電阻線板的組成、原理；（2）靈敏檢流計的原理及使用方法；（3）使用標準電池的注意事項；（4）線式電位差計的測量原理及補償法的實質(zhì)。通過講解讓學生明確實驗原理及實驗內(nèi)容，對實驗儀器及其構造有了初步的印象。

第二步：提出問題。（1）怎樣通過十一線電位差計測量電動勢？待測電源的電動勢怎樣計算？（2）如果實驗中檢流計總往一邊偏轉，怎樣處理？（3）怎樣提高線式電位差計的靈敏度？（4）什么叫“補償”、“比較”法？以上兩步均為課外進行。

第三步：組織課堂教學。學生進入實驗室現(xiàn)場操作。每個大組20人，單人單組進行實驗?，F(xiàn)場操作、設計記錄表格、記錄數(shù)據(jù)、判斷實驗結果、計算誤差。

第四步：分析誤差原因。實驗誤差可能有多種原因：（1）電阻絲粗細不均勻或電阻率不均勻；（2）檢流計指針沒有完全處于零刻度就開始讀數(shù)；（3）實驗過程太長或環(huán)境溫度明顯波動導致標準電池的電勢出現(xiàn)比較大的變化。

第五步：改進實驗。針對實驗中的誤差，提出自己的設計方案。如：（1）將板式電阻改為數(shù)字滑動變阻器；（2）直尺上鑲磁性物質(zhì)，使之與移動鐵片相互作用；（3）把直尺讀數(shù)改為自動讀數(shù)器；（4）將電阻線繞成圓柱狀，方便讀數(shù)（類比分光計讀數(shù)盤）；（5）改滑塊為接觸式圓孔，使電阻線接觸穿過。這一步可以在課下進行，或者體現(xiàn)在課程論文或課程設計中。

學生通過學習，自學視頻、回答問題、現(xiàn)場操作、誤差分析和改進實驗，“記住”的知識更多了，并且豐富了想象，拓展了視野，提高了創(chuàng)新能力。

6 體會與展望

翻轉課堂是一種教學形態(tài)，它是一種融學生認知建構與情感激活、教學控制與情境創(chuàng)設為一體的教學形態(tài)。提高教學質(zhì)量、培養(yǎng)合格的人才是高等教育永恒的主題，是教師永遠的追求。通過在大學物理中實施翻轉課堂教學，取得了一些成效。

我校大學物理教研室共8個人，承擔著全校的大學物理及大學物理實驗課程，平均每學期選課人數(shù)均在2 000人左右，超負荷的工作量和重復勞動還不能保證較高的效率和較好的教學效果。翻轉課堂特有的教學模式可以避免這一現(xiàn)象的發(fā)生。教師的講課內(nèi)容體現(xiàn)在教學視頻中，一次制作多次使用。同時還可以整合全體教研室乃至所有物理教學資源，讓學生接觸到多種風格的教學，實現(xiàn)真正意義上的資源共享。

在教學中嘗試運用翻轉課堂模式，它涉及學校、教師、學生3個方面，都要轉變觀念才能提高質(zhì)量。學校要以提升教學質(zhì)量為核心，激勵教師重視教書育人，在政策措施上予以保障，并營造重視教育的氛圍；教師要從以“教”為主，轉變?yōu)橐龑W生以“學”為主，應更多地與學生互動交流，啟發(fā)學生思考；學生要從“被動”學習改變?yōu)榉e極“主動”探究學習，以提升能力為學習目標，避免功利性?？傊?，要使翻轉課堂教學模式能夠更好地在實踐中應用，還需要教育教學研究者不斷地探索、總結并逐步完善教學各環(huán)節(jié)，更加高效地促進學習者的學習。隨著信息化技術的發(fā)展，翻轉課堂必將為信息時代的教與學提供新的思路，使教學質(zhì)量和教學水平再上新臺階。

（References）

［1］王長江，胡衛(wèi)平．技術促進教學：發(fā)展、演進和啟示［J］．現(xiàn)代教育技術，2013：23（10）：15－20．

［2］埃里克馬祖爾．同伴教學法［M］．朱敏，陳險峰，譯．北京：機械工業(yè)出版社，2011．

［3］櫟風．乘著MOOCs歌聲的翅膀：復旦大學陸昉副校長訪談錄［J］．物理與工程，2013，23（6）：3－5．［4］詹澤慧，李曉華．混合學習：定義、策略、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢：與美國印第安納大學柯蒂斯·邦克教授的對話［J］．中國電化教育，2009，（12）：1－5．

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［7］王長江，胡衛(wèi)平，李衛(wèi)東．“翻轉的”課堂：技術促進的教學［J］．電化教育研究，2013（8）：73－78．

［8］楊偉杰．翻轉課堂：轉變與挑戰(zhàn)［J］．教學與管理，2013（10）：93－95．

［9］張福濤．基于學校特色的翻轉課堂實施探索［J］．中國信息技術教育，2013（12）：13－16．

［10］張金磊．“翻轉課堂”教學模式的關鍵因素探析［J］．中國遠程教育，2013（10）：59－64．

［11］朱宏潔，朱贅．翻轉課堂及其有效實施策略芻議［J］．電化教育研究，2013（8）：79－83．

［12］鐘錫華．現(xiàn)代光學基礎［M］．北京：北京大學出版社，2003．

Application of flipped classroom in university physics experiment teaching

Song Jinfan，Guo Xinfeng，Shi Mingji，Chen Lanli
（1．School of Electronics and Electrical Engineering，Nanyang Institute of Technology，Nanyang 473004，China；2．College of Physics ＆Electronic Engineering，Nanyang Normal University，Nanyang 473061，China）

Accompanied by the continuous emergence of flew ideas and technology，the integration of information technology and curriculum is deepening day by day，nowadays，the flipped classroom is becoming a new wave of education reform at home and abroad，which provides a different way for the further development of teaching and learning．Taking the University Physics Experiment curriculum teaching as a medium，this article explores a new teaching system that takes the reform of teaching mode as an entry point and aims at constructing effective classroom．

flipped classroom；university physics experiment；teaching quality；individualized learning

G642．4

A

1002－4956（2015）3－0033－04

2014－07－10 修改日期：2014－09－12

河南省高等學校教師教育精品資源共享課程建設項目“中學物理教學技能與教學設計”（豫教〔2013〕136號）；河南省教師教育課程改革研究項目“基于教師專業(yè)標準下的教師職前職后一體化發(fā)展模式的研究與實踐”（豫教〔2014〕136號）；南陽理工學院專項經(jīng)費資助項目

宋金璠（1965—），女，河南南陽，教授，主要從事教育研究和大學物理教學．

E－mail：sjf200936＠163．com