方照明 張建峰 黃曉琴

(南京師范大學物理科學與技術學院，江蘇 南京 210023)

翻轉(zhuǎn)課堂在中學物理實驗教學中的應用初探

方照明 張建峰 黃曉琴

(南京師范大學物理科學與技術學院，江蘇 南京 210023)

筆者在介紹翻轉(zhuǎn)課堂的基礎上，對翻轉(zhuǎn)課堂應用于中學物理實驗教學進行了探討，提出了翻轉(zhuǎn)課堂的教學結(jié)構(gòu)和教學案例，為中學實驗教學提供參考.

翻轉(zhuǎn)課堂；中學物理；實驗教學

1 翻轉(zhuǎn)課堂簡介

在20世紀90年代哈佛大學教授埃里克·馬祖爾創(chuàng)立同伴教學法(Peer Instruction)，強調(diào)學生的自主學習，以及學生之間和師生之間的合作交流[1]，同伴教學法被認為是翻轉(zhuǎn)課堂的雛形.第11屆大學教學國際會議上，衛(wèi)斯理·貝克為解決學生學習興趣不足的問題，首次提出“翻轉(zhuǎn)課堂”這一概念.美國的Robert Talbert教授應用了翻轉(zhuǎn)課堂教學，取得了良好的效果，他提出了如圖1所示的翻轉(zhuǎn)課堂教學結(jié)構(gòu)模型，介紹了翻轉(zhuǎn)課堂的主要環(huán)節(jié)[2].

圖1

在翻轉(zhuǎn)課堂教學中，傳統(tǒng)教學中教師講授的部分，由學生在課前自主觀看視頻完成，而傳統(tǒng)教學中學生課后完成的部分，則轉(zhuǎn)移到課堂上，在教師指導和同學協(xié)作中完成.翻轉(zhuǎn)課堂發(fā)揮了學生的主觀能動性，使其能按照自身情況，自主安排課前學習，而課堂上通過同學間的協(xié)作討論，輔以必要的教師指導，學生將進行更高水平的知識內(nèi)化活動.翻轉(zhuǎn)課堂教學推進了學生學習的自主化、合作化和個性化，使學生成為學習的主人，可高效地進行知識、技能與方法的學習.翻轉(zhuǎn)課堂教學模式符合知識爆炸時代背景下學會學習的理念，學生在課堂上有了更多時間進行探究式學習[3].

2 翻轉(zhuǎn)課堂在中學物理實驗教學中的應用

翻轉(zhuǎn)課堂的理論和實踐，為中學物理實驗教學拓寬了思路.學生的學習是一個有意圖的、積極的、自覺建構(gòu)的實踐過程[4]，中學物理實驗的探究環(huán)節(jié)較多，探究性較強，學生需要充足的探究時間和有針對性的指導，這樣才能取得較好的實驗教學效果.

翻轉(zhuǎn)課堂應用于中學物理實驗教學，多是將理論性知識以視頻形式放到課前，而課堂教學則圍繞著具有探究性的問題展開.在教學中，我們可以將實驗探究中的一部分知識提到課前讓學生自學，包括實驗儀器使用、實驗基本原理和數(shù)據(jù)測量與分析的方法等，讓學生通過自主學習，為課堂中的實驗探究活動做準備，在課堂活動環(huán)節(jié)，保證科學探究環(huán)節(jié)的連續(xù)性和完整性，讓學生經(jīng)歷整個科學探究過程，教師則進行巡視，及時地為學生提供指導,這樣，教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生實驗探究過程的“組織者”和“指導者”[5].

在具體的翻轉(zhuǎn)課堂教學中，通過課前視頻來呈現(xiàn)知識內(nèi)容時，要考慮學生的知識水平和接受程度，還要考慮知識本身的難度，在視頻呈現(xiàn)中要插入適當?shù)膯栴}，引導學生積極思考，再配合一定的檢測性練習，讓學生了解自己的學習情況，也有助于教師獲得反饋.在課堂活動中，學生課前學習的知識不必詳細地展開，可根據(jù)學生的實際情況，適當?shù)靥峒凹纯?

翻轉(zhuǎn)課堂應用于中學物理實驗教學，首先要對二者的關系合理定位和準確把握.翻轉(zhuǎn)課堂作為一種教學組織形式，要為中學物理實驗教學服務，為學生學習服務，以促進教學目標的達成.在教學應用過程中，要根據(jù)物理實驗教學的特點和現(xiàn)狀，積極進行教育教學研究，在把握翻轉(zhuǎn)課堂內(nèi)涵的基礎上，對翻轉(zhuǎn)課堂教學進行優(yōu)化，促進學生的科學思維和探究能力的發(fā)展.

3 教學案例——探究加速度與力、質(zhì)量的關系

“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”是高中物理教學的重點，本實驗對學生的實驗設計能力、實驗操作能力和實驗數(shù)據(jù)的處理能力都提出了較高的要求.圖2展示了筆者設計的“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)構(gòu).

圖2

在圖2中，虛線標明的是翻轉(zhuǎn)課堂課前學習部分.筆者選擇了“用打點計時器測加速度的實驗”等4個知識點，通過課前微視頻讓學生自主學習，視頻引導學生對實驗探究的基本知識、技能和方法進行回顧或?qū)W習，這有利于課堂活動中實驗探究的順利開展.在課堂活動環(huán)節(jié)中，學生已經(jīng)學習了“用打點計時器測加速度”等知識，在實驗探究過程中，教師不必再對這幾個知識點詳細講解，只需適當?shù)匾龑W生回憶相關細節(jié)即可.這樣，在課堂活動中，學生有更多時間進行自主實驗和交流討論，教師有更多機會進行有針對性的指導.

3.1 課前學習環(huán)節(jié)

表1為“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”課前學習環(huán)節(jié)設計，學生自定步調(diào)，觀看該視頻，可通過“后退”“暫?！薄翱爝M”來控制視頻播放進度，視頻的作用主要是引導學生掌握在實驗探究中所需的基本知識、技能和方法.

表1

續(xù)表

3.2 課堂活動環(huán)節(jié)

圖3是課堂活動流程圖，對于流程圖中的各環(huán)節(jié)說明如下.

圖3

回顧與答疑:教師對學生課前自學的知識進行簡要回顧，并對存在的問題進行點撥.

活動1:通過展示生活中的加速運動現(xiàn)象，給出具體的加速數(shù)值，引導學生比較加速過程的差異，得出加速度與力、質(zhì)量的關系.

活動2:通過桌面上小車的感受性實驗，嘗試讓學生通過改變推力大小和小車質(zhì)量，初步驗證猜想，為實驗探究加速度與力、質(zhì)量的定量關系做鋪墊.

活動3:通過實驗，探究加速度與力、質(zhì)量的定量關系.運用控制變量法，設計和操作實驗，測量和處理數(shù)據(jù)，得出實驗結(jié)論，讓學生體驗科學探究的過程，體會實驗探究的科學性和嚴謹性.

活動4:學生就實驗探究的設計、實驗操作和數(shù)據(jù)處理等多個方面進行討論和交流，分析誤差產(chǎn)生的原因，分組匯報探究情況，完成相應的鞏固練習.

4 結(jié)語

翻轉(zhuǎn)課堂具有一定的創(chuàng)新性和優(yōu)勢，但不可因此而否定傳統(tǒng)課堂教學.教師要從教學實際出發(fā)，以學生的發(fā)展為本，根據(jù)學生的情況和學科特點，合理地選擇和調(diào)整教學方案.翻轉(zhuǎn)課堂教學也對學生的自學能力，以及對教師教育技術的能力和教學能力提出了更高的要求.在開展翻轉(zhuǎn)課堂教學時，要更加注重評價的多元化，關注學生在探究過程中的表現(xiàn)，積極開發(fā)在線平臺，對學生的學習情況進行及時反饋，促進學生科學思維和探究能力的全面發(fā)展.

[1] 王聰,張鳳娟.翻轉(zhuǎn)課堂教學法在美國:歷史、現(xiàn)狀與課題[J].外國教育研究,2015,(9):97.

[2] 張金磊,王穎,張寶輝.翻轉(zhuǎn)課堂教學模式研究[J].遠程教育雜志,2012,(4):48.

[3] 袁婷婷,王軒,蔣翠,趙俊雅.翻轉(zhuǎn)課堂研究綜述[J].軟件導刊教育技術,2014,(3):7-8.

[4] 陳明煜.理念的顛覆與實踐:從翻轉(zhuǎn)的課堂到翻轉(zhuǎn)的實驗——以物理實驗“流體流速與壓強的關系”為例[J].中國信息技術教育,2014,(12):6.

[5] 李維亮.“翻轉(zhuǎn)課堂”模式在初中物理實驗教學中的探索實踐[J].物理教學探討,2015,(5):19.

名師簡介：黃曉琴(1963— )，女，江蘇南京人，博士，南京師范大學物理科學與技術學院教授、碩士生導師，主要研究物理教學論、非線性光學和電磁場理論.