沈潔

（四川警察學(xué)院 四川瀘州 646000）

一、問題的提出

物理學(xué)是一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)。作為新時(shí)代公安院校的大學(xué)生掌握適當(dāng)?shù)奈锢碇R(shí)，了解基礎(chǔ)理論對(duì)于科技興警、改革強(qiáng)警目標(biāo)具有重要意義。然而我們發(fā)現(xiàn)，在公安院校大學(xué)物理教學(xué)中，由于教學(xué)模式陳舊，課堂往往停留在教師講授灌輸，學(xué)生被動(dòng)接收，課堂氣氛沉悶，教學(xué)效果欠佳，這也成為廣大公安院校物理課程乃至通識(shí)課程的教學(xué)痛點(diǎn)之一，如何進(jìn)行教學(xué)改革創(chuàng)新成為當(dāng)下新工科教學(xué)的一大課題。

翻轉(zhuǎn)課堂也稱顛倒課堂，利用翻轉(zhuǎn)課堂，教師通過對(duì)課堂時(shí)間的重新規(guī)劃，將傳統(tǒng)的知識(shí)傳授與知識(shí)內(nèi)化過程進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，通過改變傳統(tǒng)教學(xué)中的師生角色，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的革新［1］。自2011 年翻轉(zhuǎn)課堂理念引入國(guó)內(nèi)，它強(qiáng)調(diào)突顯學(xué)習(xí)者主體地位，注重培養(yǎng)學(xué)生自主探索的教學(xué)模式十分契合高校通識(shí)課程的教學(xué)需求，所以其一經(jīng)提出，許多教師便著手研究并開展課堂實(shí)踐。上海交通大學(xué)是最早一批將翻轉(zhuǎn)課堂代入大學(xué)物理課堂并進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐的院校，如董占海（2014 年）總結(jié)了翻轉(zhuǎn)課堂的課前、課中、課后三個(gè)環(huán)節(jié)開展的教學(xué)活動(dòng)，并通過教學(xué)實(shí)驗(yàn)給出了大學(xué)物理翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)評(píng)價(jià)方法［2］；陳小平、陳曉露等人研究了MOOC 對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂的建設(shè)啟示［3］［4］，此后的研究?jī)A向翻轉(zhuǎn)課堂技術(shù)手段的革新，比如SPOC、微課、MOOC 平臺(tái)的發(fā)展帶來的新模式，文獻(xiàn)領(lǐng)域主要集中于研究大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的翻轉(zhuǎn)應(yīng)用。公安院校關(guān)于翻轉(zhuǎn)課堂的研究開始于2015 年，趙新彬提出了翻轉(zhuǎn)課堂為公安法學(xué)教育改革提供契機(jī)，并分析了其挑戰(zhàn)與改革措施［5］；董久玲［6］、郁軍海［7］等人研究了翻轉(zhuǎn)課堂在大學(xué)英語、邏輯等通識(shí)教育課程的應(yīng)用，而王歡［8］、左馥［9］等人研究了翻轉(zhuǎn)課堂在刑事訴訟法、公安應(yīng)用寫作等專業(yè)課程中的教學(xué)模式設(shè)計(jì)，給公安教學(xué)改革指明了新方向。公安院校針對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂的研究大多集中在課程教學(xué)實(shí)踐上，內(nèi)容主要是結(jié)合公安院校背景分析了公安院校翻轉(zhuǎn)課堂的利弊與措施。這些研究推進(jìn)了翻轉(zhuǎn)課堂在公安院校的教學(xué)改革，但相關(guān)研究還大有拓展空間。翻轉(zhuǎn)課堂的本土化已持續(xù)多年，其效果褒貶不一，在實(shí)踐之中也出現(xiàn)了一些瓶頸。筆者在文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上，嘗試將學(xué)習(xí)進(jìn)階理論引入翻轉(zhuǎn)課堂，并結(jié)合公安院校教學(xué)實(shí)踐，對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)再次細(xì)化，為大學(xué)物理的教學(xué)改進(jìn)提供新思路。

二、公安物理課程翻轉(zhuǎn)課堂現(xiàn)狀及其原因分析

目前，公安院校翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施主要分為三個(gè)階段，第一階段為課前組織，即課前教師錄制微課或指定MOOC 為主要形式的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生在課前完成教學(xué)視頻等的觀看學(xué)習(xí)，隨后完成相應(yīng)交流與練習(xí)。第二階段是課中實(shí)施，在課堂上老師引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)自探索、協(xié)作探究、互動(dòng)交流、成果展示等活動(dòng)［10］。第三是課后強(qiáng)化階段，一般通過課后作業(yè)的形式終到達(dá)知識(shí)鞏固、深度內(nèi)化的目的。翻轉(zhuǎn)課堂模式在高校早已司空見慣，但是教學(xué)效果卻不盡人意，究其原因有以下三點(diǎn)：

（一）翻轉(zhuǎn)適應(yīng)度問題

大學(xué)物理課程作為公安院校公安技術(shù)類專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程，其概念構(gòu)建起的知識(shí)體系較為完善，拆分微課內(nèi)容較為容易，但是理解概念只是大學(xué)物理教學(xué)大綱的要求之一，概念的來源、概念之間的整合關(guān)系、公式的驗(yàn)證推導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)操作及運(yùn)用等都需要學(xué)生具備較為厚實(shí)的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)與邏輯思維能力。對(duì)于大學(xué)物理微課環(huán)節(jié)而言“提不出問題反而是最大的問題”，學(xué)生普遍反映看得懂概念，但遇到數(shù)學(xué)問題就難以自學(xué)，較多的挫敗感最終導(dǎo)致“翻不動(dòng)”的現(xiàn)象，物理課程目前只能對(duì)部分章節(jié)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)試點(diǎn)。

（二）信息化技術(shù)支撐問題

翻轉(zhuǎn)課堂是一種基于信息技術(shù)發(fā)展下的產(chǎn)物，它包括微課視頻設(shè)計(jì)與開發(fā)、信息化教學(xué)平臺(tái)的搭建、教學(xué)效果反饋數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)以及物理課堂環(huán)境的設(shè)計(jì)，因此它不僅是一種教育問題還是一種技術(shù)問題［11］。近幾年四川警察學(xué)院著手搭建“智慧校園”平臺(tái)，大力促進(jìn)信息化教學(xué)手段，雨課堂、藍(lán)墨云、學(xué)習(xí)通等學(xué)習(xí)平臺(tái)廣泛應(yīng)用于課堂教學(xué)中，物理課程在翻轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，積極運(yùn)用學(xué)習(xí)通平臺(tái)，但由于實(shí)踐周期不長(zhǎng)，超星學(xué)習(xí)通后臺(tái)數(shù)據(jù)較少，翻轉(zhuǎn)效果分析不到位，教學(xué)反哺效果欠佳。

（三）高素質(zhì)教師培訓(xùn)問題

部分教師們?cè)诜D(zhuǎn)時(shí)往往依賴于自身經(jīng)驗(yàn)，如微課的制作，有的教師只是將上課內(nèi)容再?gòu)?fù)述一遍，錄制視頻供學(xué)生課前學(xué)習(xí)，對(duì)于時(shí)間長(zhǎng)短的把控，內(nèi)容的分解，講授的重點(diǎn)，微課后的檢測(cè)，想要達(dá)到的效果等都缺乏科學(xué)有效的規(guī)劃。再則，微課在打破知識(shí)體系，方便學(xué)生學(xué)習(xí)的同時(shí)也必然會(huì)帶來另一個(gè)弊端：知識(shí)碎片化。碎片化的知識(shí)雖短時(shí)間符合學(xué)生的心理認(rèn)識(shí)，但長(zhǎng)期的教學(xué)容易導(dǎo)致學(xué)生思維混亂，知識(shí)結(jié)構(gòu)不牢固，不利于物理系統(tǒng)學(xué)習(xí)。最后，課堂組織環(huán)節(jié)看似將主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，可實(shí)際上更需要教師發(fā)揮其主導(dǎo)地位，否則有課堂秩序容易混亂或者出現(xiàn)另一個(gè)極端：課堂氛圍死氣沉沉，翻轉(zhuǎn)形式流于表面。

綜上，翻轉(zhuǎn)課堂在為公安物理課程帶來課堂革命，產(chǎn)生積極影響之時(shí)，也需要認(rèn)真研究規(guī)劃。翻轉(zhuǎn)課堂絕不是經(jīng)驗(yàn)教學(xué)，它更需要教師遵循知識(shí)內(nèi)化基本原理，根據(jù)學(xué)情、課情分析，選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略。教師想通過翻轉(zhuǎn)課堂模式從根本上實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的互換，提升高校課堂教學(xué)質(zhì)量，首先要做的是以教育學(xué)理論武裝頭腦，對(duì)課程進(jìn)行科學(xué)系統(tǒng)的規(guī)劃，明確教學(xué)起點(diǎn)，瞄準(zhǔn)教學(xué)終點(diǎn)。筆者認(rèn)為，學(xué)習(xí)進(jìn)階的終點(diǎn)即為培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)，可作為優(yōu)化翻轉(zhuǎn)課堂的重要理論支撐。

三、理論契機(jī)：學(xué)習(xí)進(jìn)階為優(yōu)化翻轉(zhuǎn)課堂提供新思路

2004 年，美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)（National Research Council）上，史密斯（Carol Smith）等學(xué)者代表在“基礎(chǔ)教育階段科學(xué)學(xué)業(yè)成就評(píng)價(jià)委員會(huì)”報(bào)告中，第一次提到學(xué)習(xí)進(jìn)階（Learning Progressions）一詞，并給出了學(xué)習(xí)進(jìn)階的定義，即“學(xué)生在學(xué)習(xí)某一核心概念的過程中，所遵循的一系列逐漸復(fù)雜的思維路徑［12］。此后，學(xué)習(xí)進(jìn)階被廣大學(xué)者深入研究并廣泛運(yùn)用于科學(xué)教育各領(lǐng)域，如課程規(guī)劃、教學(xué)設(shè)計(jì)、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)與教師培訓(xùn)等方面。我國(guó)對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)階的研究與應(yīng)用起步較晚，目前仍處于探索階段。2010 年劉恩山教授與張穎之博士提出學(xué)習(xí)進(jìn)階圍繞核心概念構(gòu)建出概念發(fā)展進(jìn)程的理念，以及在教學(xué)中如何準(zhǔn)確闡述概念，并提出教學(xué)應(yīng)從記憶事實(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槔斫飧拍睿ㄟ^事實(shí)性知識(shí)幫助學(xué)生理解核心概念［13］。2013年西南大學(xué)的范增博士將高中物理力、熱、光、電等核心概念進(jìn)行了梳理，并對(duì)“能量守恒”等幾個(gè)核心概念行了學(xué)習(xí)進(jìn)階研究［14］。郭玉英教授團(tuán)隊(duì)則在2012 年首次強(qiáng)調(diào)科學(xué)概念體系的整合與進(jìn)階發(fā)展對(duì)我國(guó)課程設(shè)計(jì)的重要性，并在16 年給出了科學(xué)概念理解的發(fā)展層級(jí)模型和基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的科學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)模型［15］。隨后何春生［16］、王錒［17］等學(xué)者相繼開啟了應(yīng)用學(xué)習(xí)進(jìn)階進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)證的研究，取得了令人矚目的成果。

完整的學(xué)習(xí)進(jìn)階一般包括五個(gè)要素，即：進(jìn)階終點(diǎn)、進(jìn)階維度、成就水平、各水平的學(xué)業(yè)表現(xiàn)以及測(cè)評(píng)工具［18］，基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的教學(xué)設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，即大單元設(shè)計(jì)，首先梳理核心概念搭建進(jìn)階維度，預(yù)設(shè)進(jìn)階起點(diǎn)與終點(diǎn)，再根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平以及對(duì)核心概念的認(rèn)知發(fā)展過程將學(xué)習(xí)進(jìn)階劃分為不同的發(fā)展階段，分別對(duì)應(yīng)概念教學(xué)過程的發(fā)展層級(jí)。本文將采用結(jié)合郭玉英學(xué)者對(duì)概念的進(jìn)階發(fā)展層級(jí)模型［19］，如表1。

表1 概念的進(jìn)階發(fā)展層級(jí)模型

梳理第二章“剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)”內(nèi)容，筆者結(jié)合公安院校教學(xué)實(shí)踐，構(gòu)建了“剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)”統(tǒng)攝下的基于核心概念的進(jìn)階維度，如圖1。

圖1 剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)概念進(jìn)階

本節(jié)內(nèi)容的核心概念為力矩與轉(zhuǎn)動(dòng)定律，對(duì)核心概念從現(xiàn)有認(rèn)知狀態(tài)到期望達(dá)成的終點(diǎn)間的5個(gè)進(jìn)階層級(jí)現(xiàn)列表展出。如下表2、表3。

表2 力矩學(xué)習(xí)進(jìn)階層級(jí)劃分

表3 轉(zhuǎn)動(dòng)定律學(xué)習(xí)進(jìn)階層級(jí)劃分

四、教學(xué)改進(jìn)路徑

（一）以學(xué)習(xí)進(jìn)階核心概念指導(dǎo)微課程，明確學(xué)生進(jìn)階起點(diǎn)

翻轉(zhuǎn)課堂中的“翻轉(zhuǎn)”二字強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生課前掌握基礎(chǔ)知識(shí)，課內(nèi)再對(duì)其內(nèi)化吸收，而課前學(xué)習(xí)的核心便是微課，所以精心設(shè)計(jì)微課尤其重要。一個(gè)好的微課一般具備知識(shí)精煉、時(shí)間簡(jiǎn)短、結(jié)構(gòu)完整、制作精良等要求，那如何對(duì)物理體系中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行“破壁”、優(yōu)選微課內(nèi)容呢？學(xué)習(xí)進(jìn)階中核心概念給出了方向，核心概念作為一個(gè)個(gè)的知識(shí)脈沖，具有科學(xué)的濃縮性，十分符合微課單元節(jié)的需求。此外，微課作為一個(gè)個(gè)單元體，將知識(shí)進(jìn)行了碎片化，而學(xué)習(xí)進(jìn)階屬于縱向研究的范式亦可打破此顧慮。將搭建好的核心概念的概念進(jìn)階圖作為思維導(dǎo)圖，在課前利用信息化平臺(tái)進(jìn)行發(fā)布，學(xué)生清楚地知道自己進(jìn)階到了的哪一個(gè)維度，下一步該去向哪里，無形中將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行串聯(lián)。最后微課成效需要監(jiān)管，一般需要設(shè)置相應(yīng)的作業(yè)練習(xí)和在線答疑等反饋環(huán)節(jié)，習(xí)題形式應(yīng)多樣化，開放式思考題最佳，設(shè)計(jì)選項(xiàng)、答案要有梯度，結(jié)合進(jìn)階發(fā)展層級(jí)模型中的層級(jí)設(shè)計(jì)提問，明確學(xué)生進(jìn)階起點(diǎn)，教師通過掌握微課學(xué)習(xí)情況，為下一步的課堂做出更有針對(duì)性的安排。

（二）以學(xué)習(xí)進(jìn)階發(fā)展層級(jí)設(shè)計(jì)課堂討論，促進(jìn)學(xué)生完成進(jìn)階目標(biāo)

傳統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)課堂主要圍繞學(xué)生課前視頻學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行，趨向于學(xué)生分組收集疑問、組織討論，教師或?qū)W生則在最后做發(fā)言總結(jié)，形式上集體討論，實(shí)際上個(gè)體化學(xué)習(xí)的狀態(tài)［20］。在大學(xué)物理課堂上，由于學(xué)科存在一定難度，參與討論時(shí)往往僅限于個(gè)別積極的同學(xué)，部分學(xué)生出現(xiàn)“云里霧里”“不知所云”的情況，認(rèn)為還不如直接聽老師講授收獲的多。究其原因?qū)嶋H是教師在將課堂環(huán)節(jié)主導(dǎo)權(quán)全權(quán)交于學(xué)生所造成，缺乏對(duì)課堂有效的設(shè)計(jì)與組織。教師在翻轉(zhuǎn)的課堂上要善于創(chuàng)立情境、組織協(xié)作討論、利用會(huì)話交流等要素充分發(fā)揮學(xué)生的主體性、能動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生去挖掘、思考和解決問題。結(jié)合進(jìn)階層級(jí)設(shè)計(jì)進(jìn)階情境，多以開放性題目設(shè)計(jì)課堂提問，選擇題選項(xiàng)體現(xiàn)各層級(jí)要素，讓學(xué)生以辯論賽的形式闡述其選擇原因，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和思考能力，開拓學(xué)生的思維。利用“最后5 分鐘”小組協(xié)作方式闡述本節(jié)課的內(nèi)容與收獲，以期提高學(xué)生總結(jié)和言語表達(dá)的能力。課后作業(yè)也采用分層作業(yè)形式，分為必做題與選做題，學(xué)生可根據(jù)自己掌握程度選擇不同題目進(jìn)行作答，引導(dǎo)學(xué)生一步步到達(dá)進(jìn)階終點(diǎn)。

（三）以信息化軟件搭建測(cè)量平臺(tái)，為教學(xué)效果提供依據(jù)

由于疫情影響，各大信息化教學(xué)平臺(tái)加速發(fā)展，它們?yōu)榫€上學(xué)習(xí)提供教學(xué)資源的同時(shí)，也成為分析教學(xué)的數(shù)據(jù)“金礦”。筆者在教學(xué)實(shí)踐中借助慕課與超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)，利用學(xué)習(xí)通軟件設(shè)置微課程任務(wù)點(diǎn)，既有效監(jiān)管學(xué)生觀看情況，又方便統(tǒng)計(jì)分析測(cè)試結(jié)果。對(duì)于多班教學(xué)實(shí)踐，可根據(jù)分析結(jié)果選出平行班與實(shí)驗(yàn)班，開展教學(xué)改革實(shí)踐活動(dòng)。在課堂討論階段，教師根據(jù)課前學(xué)生不同的學(xué)習(xí)進(jìn)階起點(diǎn)，利用學(xué)習(xí)通小組討論提前進(jìn)行分組，以2019級(jí)刑事科學(xué)技術(shù)3區(qū)隊(duì)為例，全班分為10 個(gè)小組，每組5～6 人，每組盡量涵蓋不同起點(diǎn)的同學(xué)。評(píng)分機(jī)制采用小組互評(píng)分?jǐn)?shù)占50%，教師評(píng)分占50%，課堂穿插搶答，手機(jī)搖一搖抽人等環(huán)節(jié)。課后利用投票或問卷調(diào)查功能及時(shí)收集學(xué)生課堂反饋，一節(jié)課下來，學(xué)習(xí)通軟件后臺(tái)記錄了整節(jié)課的開展情況與學(xué)生參與得分，同時(shí)在學(xué)生端保留了所有課程資料與討論，可供學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)行復(fù)習(xí)，及時(shí)查漏補(bǔ)缺。每節(jié)課后教師登錄學(xué)習(xí)通后臺(tái)查看學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)情況，對(duì)不活躍群體、有掛科風(fēng)險(xiǎn)的同學(xué)及時(shí)進(jìn)行溝通與警告。期末時(shí)一鍵統(tǒng)計(jì)學(xué)生的平時(shí)成績(jī)，平時(shí)成績(jī)有理有據(jù)，真正做到過程化考核，為教學(xué)診斷、問題干預(yù)和教學(xué)決策提供重要參照。