翻转课堂模式在地方高校大学物理实验课程中的实践

邵明辉 陈新莲 张海鹍 刘金祥

摘要：翻转课堂式学习是学生以教材、教学视频、网络资料为基础，将实验活动提前至课前，完全掌握有限的课堂时间，在教师的引导下完成实验技能的训练以及科学素养的培养。在大学物理实验课程中实现了翻转课堂教学模式的实践。

关键词：翻转课堂；自主能力；大学物理实验

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）31-0269-02

“翻转课堂”是近年来全球教育界诸多学者关注并研究的热点之一。在基础教育学校中已有很多教育者将翻转课堂的教学模式付诸于行动，并取得了良好的效果。翻转课堂教学模式完全颠覆了传统教学，真正将学习主动权完全交给了学生，激发了学习动力，实现了学习的个性化，提高了教学效果。在高等教育中，也有部分高校成为了翻转课堂的试点，高校教师也积极参与到翻转课堂的观摩、学习与讨论中。但是，在诸多高校的翻转教学实践中，都是将翻转课堂模式与理论课程教学相结合，而实验课程由于其特殊性很难与翻转课堂联系起来。

然而，实验课程对于培养学生科学素质、实际动手能力有着不可替代的作用。根据教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会2010年颁布的《理工科类大学物理课程教学基本要求》中说明了大学物理实验课程的具体任务是培养学生的基本科学实验技能、科学实验基本素质，能够使学生在知识、技能、思维等方面得到培养。和传统课堂相比，“翻转课堂”与大学物理实验课程的结合具有很大的优势。

一、传统教学的困难

目前，在全国高校中，由于实验设备、教学环境、实验教师等各方面客观条件的限制，大学物理实验的教学往往还是传统的以教师讲授为主的模式。学生在传统的灌输模式下，在基本实验原理的掌握、实验基本操作上具有扎实的训练，但在培养创新思维和科学研究能力上存在明显的不足，也限制了学生的自主性学习、个性化学习。

（一）课程定位与教学过程的矛盾

大学物理实验的课程定位通常是专业必修基础课，教学目标是培养学生的科学思维能力、研究方法。但是，在各高校中，由于受到课程性质、课时、实验设备等客观因素的影响，大学物理实验课程没有受到各专业及學生的重视，各地方高校中大学物理实验课程的实际教学情况与教育部或各高校的课程定位有较大的差距。在具体教学中，大学物理实验教学内容陈旧、与专业方向脱节、教学方式传统、手段单一，学生在实验过程中体会不到发现问题、解决问题的乐趣。长期以来，形成了学生机械地按照教师安排的步骤完成实验的现象。

（二）教师与学生的矛盾

学生的直观能动性不强。在竞争日益激烈的社会中，高校学生也受到社会较大的影响，部分学生的目的性非常强，对于不在考研范围、课时学分少的大学物理实验课程大多采取蒙混过关的态度，实验的主动积极性不够，缺乏学习兴趣和热情。另一方面，高校的实验教师往往更注重实验原理的讲授，不注重教学方法。教师按照实验教材，按部就班地进行实验原理、实验仪器、实验内容的讲授，将教材内容原原本本地讲授一遍，无法激发学生的兴趣。最终导致在大学物理实验课中，教师完全起主导作用，使学生被迫成为实验操作的被动接受者。

（三）教学资源与学生自学的矛盾

各地方高校实验室设施参差不齐，实验项目、实验仪器更是千变万化，即使是同一原理、同一实验内容的仪器由于生产厂家的不同也有较大区别，所以实际教学中很难将教材上的实验内容与实际仪器对应起来。所以，对于实验课程，学生就不能在课前对实验内容、实验仪器进行很好的预习，即便是对实验课程感兴趣的同学也不能进行自学，这就造成了学生在课内需要占用大量的时间去熟悉实验仪器，而对于实验原理、实验内容、实验结果的思考较少。

二、“翻转课堂”教学资源的建设

为了解决实验课程实际教学中出现诸多问题，各高校的老师们都采用了很多办法。在激发学生学习兴趣的同时，完善、补充各种教学资源。

（一）专用教材的编写出版

教材是学生学习的第一手资料。为了更好地配合翻转课堂模式的实施，我们在分析了学生预习的习惯后，编写了翻转课堂专用教材，已由高等教育出版社出版，也为翻转课堂的实施提供了必要的基础。根据学生学习的特点，教材中首先设置了预习要点，提示学生在预习过程中需要掌握的知识。在教材中需要特别讲解的地方设置了二维码，学生预习时可以用手机扫描二维码，链接到学校网站上，看到教师提前录制好的教学视频或其他教学资料。

（二）实验视频的拍摄编辑

对于实验类课程，高质量的实验视频是实现翻转课堂模式的关键。实验课程与理论课程相比，有其自身的特点，我们将每个实验的实验原理、实验内容、仪器操作等内容拆分为5～10个关键知识点，编写脚本，用微课视频的形式将关键问题说明。然后将实验视频上传至学校的网络课程中心，将视频的网址转换为二维码，放置在教材中，学生在预习过程中，遇到关键知识点，用手机扫描二维码即可打开视频，进行学习，实现了按需学习、随时学习。

（三）实验项目的重组

在大学物理实验课程中我们根据学生的专业，有针对性地设置了不同的实验项目。将实验方法或实验内容接近的项目进行了分组。再如，给电气专业、信息专业的学生设置了“二踪示波器的使用”和“声速的测定”这一组实验操作相关的实验，学生在学会使用示波器后，紧接着进行声速测定实验，复习巩固了示波器的使用，又顺利地完成了声速在气体、固体中的测量。

三、“翻转课堂”教学模式的实践

根据以上对高校中大学物理实验传统教学的分析，结合翻转课堂以及前期教学资源的建设，充分发挥微课视频的优势，我们在多个班级中进行了“翻转课堂”教学模式的实践。

（一）教学流程设计

针对大学物理实验教学的要求与特点，我们按照充分发挥学生主观能动性的原则，设计了“翻转课堂”教学模式的流程，如图所示。

（二）实践过程

1.课前预习阶段。学生通过教材、微课视频、预习报告等多种学习资源进行实验预习。学生根据我们设定的预习问题进行教材的阅读、视频微课的观看、预习报告的填写来完成预习。要做好学生的预习，教师必须根据学生学习认知的特点设计该实验项目的预习问题、预习报告，然后教师对实验项目的知识体系进行构建，完成微课视频的拍摄与编辑。学生需要在上课时提交自己的预习报告，并将预习中的疑点反馈给教师，以便教师及时掌握学生的预习情况。

2.课堂实验阶段。在上课时，学生独立自主地完成实验，这是学生掌握知识的关键阶段。教师不再讲授内容，不占用课堂时间，但要负责组织、维护好实验课堂的教学秩序，同时还要监督好实验仪器的使用情况，避免实验仪器的损坏。在这个阶段，教师鼓励学生在实验过程中发现问题、提出问题，并引导学生自己解决问题，培养学生动脑思考的能力。教师在整个实验课堂中，不间断地了解学生的实验情况，发现学生在预习或实验操作中出现的问题，及時对学生的实验方案进行修正，根据学生的问题进行个性化指导。

3.评价阶段。教师对学生的评价贯穿于整个教学流程，是对学生学习情况的综合评定，是一种形成性评价。良好的评价能够对学生的学习起到监督和强化作用。教师需要对学生的课前预习、课堂操作、课后报告进行多维度的分析评级，发现学生在实验课程中的亮点并给予及时的肯定。正确、适当的学生评价可以对学生的学习动机起到很大的激励作用，也能最大限度地体现实验课程的教育功能。大学物理实验课程的评价也是多角度、多方位的。我们以完成实验为基本要求，鼓励学生展示个性。例如，对在实验课程中，常问问题，又有很多想法的同学，应当积极给其建议，使其发挥喜欢动脑的优势，培养科学分析、研究问题的能力。

四、结束语

本文利用翻转课堂的教学模式契合了“以学生为中心”的教学理念，体现了课堂上学生的主体地位、教师的主导地位，符合学生的认知规律，利于学生知识架构的有效形成。在教学过程中，教师借助信息化网络发挥主导作用，贯彻“自主—探究—合作”的教与学的观念。学生在教师的指导下，根据自己的个性需要，激发自身的控制和校正能力，建立实验的知识框架，发现问题、解决问题，独立或团队协作完成实验。

参考文献：

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