基于Web的大学物理实验翻转教学探究

郭露芳　周群　杨欣

摘要：随着教学理念和新技术的不断发展，信息技术与课程的整合日渐深入。本文结合大学物理实验课程的教学现状，介绍了Web教学资源和翻转课堂的特点，提出将Web技术与翻转课堂相结合，形成基于Web的大学物理实验翻转教学模式。本文介绍了该教学模式的教学设计，并就课前、课中及课后这一教学模式在大学物理实验教学中的应用进行分析与评价。该教学模式在大学物理实验教学中应用效果良好，弥补了传统教学方法的不足。

关键词：翻转课程；Web技术；教学模式；大学物理实验

0引言

大学物理实验是一门实践性和应用型很强的课程，是理工科学生进入大学培养其动手能力、观察能力、创新思维能力、理论联系实际能力以及分析问题和解决问题的能力的有效途径。当前实验教学过程中存在着一些问题：（1）学生缺乏实验兴趣，学习状态不佳。经典物理实验中大部分实验重复和验证教材上已有的定理和定律，内容相对枯燥，与科学发展和生活实际脱节，不利于激发学生的学习兴趣和学习热情；（2）教学方法单一，学生被动接受。在目前的实验教学中，教师详细地讲解实验原理、方法、步骤、数据处理等，学生往往进行的是美国人称之为的“COOK”实验，即照着菜谱煮饭，缺少想象力和创新性的锻炼，学生对实验背后的物理思想和意义理解不深，出现“知识片断化”现象；（3）学生实验基础不一，容易造成基础差的学生“吃不消”现象。物理专业学生和非物理专业学生的基础不一，一些学生在大学前接触物理实验机会很少，对基础仪器仪表使用不了解，在课程进行过程中有一定困难。

针对以上问题，需对实验教学模式进行改革。近几年，国内学者提出了多种实验教学模式改革方法，本文工作将Web技术与翻转课堂相结合，提出基于Web的大学物理实验翻转教学。

1基于Web教学资源及翻转课堂的特点

传统类型的软件平台投资成本高，程序升级更新困难，而基于web的模式具有良好的跨平台特性和广泛的覆盖性的优点，可有效解决上述问题。基于web的模式本身以超链接作为组织形式，可提供高度的交互性，与其他应用程序有着方便良好的接口；基于web的教学资源可以以网页为单位在网络中传输，传输速度快；基于web的程序对运行的软硬件平台没有特殊要求，因此需要的开发费用相对低廉。

翻转课堂教学作为一种混合学习模式，成为传统面对面学习和远程教学相结合的产物。传统的教学模式是教师在课堂讲解，学生课下完成作业。翻转教学，即教师创建视频，学生在课外自行学习，回到课堂师生面对面交流完成作业的教学模式。课堂成为教师与学生的互动平台，可以解决学生被动接受的传统模式，让学生自主学习，达到更好的学习效果。

2基于Web的大学物理实验翻转教学设计

2.1建立基于web的大学物理实验翻转课堂教学资源系统

基于web的大学物理实验翻转课堂教学资源系统无须手动安装软件程序，使学生只需通过浏览器就可实现在线课程学习或下载到移动终端学习，可广泛地为学生提供自主学习平台，视频可及时暂停、重播，方便学生重复学习，相当于“一对一”的教学模式。

在传统教学课程系统中增加教学视频、对基础物理实验仪器如万用表、电压表等使用方法、实验背景知识、实际应用等内容，可有效帮助学生巩固基础，开阔视野，提高兴趣。

2.2教学内容收集

录制教学视频，视频时长10min以内，控制在学生注意力比较集中的时间范围，视频中只显示讲解内容的PPT，讲解的语音，要求讲解过程中渗透着趣味、学科思维方法。

增加基础物理仪器仪表使用方法、实验背景、实验拓展等内容。针对学生物理实验能力参差不齐，增加基础物理仪器仪表介绍，对常用的万用表的使用、螺旋测微器读数方法等进行介绍，可以让基础不足的学生提前学习；针对学生知识点分散的问题，增加实验背景资料，对实验的背景、科学家故事、实验线索、时间节点等进行介绍，疏通学生的物理知识，将学生的知识点连成线，最后能形成知识网；针对学生兴趣不高，感觉实验脱离实际的问题，增加实验应用内容，将物理实验与科技前沿联系在一起，增加学生学习兴趣，感受物理实验的魅力。

2.3翻转教学，并进行学习效果评价

采用翻转教学课堂实践，让学生讲解学习内容并提出问题，师生一起解决，增强学生的分析解决问题的能力以及创新能力，很有可能延伸出很多小的创新课题；采用调查问卷的形式，及时了解学生对翻转教学的学习效果，根据效果反馈，调整课堂，最终形成适合大学物理实验的翻转教学。

3基于Web的大学物理实验翻转教学应用

根据对本校传统实验教学的分析，结合基于Web的大学物理实验翻转课堂教学资源建设，我们在多个班级中进行了“翻转课堂”教学模式的实践。

3.1课前自主学习阶段

学生通过大学物理实验翻转课堂教学系统，用浏览器打开链接或扫描二维码的方式就可实现在线课程学习或下载到移动终端学习。根据学校原有的课程中心平台，将学生获取知识最直接的内容进行整合和汇总，实现以下四个模块：实验背景、基础物理仪器仪表、实验视频、实验拓展及应用。

学生点击实验视频，即可对大学物理实验（1）、大学物理实验（2）共16个基础实验进行学习，视频采用微课的形式进行，介绍实验原理、操作等内容，并可暂停、重播，让学生有充分的时间吸收接纳知识。同时可以了解实验相关背景知识、实验扩展及实验应用，让学生将知识点同之前学习的内容进行联系，将知识点连成知识网。对于物理实验基础差的同学，还可以相应学习基础物理仪器仪表的使用方法等，提前巩固实验基础知识，为实验课程打下基础。图2所示为常用的几个基础物理仪器仪表。

学生需在上课时提交自己的预习报告，并将预习中的疑问反馈给教师，以便老师及时掌握学生的预习情况。

3.2课堂实验阶段

上课时，学生独立自主地完成实验，老师负责组织、维护课程秩序，监督实验仪器的使用情况，不再讲授实验内容。在实验过程中，教师鼓励学生发现问题、提出问题并想办法解决问题，在这个过程中培养学生的独立思考能力以及分析问题、解决问题的能力。教师将实验过程中的问题以及预习报告中的问题进行结合，及时对学生实验方案进行指导，根据学生的问题进行引导。

3.3評价阶段

教学方法的好坏需要通过良好的评价来实现，而良好的评价能够对学生的学习起到监督和促进的作用。老师通过对课前预习、课堂实验对翻转课堂教学的实施过程进行评价；而学生通过调查问卷的形式对翻转课堂教学模式进行评价，让老师对于课堂中存在的问题及时掌控。通过老师和学生的评价结果反馈，调整课堂，最终形成适合的大学物理实验翻转课堂教学。

实际教学中发现学生对于这种教学模式兴趣很高，课堂气氛活跃，每节课都会有同学提出很多问题，如：光电效应实验中学生提出“为什么要选择汞灯作为光源？”、“电流量程为什么要选择10-13档位？”等直接联系到实验的物理思想和实验方法选择等的问题，而这些问题都是传统课堂上学生被动接受而不会思考提问的。学生调查问卷的结果也显示，学生对这种教学模式的认可度很高，对知识的学习也更通透。

4结语

本文介绍了web教学资源与的大学物理翻转课堂教学的特点，将Web技术与翻转课堂相结合，提出基于Web的大学物理实验翻转教学模式。介绍了该模式的教学设计，并就教学应用中的课前自主学习阶段、课堂实验阶段以及课后评价阶段进行了详细的阐述。基于web的大学物理实验翻转教学资源系统的建设及翻转课堂教学契合了“以学生为中心”的教学理念，该教学方法可有效丰富物理实验教学手段，提高学生自主学习能力、分析问题解决问题的能力，拓宽科学视角，有助于培养实验基础知识理解透彻、操作规范、善于创新的应用型理工科人才。endprint